裂隙岩体渗透率与应力耦合对EGS采热性能的影响

摘要

在增强型地热系统(enhanced geothermal system, EGS)热开采过程中，储层渗透率受应力的影响而动态变化。为揭示裂隙岩体渗透特性和应力之间的耦合作用对系统采热性能的影响，建立双重介质热流固(thermo-hydro-mechanical, THM)耦合模型，分析基质和裂隙渗透率随应力动态变化时储层THM三场变化规律。结果表明：在热应力与水压力共同作用下，基质渗透率逐渐减小，裂隙渗透率呈指数式增加，采热速率主要由裂隙渗透率的动态变化决定，但如果忽略基质渗透率的动态变化，预测的裂隙渗透率比实际提高41.8%,热突破时间提前，会低估近2年的系统运行寿命。因此，同时考虑裂隙和基质渗透率与应力的耦合作用对合理评价EGS系统使用寿命有重要意义。

关键词

增强型地热系统 / 热流固耦合 / 渗透率 / 应力