超临界二氧化碳开采干热岩热量过程中裂隙网络的热流固耦合分析

乔明正; 景泽锋; 周雨娟; 郑龙; 王立超

西安交通大学学报 ›› 2026, Vol. 60 ›› Issue (2) : 82 -91.

乔明正, 景泽锋, 周雨娟, 郑龙, 王立超

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摘要

针对使用超临界二氧化碳（SC-CO₂）开发干热岩深层地热能时，裂隙储层在多物理场耦合作用下的特性演变规律，以及裂隙网络连通性对热采性能影响不明确的问题，使用数值模拟的方法，探究了裂隙储层网络的热流固（THM）耦合作用，并且模拟了不同压裂工况下裂隙网络的热采过程。研究对比了SC-CO₂与水作为工作介质的取热效果，探究储层特性演变规律，分析了裂隙网络连通性对各物理场和储层特性的影响。研究结果表明：SC-CO₂较水具有更高的生产温度和更缓的温度下降趋势，且对储层位移影响更小，更适合长期开采；多条水力裂隙网络的生产温度比单条水力裂隙网络的生产温度高出约24 K;单条水力裂隙网络中，断路距离的增加能够延缓温度下降，但也增大压力损失；多条水力裂隙网络中，断路会减少换热面积并降低换热量，但不影响热突破时间；储层孔隙度、渗透率及裂隙开度受THM耦合作用显著，井眼附近因流体压力梯度导致裂隙开度变化剧烈。该研究为增强型地热系统中裂隙网络的优化及高效热采提供理论依据。