双竖直井开采美国沙漠峰深层地热数值模拟.pdf

第3 3 卷第2 期 2 0 1 3 年0 4 月 矿冶工程 M 田叮N GA N DM 咂T A I 冱，I m G l C A LE 阿G D 瑾置R I N G V 0 1 ．3 3 №2 A p d 2 0 1 3 双竖直井开采美国沙漠峰深层地热数值模拟① 曾玉超，苏正，吴能友，王晓星 中国科学院可再生能源与天然气水合物重点实验室，广州能源研究所，广东广州5 1 0 6 4 0 摘要建立了沙漠峰双井式增强型热储的概念模型，并利用’m u G H 2 求解了模型。结果表明，利用双井系统开采沙漠峰热储是 可行的，系统的流体循环量为3 0k ∥s ，3 0 年内的产热功率和产电功率分别为1 8 ．9 0M w 和3 ．4 2M W 左右，储层水流阻抗最大为 o ．0 9 5M P ∥ k g ／s ；在O ．7 1 7 ．3 0 年间储层温度和压强逐渐降低，水流阻抗逐渐增大，系统只产出液态水，而1 7 ．3 0 3 0 年问储层 温度、压强、水流阻抗基本保持不变，生产井井口附近液态水不断汽化，系统产出液态水和蒸汽的混合物，且气体产量逐渐增大。 关键词沙漠峰；增强型地热；开采；数值模拟 中圈分类号．1 1 5 2 1文献标识码Ad o i l O ．3 9 6 9 ／j ．i s 8 n ．0 2 5 3 枷9 ．2 0 1 3 ．0 2 ．0 0 3 文章编号0 筋3 6 0 9 9 2 0 1 3 0 2 0 0 0 8 一0 6 卜汕咖j r i c a lS i m l l l a t i o n0 fD e e pG e o Ⅱ地珊a lE 玳r 斟M i I l i 】唱b y T w O - v e r t i c a lW e ⅡsS y s t e ma tD e ∞r tP e a kF i e l d ．U S A z E N GY u c h ∞，s Uz h e n g ，W UN e n g - y o u ，W A N GX i ∞- 】【i n g 囊巧k 6 0 n 咖哆旷胁口6 z e 脚口以G l ∞而咖k 抛，‰，瞥幻H 加t 如蹴矿阢劭，c D 册邮如n ，傩i ，麟eA ∞幽形旷 ＆如r 妣s ，G ∞，l g z b u5 1 0 “0 ，‰，l g 幽，l g ，吼讹 A b s 咖t Ac o n c e p t u a lm o d e lf o rt w o - v e n i c a lw e U se I l l l 锄c e dg e o t l I e m I a l 陀跎r y o i ra tD e ∞r tP e a l 【g e o t l l e m 斌f i e l dw 鹊 e s t a b l i s h e d ，w 】h i c hw 鹊∞l V e dw i t l l ’I o u G H 2 ．R e s u l t ss h o wt l l a ti t 7 sf e 鼬i b l et o 唧l o i t 枷e r m a le n e r g y 砒t l l ed e e p D e ∞r tP e a l 【试t I l 卅。一v e r t i c a lw e U ss y s t e m ．1 1 h es y s t e mw i t l lac i r c u l a t i n gn u i dm 鹊sm t eo f3 0k g ／s ，h 够at I l e 珊a lp 玲 d u c t i o np o w e ra 甜e l e c t r i cp m d u c t i o np o w e r ，r e s p e c 曲e l y ，a r o u n d1 8 ．9 0M Wa n d3 ．4 2M Ww i “n3 0y e 躺，w i 山a m 懿i m u mw a t e rn o wi m p e d 趴c eu pt o0 ．0 9 5M P a ／ k g ／s ．I n 出ef i 璐t0 ．7 ～1 7 ．3 0y e 峭，t l I et e m p e 阳t I l 陀肌dp 陀s 蚰陀 i nt l I er e 跎n r o i rw i Ud e c r e 鹊eg m d u a l l y 蚰dw a t e rn o wi m p e d 肌c e 访Ui n c m a ∞g r a d u a l l y ，r e s u l t i n gi nt l l es y s t e mo I I l y p m d u c i n gl i q I l i dw a t e r ．W h i l ei n t l l el a t e r1 7 ．3 0 ～3 0y e 啪，d u et ot l l er e s e Ⅳo i rt e m p e r 咖r e ，p r e s s u 陀舳dn o w i m p e d 蛐c eb 鹊i c a u ys t a r i I l g 岫c h 锄g e d ，l i q u i dw a t e rc l o ∞t op r o d u c t i o nw e Ⅱm o u s e 诵Uc o n t i n 鹏t ov a p 面z e 陀s u h i n gi n t l l es y s t e mp r o d u c i n gam i x t u r e0 fl i q u i da I l dg 鹊，w i t l lg 黯o u t p u ta t 锄i n c r e 酗i n gr a t e ． K e yw O r d s D e ∞r tP e a l 【；e I l h 锄c e dg e o t l I e m a ls y s t e m ；I I l i n i n g ；n u m e r i c a ls i m u l a t i o n 增强型地热系统 E I l l l 锄c e dg e o t l l e 珊a ls y s t e m ， E G S 是采用人工循环的水流从地下3 1 0k m 深处、 温度为1 5 0 6 5 0 ℃的基岩裂隙热储中开采热能、用于 发电的工程系统，它具有资源量大、可供基础负荷发 电、能源连续性和稳定性好、污染物排放少等优点⋯。 自1 9 7 4 年以来发达国家已进行了众多现场试验，使得 E G s 技术距离商业化越来越近。2J 。在当前节能环 保、C O 减排的压力下，E G s 研究逐步引来一个高 潮。2J ．，其中具有代表性的是美国能源部支持的沙漠 峰项目，其目标是综合之前E G s 试验所得结果，攻克 储层激发中的遗留问题，进一步完善E G s 技术，使其 可在较广泛的地区中应用J 。 E G s 技术的关键在于激发低渗透性基岩获得结构 合适的裂隙热储，因水流循环耗时长、操作复杂、成本 昂贵，故E G S 裂隙储层的数值模拟方法是研究的重点 和热点之一M “0 | 。裂隙渗流模拟的关键首先在于裂 隙的合理表征，其次在于渗流- 传热．固体变形一化学反 应等多物理- 化学作用的合理简化【8 。1 0 1 ，而前者是裂隙 渗流数值模拟的基础0 1 。E G S 储层含有大量的立体 网络裂隙，双孔隙度 d o u b l e - p o m s 畸m 如o d 模型、双 渗透率 d o u b l e - p e 咖e a b i l 畸眦t h o d 模型、多重作用连 续体 M u l t i p l eI n t e 啪t i n gC 伽t i n u a ，M I N C 模型、有效 ①收稿日期2 0 1 2 J 呻彩 基金项目国家8 6 3 计划课题 2 0 1 2 A A 0 5 2 8 0 2 ；中科院广州能源所所长基金项目 y 1 0 7 “1 0 0 1 ；中科院广州能源所博士后启动基金 y 1 0 7 b 1 1 0 0 1 ；中科院研究生科技创新与社会实践专项 y 2 0 r 7 y 8 1 0 0 1 作者简介曾玉超 1 9 8 6 一 ，男，河南商城人，博士研究生，主要从事增强型地热系统数值模拟研究。 通讯作者苏正 1 9 8 0 一 ，男，宁夏固原人，博士，副研究员，主要从事天然气水合物成藏机制和增强型地热系统研究。 万方数据 第2 期 曾玉超等双竖直井开采美国沙漠峰深层地热数值模拟 9 连续统一体模型 e c t i v ec o n t i n u u mm e t } l o d ，E C M 、 等效多孔介质模型 e q u i v a l e n tp o r o u sm e d i u m ，E P M 是目前可较好模拟充分连接的立体网络裂隙渗流的方 法一“0 | ，但这些方法所需计算资源均很大，目前主要 用于形体较简单、尺度较小的储层分析中，对于实际 E G S 储层分析应用极少，其分析结果尚不能为实际E G S 生产提供参考H 卜1 5J 。为减少计算量、简化分析，本文在 分析D e s e r tP e a l 【储层地质背景基础上，建立了深部储 层的概念模型，并假定储层等效为均质多孔介质，进而 采用T o u G H 2 软件模拟了地热储层的产能过程，可为 D e s e nP e a k 储层开发的设计和试验提供参考资料。 1 地质背景与概念模型 1 ．1 地质背景 沙漠峰E G s 项目选址于N e v a d a 州R e n o 市东北 方向1 3 0k m 处的沙漠峰水热型地热田东部边缘，其目 标是建立一个发电功率2 ～5M w 的E G S 工程。2 0 0 2 ～2 0 0 5 年以D P 2 3 1 井为切入点完成了该区的资源潜 力评价，图1 示出了该区井、断层的分布，其中灰色区 域16 1 0m 26 0 6m 是勘探确定的开发区旧J 。图2 示 出了D P 2 3 ．1 井的岩性、温度分布 图2 保留了原资料 的完整性，温度单位为华氏度，深度单位为英尺 旧] 。 勘探的目标层段埋于12 1 9 ～27 4 3m 间，起于第4 层、 p T l 变质沉积物层下部、止于第8 层、二云母花岗闪长 岩层的中部；内含第5 层皿石英二长闪长岩、第6 层 p ，1 2 变质沉积岩、第7 层p 1 2 角闪石花岗闪长岩储层 以花岗闪长岩为主，密度分布基本均匀。储层温度介 于2 0 7 ～2 1 6 ℃，平均温度2 1 0 ℃；储层花岗闪长岩基 质孔隙度2 ％，渗透率0 ．0 lm D [ 3 ，1 6 以0 | ；假定激发后储 层水平渗透率增加到1 0m D ，垂向渗透率增加到lm D 1m D 1 1 0 。1 5m 2 ，孔隙度维持2 ％不变‘1 6 埘] 。未 被激发的储层上覆岩层和下伏岩层的渗透率、孔隙度 分别为0 ．0 1m D 、2 ％L 1 6 ’驯。 图2 沙漠峰热田D P 2 3 - 1 井岩层分布和测温曲线 1 T m c k e e D e s e nP e a l 【；2 C l l l o I o p a g ∞F 0 m a l i ∞； 3 R h y o h t eU n i t ；4 p T lM e t 鹏e d i m e n t 8 ； 5 Q u 吡M o n 踟d i o r i t e p ’1 2 ；6 p ’I _ 2M e 恤眈d i m e n t 8 ； 7 H o m b l e n d eD i 耐t e P 1 2 ；8 ’h 伽M i c aG l 枷o r i t e 1 ．2 概念模型 综合地质与地球物理资料确定开发层段水平面积 为8 0 0m 8 0 0m ，垂向上位于一l2 1 9 一一l7 1 9m ，厚 度5 0 0m ；上覆与下伏未激发地层厚度1 0 0m 。注入井 为D P 2 3 ．1 ，另钻生产井w e U p I o 构成双井生产系统。 其中D P 2 3 1 井坐标 1 5 0m ，4 0 8m ，w e U p r o 井坐标 6 5 0m ，4 0 8m ，井距5 0 0m 。双井系统在一12 1 9 一 一17 1 9m 之间射孔和储层联通，注人流量为3 0k g ／s ， 注入温度为6 0 ℃，对应比焓为2 ．5 1 1 0 5J ／k g 。沙漠 峰双井E G S 储层概念模型见图3 。图1 表明资源区大 小是16 1 0m 26 0 6m ，且井D P 2 3 1 距离断层较近。 为减少断层对储层性能的影响，如对储层水流阻抗的 T 2 2 N 。j | T 2 2 N 盆 高6 } 5 ／l t 错 刚f p幽 ， 砑 ㈨o o H ”_ E 盛悠”f 7 ∥ 参。知彩．。 l - 黔 ● ” n 0 1 ／ 力。 ’ Z7 ∥2 1 ， ∥厂 2 7 0O 5 』舞￡ 万方数据 l O 矿冶工程第3 3 卷 影响，假定储层四周是不可渗透且绝热的边界；前人也 采用了这样的假设来简化问题，而且证明尽管这样的 模型简单，其模拟结果对储层实际能效仍然有重要的 参考意义n ，j 9 一驯。 2 数值模型 2 ．1 数值模拟平台 本文的数值模拟采用劳伦斯伯克利国家实验室研 究开发的’I ’o u G H 2 一E O s l 进行。。r o u G H 2 是一款用于 模拟地下孔隙或裂隙介质中多相、多组分流体流动和 传热的软件，它基于积分差分法求解流动与传热过程 的质量、动量和能量守恒方程旧1 I 。为简化分析，本文 假定储层激发后渗透率分布均匀从而可以等效为孔隙 介质；忽略热应力、固体应力和化学作用对储层孔隙度 和渗透率的改变；忽略储层中的水流损失[ 1 9 ‘驯。考虑 到生产井周围底部高压高温流体可能降压气化，模拟 采用两相流模型，气、液两相相对渗透率‰、I | } w 采用 c o r e y ’sc l l n r e s 即‰ s 4 、| i } 懈 1 一s 2 1 一s 2 计 算m 1 ，其中s ≮≤竽，s ，为液相饱和度。假定均质的 模拟区域岩石的密度为27 3 0k g ／m 3 、比热容为1 ．0 9 8 k J ／ k g K 、热传导系数为1 ．3 7W ／ m K 口’1 6 “8 1 。 2 ．2 数值模型 将上述概念模型的模拟区域离散成图4 所示的5 0 5 0 3 3 网格系统。水平方向上单个网格长度为1 6 m ，垂向上上覆盖层和下伏地层单个网格厚度2 5m ，储 层单个网格厚度为2 0m 。由于盖层和底层厚度够大， 且围岩渗透率很低，因此盖层顶部和底层底部的温度不 受热能开采的影响，故假定储层四周为绝热不传质边 界，微弱的边界效应被忽略不计。初始温度为2 1 0 ℃， 初始压力为静水压力，初始液相饱和度为l 。s a n y a l ， P 1 1 l e s s 等的研究结果证明这种数值模型的结果是可靠 图4 解域离散网格 的；7 r o u G H 2 作为主流热储模拟器之_ ，其可靠性已经 被充分地检验和证实‘1 ’1 9 。2 1 | 。 3 结果与讨论 商业E G s 储层要求的性能参数和范围是陋瑙】 ①储层平均温度在1 9 0 ℃左右；②单次激发的寿命期 一般为1 5 ～2 0 年 内储层平均温度降低小于1 0 ％； ③总流体产量为5 0 ～1 0 0k g ／s ；④总流量损失小于 1 0 ％；⑤水流阻抗小于0 ．1M P a ／ k g ／s ；⑥激发体积 不低于2 1 0 8m 3 ；⑦有效传热面积不低于2 1 0 6m 2 。 双井系统的商业目标是以5 0k g ／s 流量注入6 0 ℃、产出 1 8 0 ℃的水流，从而获得2 5M W 的热功率或3 ．5M W 的 电功率，且水流阻抗小于0 ．2 枷V k g ／s H 以盈瑙] 。本 文将在分析储层产能特征的基础上对其进行评价。 双井系统输出的热能功率E 近似为n 9 埘] 职 c g ‰一‰ 式中g 、z k 、‰分别是流体质量产量、产出温度和注入 温度，取最大有用功转化为电能的利用系数为 0 ．4 5 [ 1 9 一圳。 由热力学第二定律可知双井系统输出的最大净电 功率职为9 。驯 Z E o ．4 5 c g ‰一‰ 1 一≠ 』胛 下 式中≠以绝对温度单位计算，其中％ 2 8 8 ．7 5K ，是 』胛 沙漠峰地区的热排放温度瑚J 。 产出温度、热能功率和电能功率随时间变化曲线 见图5 。由图5 可见，在3 0 年的热能开采过程中，产 出温度始终维持在2 1 0 ℃；热能功率始终处于1 8 ．9 0 M W 左右，波动幅度为0 ．0 5M W ，占平均值1 8 ．9 0M W 的O ．2 7 ％；电能功率始终处于3 ．4 2M W 间，波动幅度 O ．0 lM w ，占平均值3 ．4 2M w 的O ．2 9 ％。单位流量获 得的热能功率是0 ．6 3M w ／ k g ／s ，电能功率是0 ．1 1 M w ／ k g ／s ，相对于标准要求的0 ．5 0M W ／ k g ／s 、 O ．0 7M W ／7 k g ／s ，是符合产能要求的。故储层产出温 度和能量符合商业开发的要求。 时间／年 图5 产出温度、热能功率和电能功率随时间变化曲线 万方数据 第2 期 曾玉超等双竖直井开采美国沙漠峰深层地热数值模拟 储层水流阻抗厶 M P a ／ k g ／s 为 厶 毕 式中P ”P 即分别为生产井、注入井井底压力 用整个 射孔段平均压力代替 。井底压力和水流阻抗随时问 变化曲线见图6 。由达西定律可得水流阻抗如 等， 1 埘 其中纵￡、K 、A 分别为两井间平均的水流粘度、流径长 度、渗透率和流径横截面积，3 0 年内水流阻抗的变化 包括3 个阶段。在前0 ．7 年的O A 阶段，水流阻抗迅 速上升到0 ．0 7 5M P a ／ k g ／s 。从图6 看是因为注入 井压力迅速增加、生产井压力迅速降低，导致两者之差 迅速增大。这是储层的白适应阶段，该阶段内储层水 流、热流、压力变化迅速；从注入井到生产井的水流通 道尚未稳定，￡、A 均在迅速变化，水流阻抗迅速增大。 0 ．7 ～1 7 ．3 0 年的A B 阶段，水流阻抗缓慢从O ．0 7 5 M P a ／ k g ／s 增大到O ．0 9 3M P a ／ k g ／s ，增大了2 4 ％。 这阶段注入井压力和生产井压力均在线性降低注入 井压力从1 5 ．3 7M P a 降低到6 ．5 2M P a ，生产井压力从 1 3 ．1 5M P a 降低到3 ．7 6M P a 。生产井压力降低速度快 于注入井，致使水流阻抗缓慢增大，这是储层非稳定产 能阶段。1 7 ．3 0 3 0 年的B C 阶段，生产井底和注入井 底压力基本保持不变，水流阻抗缓慢地增加到0 ．0 9 5 M P a ／ k g ／s ，约增加了2 ．1 5 ％，也可认为水流阻抗基 本没变，这是储层的稳定产能阶段。总体而言，3 0 年 内水流阻抗始终小于0 ．1M P a ／ k g ／s ，符合商业开发 的要求。 ， ， 鼍 ∞ 邑 高 山 茎 堰 盟 鹾 若 时间／年 图6井底压力和水流阻抗随时间变化曲线 从厶 告来看，储层水流阻抗根本上受卫、￡、K 1 册p 和A 控制。由于储层渗透率K 是定值，因此在同一深 度处水流粘度旦、从注入井到生产井的流径分布和形 p 状可能对水流阻抗有着明显的控制作用。需要注意， 本文假设储层是完全没有水流损失的，这与实际并不 相符埘巧] 。一方面，目前对储层水流损失机制及其 对储层性能的影响尚无清楚的认识，储层阻抗和水流 损失可能有着密切联系；另一方面，同位素示踪储层中 流径分布的技术已经在储层试验中有了很大的进 步汹] ，今后的研究将会从根本上揭示旦、工、A 对水流 P 阻抗的影响。 开采过程中位于y 4 0 8m 、过双井截面上的温度 场演化见图7 ，图像上位于x 1 5 0m 的黑线表示注人 井D P 2 3 1 ，位于X 6 5 0m 白线表示开采井w e U ．p r o 。 2 ∞枷6 ∞舳02 0 0枷6 加2 肿4 帅6 加枷2 ∞枷枷咖 x | mx { mx | m x I m 吖℃■■●■■■■■_ ，_ 7 0 舯9 01 0 01 1 01 2 0 1 3 0 1 4 0 1 5 0 1 6 01 7 0 l 舳1 9 02 ∞ 圈7 双井截面上温度场随开采时间的演化 瑚{ 莠 枷 姗 鲫 瑚 啪抛 蓦| 枷 鲫鲫瑚 啪 J J J J J J J J J J J J J J g r N g { Z 万方数据 矿冶工程 第3 3 卷 自注入开始，在注入井的射孔段周围迅速形成一个柱形 的冷区域，并向着四周逐渐扩展。在开采的前1 7 ．3 0 年，储层温度场变化较为剧烈，冷前锋扩展缓慢；1 7 ．3 0 年之后的温度场演化逐渐缓慢下来，开采末期时冷前 锋扩展到X 4 2 5m ，大约位于两井之间。可见本文的 储层开发方案预留了足够的储层体积，激发体积为 3 ．2 1 0 8m 3 ，这为应对实际开发中可能出现的水流损 失与短路等严重降低储层产能特征的问题做好了准 备⋯。从图7 还可见盖层和底层1 0 0m 厚度是合适 的，上下边界对温度场的分布基本没有影响。为简化 分析，本文忽略了四周非激发区域岩石的微弱的热传 导作用。 开采过程中位于y 4 0 8m 、过双井截面上的压力 场演化见图8 。由图可见①自开采开始，注入井压力 一1 2 0 0 一一l 枷 ～ ．1 6 ∞ 一1 2 ∞ ．一1 4 ∞ 吣 一l 删 增加到最大，且井底压力随着深度增加而增大，但随着 时间延长、压力逐渐降低；生产井压力在同一深度处低 于注入井，且压力随着时间逐渐降低；这种情况一直持 续到约第1 7 年。②在约前1 7 年内，储层内部生产井 口附近压力最低，并持续降低；自第1 7 年开始，随着压 力进一步降低，生产井附近高温液态水开始汽化，汽化 区域逐渐扩大，储层内部温度和压力基本维持稳定。 ③生产井井口处的上覆岩层中的液态水首先汽化，持 续了大约0 ．8 年之后，生产井在z 一12 1 9m 处，即 射孔段顶部也开始汽化，汽化区域逐渐扩大。两个汽 化区域持续扩大并接近，到第2 7 年左右两个区域融合 为一体。储层在前1 7 年主要产出液态水，之后开始产 出液态水和蒸汽的混合物。这从开采过程中储层蒸汽 饱和度分布演化图 图9 也能看出来。 2 ∞4 ∞6 咖 X ／m 2 ∞4 帅6 帅2 ∞4 帅6 ∞踟2 帅枷枷 x | m x | mx | m ●●■■■■■●●_ ■■_ 1 ．1 5 E 0 71 ．2 E 0 71 ．2 5 E 0 7l j E 0 7l j 5 E 0 71 ．4 E 0 71 ．4 5 E 0 71 ．5 E 0 71 ．5 5 E 0 71 ．6 E 0 7 1 ．6 5 E 0 71 ．7 E 0 7 图8双井截面上压力场随开采时间的演化 2 ∞枷枷 02 ∞4 0 0枷2 0 0‘1 0 06 0 0踟2 ∞4 0 06 0 0 踟 x | m x | m＼| mx | m 0 ．0 20 ．0 4 0 ．0 60 ．嬲0 ．1 0 ．1 2 0 ．1 4 0 ．1 6 0 ．1 8t 1 ．2I I ．2 20 ．2 4 0 ．2 60 ．2 81 1 ．31 1 ．3 2 图9 双井截面上蒸汽饱和度分布随着开采时间的演化 踟瑚 枷 枷 啪 l l 啪瑚 枷 枷 咖 l l 万方数据 第2 期 曾玉超等双竖直井开采美国沙漠峰深层地热数值模拟 图9 是开采过程中双井截面上蒸汽饱和度演化。 因为盖层和底层之外的非激发岩石假定为不可渗透 的，所有的蒸汽全部限制在模型区域中，类似图7 ，图9 中上边界处微弱的边界效应被忽略不计。由图9 可 见①高温液态水最先在压强最低的上覆盖层中气 化，随后气化区域逐步扩大。②在储层中局部汽化开 始后，储层中的压力逐渐降低的，尽管很慢 见图6 ， 之后生产井井口的高温液态也开始汽化，且汽化速度 较盖层区域更快，内部气体饱和度更高。③当储层进 入稳定产能阶段 1 7 ．3 0 年 之后，内部压强、温度基本 维持不变，此时储层内部正进行着液态水向蒸汽的相 变。图7 、图8 和图9 的结果是吻合的，从井w e U p r o 的气体产量随着时间的演化图 图1 0 可知从1 7 ．3 0 年开始，随着储层液态水逐渐汽化，气体产量从0 开始 逐渐增加，到第3 0 年时气体产量为0 ．1 2k g ／s ，占总产 量的0 ．4 ％。因为气体产量很低，因此汽化潜热在计 算中可以忽略。 乒 哆 ∞ 邑 ＼ 一 { L 蛙 I ， 时间／年 圈1 0 气体产量随时问的演化曲线 4 结论 1 钻深度为l7 1 9m 的生产井w e U - p m 和井 D P 2 3 1 构成双井系统来开发沙漠峰地区埋深为12 1 9 ～17 1 9m 的8 0 0m 8 0 0m 5 0 0m 地热储层是可行 的。该系统需要流体循环量为3 0k g ／s ，3 0 年内的产 热功率和产电功率分别是1 8 ．9 0M W 、3 ．4 2M W ，储层 水流阻抗最大为0 ．0 9 5M P a ／ k g ／s 。 2 在设计的3 0 年开采期内，该双井式增强型地 热系统内部状态经历了3 个阶段。在0 ～O ．7 年内，储 层内压力、温度变化剧烈，水流阻力迅速增大到0 ．0 7 5 M P a ／ k g ／s ，生产井只产出液态水；在0 ．7 一1 7 ．3 0 年 内，注入井底和生产井底压力线性降低，水流阻力缓慢 增大到0 ．0 9 3M P a ／ k g ／s ，生产井只产出液态水；在 1 7 ．3 0 3 0 年内，储层内部温度、压强、水流阻力基本 维持不变，生产井井口附近液态水开始汽化，储层内部 气液两相流区域逐渐增大，生产井同时产出液态水和 气体，且气体产量逐渐增大，液体产量逐渐降低。 1 7 ．3 0 年是储层状态的一个转折点。 3 本文建立的概念模型比较简单，储层参数尚需 取样和测试来完善，这是今后的工作目标。 参考文献 [ 1 ] M r r - l e dh t e r d i s c i p l i n a r yP a n e l ．‰F u t u 弛0 f ‰t h 鲫础E n e r - 盯I m p a c to fE n h 蚰c e d ‰I l l 伽n a lS y 咖咖 E G S 仰‰u I I i t - e ds 眦朗i nt I I e2 l 札C e n t u r y [ M ] ．M 姗c h u 肫t t s M r r ，2 0 0 8 ． [ 2 ] E 恤8 ．E n h 蛐c e d ／E n g i n e e r e dG e o t l l e r m a ls y 8 t 绷地副舭h 毗E 7 m ． z n r i c h E n g i n ∞r i I l gG e o l o 盯，E T H - z t l r i c h [ C ] ．B e i j i I l g ，S t I p ．1 3 ， 2 0 1 0 ． [ 3 ] R 0 b e r t s ∞’瞄tA ，M o r r i 8c ，S c h ∞h e tD ．1 kd e 8 e np e a ke 鹊tE G S P 叫∞t AP r o 弹8R e 邮[ c ] ．P r ∞∞d i I 咿邶d dg e a t I I e m I a lc ∞一 辨8 ，A n t a l y 8 ，T u I k e y ，2 0 0 5 ． [ 4 ]C l I r i s t 叩h 盱I ．M c D e 唧0 t t ，R o b e nw a l s h ，R 丑l p hM e m 盯，e ta 1 ．H y ． 晡da I l a l y t i c a la n df i I l i t ee l e 删n 肌m e r i c a l 酬e H n go fm a 踮锄d h e a t 锄I s p o r ti n 妇t u r e d 眦k sw i t l lm 曲妇d i 丘岫i ∞[ J ] ．c 唧p u t ＆ G e 0 8 c i ，2 0 0 9 ，1 3 3 4 9 3 6 1 ． [ 5 ] ’I h nNH ，R 丑I m 埔nss ．D e v e l o l 瑚把n to fh o td r yr o c k sb yh y d 】砌c 8 t i m u L a t i ∞N a ￡u I a lh 批t u 陀n e t w o r ks i m I I l a t i 彻[ J 】．T h e 叫e t i c a l 肌d A p p h e dF m t mM e c h a I I i ∞，2 0 0 r 7 ，4 7 7 7 8 5 ． [ 6 ] G 伽唱T b u t ∞h ．A ne x t 蚰d e dd 叫h I e - p ‘小，s i t yc ∞优叭鹏ap I 扯d c a l 咖d e l i n ga p p r o ∞h f o rak a r s t i f i e d t ∞f a i n [ C ] ．H y d m 薛o l o 画c a l P r ∞e s 瞄i nK 嬲tT e Ⅱa 嗍，P r ∞∞d i n 轳o ft l I eA n t a l y aS y m p 鸺i u m n dF i e l dS e m i n Ⅱ．0 c t o b 盱1 9 9 0 ． [ 7 ] F o m i ns ，s h i m i 肌A ，H 幽d a T ．N u m e r i c a ls i m u l a t i ∞o f t l 他丘扯h 脯 t y 】p e 弛8 e r v o i r 掣们r d ld I I r i n g | h 如I I a l l l i c 南盼缸I 唱[ c ] ．s t 坤n g I l I ，F m c t u r e ∞dC o m p l 商t y ，2 0 0 3 ，l 6 9 7 7 ． [ 8 ]s w e n ∞nD ，H a r d e m a nB ．T h e 胡6 ∞t 80 ft } l e m I a ld d h m a l i 仰∞n o w i na j o i l l t e dg e a t l I e m I a lr e 鲫o i r [ J ] ．I n tJR o c kM ∞h ＆M i nS c i ， 1 9 9 7 ，3 4 3 ，4 4 4 5 [ 9 ] G e i e rJ ．I I l v 伪t i 学B t i 伽0 fD i ∞砖t e - F I a c t I 鹏N e t w o r kc o 们e p n l a lM 0 d e l U n c 髓协i I I t y 砒R 聊a I k [ C 】．2 0 1 1 ． [ 1 0 ] H 叼硇l I iK ，w m i 8 - m c l l a I d 8J ，H 叩k i r kR ，e ta 1 ．N u m 商c a lm o d e l s 0 fH D R 萨训h 珊I a lr 髓e 丌0 i 糟一a 砖v i e w0 fc u r 他n tt l l i n k i n g 舳d p r o F e 鸥[ J ] ．G e o I l l e m i c 8 ，1 9 鲫，2 8 5 0 r 7 5 1 8 ． [ 1 1 ] P m 髓8K ．B r i e fg u i d et 0t l I eM I N c M e t h o df o rm o d e l i n gn o w 鼬d h m p o ni nF h c t u r e d 啪d i a [ R ] ．E 8 r I l lS c i e 眦eD i v i s i 叽，I 删脯n c e B e r k e l e yI J a b 0 咖，U I I i v e 一畸0 fc 毫I l i 】f o m i a ，1 9 9 2 ． [ 1 2 ] G h 蛳m iA ，m e x i sD ，V 柚d c l l l 哦昭陷髓dP ，e ta 1 ．F 朗s i b i l i t y 眦dd e - s i 驴0 f 肌E I l g i n ∞r e dG e a t I l e 珊l a lS y 毗m 啦i n gd r y 锄da b 蚰d o n e d h o l ∞鹪ap r ∞p ∞t i v el ∞a l i o n [ R ] ．I I l t e 铲a t i v ed 鹤i g no fe n e r 韶柚d I I I i n e r a I ∞g i n ∞r i I I gs y 咖mE M E 5 8 0 ，P e mS 龇，2 0 1 0 ． [ 1 3 ] x uT ，z l I 柚gw ，P m ∞sK ．N u m e r i c a ls i m u l a t i 蚰t 0s t u d yf e a 8 i b i l 畸 o fu s i n gC 0 2 衄a8 d m I I l a l i 佃a 8 e n tf b re n l m c e dg e o t h e 加a ls y s t e m s [ c ] ．P I o c e e d i n 铲，t l I i 啊艇mw o r I 【s h o p ∞学e o t I I e 珊a l 弛钾r v o i r 朋- g i n ∞r i n g ，S 协n f o I dU l l i v 啪i t y ，S t a 山r d ，C a l i f o m i a ，2 0 l O ． [ 1 4 ]w i u i 哪M ，V e 珊e I l lV ，R e i m u 8P ．D e v e l 叩m e n to fm o d e l st os i m ． 1 l l 砒et 瑚I c e rb e h a v i ∞i nE I l l l ∞c e dG e 讪e m l a lS y s t e m [ M ] ．P ∞i 6 c N o r h w 髓tN 撕伽a lI J a ‰r yP N N L ．1 9 5 2 3 ，2 0 1 0 ． 下转第1 7 页 j憾％忆帅蛇 仉仉仉仉仉仉仉仉n n 万方数据 第2 期 罗根传等基于极限平衡法与强度折减法的高边坡过程稳定性分析 图1 0 加固后最大主应力等值线云图 图l l 加固后塑性区分布图 4 结论 1 采用极限平衡法和强度折减法对高边坡过程 稳定性进行了分析，结果表明，用两种方法计算安全系 数数值上差异不大，但强度折减法可以获得边坡的应 力、变形分布及其发展趋势等信息，能够更真实的反应 边坡的滑动面。因此，对于复杂地质条件