TA的每日心情 | 开心 2024-12-6 17:17 |
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干热岩(HDR),也称增强型地热系统(EGS),或称工程型地热系统,是一般温度大于200℃,埋深数千米,内部不存在流体或仅有少量地下流体的高温岩体。开发干热岩资源的原理是从地表往干热岩中打一眼井(注入井),封闭井孔后向井中高压注入温度较低的水, 产生了非常高的压力。在岩体致密无裂隙的情况下, 高压水会使岩体大致垂直最小地应力的方向产生许多裂缝。若岩体中本来就有少量天然节理, 这些高压水使之扩充成更大的裂缝。当然, 这些裂缝的方向要受地应力系统的影响。随着低温水的不断注入, 裂缝不断增加、扩大, 并相互连通, 最终形成一个大致呈面状的人工干热岩热储构造(图1)。在距注入井合理的位置处钻几口井并贯通人工热储构造, 这些井用来回收高温水、汽, 称之为生产井。注入的水沿着裂隙运动并与周边的岩石发生热交换, 产生了温度高达200-300℃的高温高压水或水汽混合物。从贯通人工热储构造的生产井中提取高温蒸汽, 用于地热发电和综合利用。利用之后的温水又通过注入井回灌到干热岩中, 从而达到循环利用的目的。
团队提出的双水平井(Dual Horizontal Wells)热能提采方式,相对于直井而言,具有井筒-岩体接触面积大、热能交换充分、采热效率高的显著优势,并应用THM耦合数值模拟方法对可行性与采热效率进行比选,为干热岩地热资源的开发提供了一种新的思路。相关研究《Numerical investigation on the heat extraction capacity of dual horizontal wells in enhanced geothermal system based on 3-D THM model》发表在国际SCI期刊《energies》(中科院JCR分区三区)。该研究成果受到国家自然科学基金与青岛国家海洋实验室联合资助。
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