井-岩结合的EGS热流耦合数值模拟

摘要

现有研究忽视了井-岩耦合过程及深井筒传热效应，难以准确评估增强型地热系统（EGS）在干热岩中的采热性能.为此，本文基于COMSOL（多物理场仿真软件）构建了井-岩结合的三维热流耦合模型，分析了各因素对EGS采热性能的影响.模拟结果表明，EGS的采热过程主要依赖裂隙和井筒换热，其中裂隙贡献73%，井筒的换热占27%；在一注一采模式下，注采井间距为500 m时采热效果最佳，出口温度可达145.5℃；增加注水流量可提升出口温度，但会缩短热储寿命.通过调整井布局、优化流动传热路径发现：一注一采布局寿命长且出口温度高，而一注四采模式能获得最高采热量，是一注一采的3.1倍.

关键词

干热岩 / 增强型地热系统 / 热流耦合 / 采热性能 / 出口温度