干热岩闭环地热系统井壁稳定及热能提取方法

摘要

为应对增强型地热系统在压裂刺激、诱发地震及地层渗流不确定性等方面的技术挑战,本研究探索了一种更具环境友好性和运行稳定性的替代开发路径——闭环地热系统(CLGS)。通过对比分析,明确了CLGS的技术优势。首先系统梳理了CLGS在长周期运行条件下的力学稳定性与高效采热模式研究进展,重点分析了不同注采参数对采热性能的影响,并对多种采热模式的热能提取效率进行了综合评估;进而探讨了井壁在热—流—固耦合作用下的稳定性影响机制。结果表明,对于CLGS:螺旋形井筒结构可显著提升长期换热能力,在50 a周期内平均每延米换热量提高23.73%;间歇采热模式能够显著提升热交换效率,平均产热率提高3.95 kW,累计发热量增加34.6%;此外,注入速率被证实对采热周期演化及井壁应力扰动过程具有关键调控作用。

关键词

干热岩 / 井壁稳定 / 热能提取方法 / 增强型地热系统 / 闭环地热系统