地熱能是一種清潔環(huán)保的可再生能源,地熱回灌是地熱能可持續(xù)開發(fā)利用的重要保障。城市深層熱儲處于高溫高壓的復(fù)雜環(huán)境中,其溫度場、滲流場、應(yīng)力場的動態(tài)演化對地熱對/群井系統(tǒng)的運行狀況具有重要影響,因此研究城市深層熱儲在熱-水-力多場耦合作用下的滲流傳熱傳質(zhì)特性,對預(yù)測開采井熱突破、優(yōu)化地熱田管理方案、監(jiān)測地面沉降和提高熱儲產(chǎn)熱能力等方面具有重要指導意義。本文以城市深層熱儲為研究對象,綜合運用現(xiàn)場試驗、理論分析和數(shù)值模擬等手段,開展了由地熱對井到群井系統(tǒng)的多尺度研究,提出了非均質(zhì)熱儲等效滲流通道理論模型,建立了復(fù)雜地質(zhì)條件下城市尺度地熱群井系統(tǒng)多場耦合模擬方法,揭示了長期采灌條件下城市深層熱儲的熱-水-力多場耦合作用機理,取得了以下主要進展和結(jié)論:（1）為研究非均質(zhì)孔隙型熱儲的滲流傳熱特性,建立了考慮滲透率和巖石比熱容隨機分布的非均質(zhì)孔隙型熱儲對井模型,生成了200個具有不同滲透率隨機分布的非均質(zhì)熱儲實現(xiàn),采用有限元法對每個實現(xiàn)進行了熱儲變形、滲流和傳熱過程的全耦合模擬分析。結(jié)果表明,隨著滲透率非均勻性的增加,地熱對井之間出現(xiàn)優(yōu)勢滲流通道的機率顯著增加,故回灌水可快速到達開采井,導致開采井熱突破...

【文章頁數(shù)】：151 頁

【學位級別】：博士

【部分圖文】：

圖1-1中國地熱資源與霧霾污染分布圖

⒄溝鬧饕??向[1]。地熱能作為一種清潔可再生能源，具有巨大潛力[2,3]。2017年1月23日，國家發(fā)改委、能源局、國土資源部等聯(lián)合發(fā)布了《地熱能開發(fā)利用“十三五”規(guī)劃》，指出地熱能是一種綠色低碳、可循環(huán)利用的可再生能源，具有儲量大、分布廣、清潔環(huán)保、穩(wěn)定可靠等特點[4]。我國....

圖1-2具有不同標準差的滲透率非均質(zhì)儲層中流動通道的形成過程[19]

1緒論3盡管熱儲工程示蹤技術(shù)發(fā)展迅速，但示蹤數(shù)據(jù)解釋方法進展緩慢，仍依賴于定性而非定量的方法[17]。（a）標準差1.0（b）標準差6.0圖1-2具有不同標準差的滲透率非均質(zhì)儲層中流動通道的形成過程[19]Figure1-2Flowchannelsinheterogeneousr....

圖2-1隨機場P和轉(zhuǎn)向帶示意圖

2非均質(zhì)孔隙型熱儲熱水力多場耦合效應(yīng)研究1911LsNiNiizzLxxu(2-7)并以該值作為三維隨機場的實現(xiàn)。圖2-1隨機場P和轉(zhuǎn)向帶示意圖Figure2-1SchematicrepresentationofthestochasticfieldPandturningbands....

圖2-2三維模擬場中單位球面定義圖

博士學位論文20當L，根據(jù)大數(shù)定律，上式可變?yōu)椋?1111limdLsiLciCrCECCfLhuhuhuuu(2-11)式中：c為單位球面，f(u)為u的概率密度函數(shù)，du為向量u在單位球面上的微元面積。對于三維空間的模擬場（n=3），上式可變?yōu)椋?sphere1()d4sCr....

本文編號：4048558