流体交换型地热井采灌能力研究

• 作 者: 李晓宁
• 出 处: 中国石油大学(华东)
• 发表日期: 2004年期
• 关键词: 地热 采灌对井 数值模拟 能源效率 预测模型

地热资源作为环境友好性可再生资源,具有广阔的应用前景。地热开采方式包括井筒换热型和流体交换型。其中,流体交换型开采方式是指建立采灌对井,通过采出井将地层热水采出,热量利用结束再通过回灌井注入地层。目前,对流体交换型地热开发的开发效果及其影响因素认识尚未完善,开展采热能力和回灌能力的开发规律和效果预测研究尤为重要。本文采用数值模拟方法,以胜利油田L厂区地热开发项目为研究对象,建立采灌对井地热开发概念模型,在产出温度历史拟合基础上,对地热开发过程中地层压力、温度分布特征进行描述和分析。以产出温度和井组能源效率为评价指标,分析了地层参数、井筒参数及生产参数对采热能力的影响,并进行了影响因素敏感性分析。通过多元非线性回归分析法建立了采热能力预测模型,并对模型进行了验证。对回灌井自然回灌条件下的回灌量进行影响因素分析,确定了自然回灌中的全回灌时间和定回灌量条件下所需回灌压力,并建立了回灌能力预测模型。研究了采灌对井热突破时间与采灌量、井距的关系,通过分析含水层渗透率、含水层厚度和静液面深度等参数对回灌能力的影响,建立了回灌能力计算图版和采灌井数比优化方法。最后对改善地热井采灌能力的采灌井互换、多井采灌等开发模式进行了探讨。研究得出,产出温度随地层热容、地层导热系数、井筒深度的增大而减小,随回灌速度的增大而增大,受套管导热系数和回灌温度的影响不大。通过敏感性分析,确定各因素对采热能力的影响程度为由小到大为:地层导热系数、回灌速度、井筒深度、地层热容、井距、套管导热系数、回灌温度、套管热容。回灌能力随着表皮系数增大而减小,随井口压力、水层厚度、回灌速度、渗透率的增大而增大。各因素对回灌能力的影响程度由大到小为:表皮系数、井口压力、水层厚度、回灌速度、渗透率。在开发模式探讨中,发现采灌井互换模式虽可降低回灌压力,但造成产出温度降低,从而导致能源效率下降,并不能改善采灌能力。选取两灌一采开发方式,其最优布井方式为采出井在两回灌井之间。考虑回灌能力和热突破,确定出最优井距为160m。