目錄
前言
第1章 干熱巖開發(fā)多場(chǎng)耦合過程 1
1.1 緒論 1
1.2 EGS取熱過程多場(chǎng)耦合作用概述 3
1.3 熱-流-化多場(chǎng)耦合機(jī)理 4
1.4 熱-流-固多場(chǎng)耦合機(jī)理 5
1.5 熱-流-固-化多場(chǎng)耦合機(jī)理 5
第2章 水巖作用下裂縫形態(tài)演變熱-流-化-變形多場(chǎng)耦合模型 7
2.1 高溫高壓花崗巖水巖作用實(shí)驗(yàn) 7
2.1.1 實(shí)驗(yàn)裝置及實(shí)驗(yàn)原理 7
2.1.2 實(shí)驗(yàn)樣品與實(shí)驗(yàn)方案 9
2.1.3 不同反應(yīng)條件下溶液離子濃度變化規(guī)律 11
2.2 多礦物組分水巖作用機(jī)制 16
2.2.1 儲(chǔ)層中水巖作用的化學(xué)反應(yīng)方程式 16
2.2.2 礦物反應(yīng)動(dòng)力學(xué)計(jì)算原理及參數(shù)修正 17
2.3 干熱巖裂縫尺度熱-流-化-變形多場(chǎng)耦合模型 20
2.3.1 模型假設(shè) 20
2.3.2 干熱巖裂縫熱-流-化-變形數(shù)學(xué)模型 21
2.3.3 幾何模型 25
2.3.4 初始條件與邊界條件 26
2.3.5 多礦物組分水巖作用影響對(duì)比 27
第3章 熱-流-化-變形多場(chǎng)耦合下EGS裂縫形態(tài)演變機(jī)制 28
3.1 裂縫內(nèi)各場(chǎng)的分布特征 28
3.1.1 溫度分布特征 28
3.1.2 速度分布特征 29
3.1.3 濃度分布特征 29
3.1.4 裂縫面上各礦物的反應(yīng)速率分布特征 32
3.1.5 裂縫開度變化特征 34
3.2 注采參數(shù)對(duì)裂縫面變形的影響 35
3.2.1 注入流速對(duì)裂縫面變形的影響 35
3.2.2 注入溫度對(duì)裂縫面變形的影響 38
3.2.3 注入濃度對(duì)裂縫面變形的影響 41
3.3 裂縫幾何形態(tài)對(duì)裂縫變形的影響 43
3.3.1 不同裂縫幾何形態(tài)裂縫面變形特征對(duì)比 43
3.3.2 裂縫面幾何參數(shù)對(duì)裂縫面變形的影響 46
3.4 水巖作用下干熱巖裂縫開度演變方程 48
第4章 熱-流-固多場(chǎng)耦合下裂縫損傷特征試驗(yàn)研究 52
4.1 試驗(yàn)設(shè)備與試驗(yàn)材料 52
4.1.1 試驗(yàn)系統(tǒng)及測(cè)試裝置 52
4.1.2 花崗巖原石及試樣制備 56
4.2 試驗(yàn)方案與流程設(shè)計(jì) 61
4.2.1 高溫高壓注采試驗(yàn) 61
4.2.2 裂縫面冷水冷卻試驗(yàn) 63
4.2.3 導(dǎo)流能力測(cè)試試驗(yàn) 64
4.3 注采與冷卻試驗(yàn)特征分析 67
4.3.1 裂縫面形變特征分析 67
4.3.2 裂縫面損傷特征評(píng)價(jià) 76
4.4 導(dǎo)流能力試驗(yàn)結(jié)果分析 79
4.4.1 試驗(yàn)結(jié)果評(píng)價(jià)指標(biāo) 79
4.4.2 天然裂縫導(dǎo)流能力演化特征 80
4.4.3 人造裂縫導(dǎo)流能力演化特征 86
4.4.4 彈性變形-損傷協(xié)同作用機(jī)制分析 89
4.4.5 多參數(shù)下協(xié)同作用效果評(píng)價(jià) 91
第5章 熱-流-固多場(chǎng)耦合下裂縫導(dǎo)流能力演化數(shù)值分析 95
5.1 熱-流-固多場(chǎng)耦合機(jī)理 95
5.1.1 數(shù)學(xué)控制方程與假設(shè) 95
5.1.2 多場(chǎng)多過程求解流程 101
5.2 模型工具描述與驗(yàn)證 102
5.2.1 幾何數(shù)值模型 102
5.2.2 初始條件和邊界條件 103
5.2.3 多場(chǎng)耦合驗(yàn)證 104
5.3 損傷影響下導(dǎo)流能力演化機(jī)制 111
5.3.1 損傷演化特征 111
5.3.2 損傷作用效果 114
5.4 關(guān)鍵參數(shù)對(duì)損傷影響規(guī)律 118
5.4.1 基質(zhì)初始溫度影響規(guī)律 118
5.4.2 注入流量影響規(guī)律 121
5.4.3 儲(chǔ)層地應(yīng)力差影響規(guī)律 123
第6章 干熱巖EGS注采熱-流-固-化多場(chǎng)全耦合模型 126
6.1 裂縫型巖心高溫注采取熱試驗(yàn) 126
6.1.1 試驗(yàn)原理 126
6.1.2 試驗(yàn)方案 128
6.1.3 巖心加溫過程流動(dòng)傳熱特性 130
6.1.4 試驗(yàn)前后巖心裂縫等效水力開度分析 133
6.2 EGS注采熱-流-固-化多場(chǎng)全耦合模型 135
6.2.1 模型建立 135
6.2.2 模型求解 143
6.2.3 不同多場(chǎng)耦合模型產(chǎn)能特征對(duì)比 151
6.3 EGS注采四場(chǎng)作用下熱儲(chǔ)特征分析 152
6.3.1 取熱過程熱儲(chǔ)特征分布 152
6.3.2 不同模型裂縫開度對(duì)比 157
6.4 多場(chǎng)耦合作用強(qiáng)度評(píng)價(jià) 162
6.4.1 多場(chǎng)作用程度評(píng)價(jià)指標(biāo) 162
6.4.2 力-化效應(yīng)比 163
6.4.3 熱彈-孔彈效應(yīng)比 165
6.4.4 孔彈、熱彈與化學(xué)效應(yīng)貢獻(xiàn)比 166
第7章 多場(chǎng)耦合下地?zé)崛�熱性能評(píng)價(jià)與優(yōu)化 170
7.1 青海共和EGS示范場(chǎng)地取熱性能評(píng)價(jià) 170
7.1.1 取熱性能評(píng)價(jià)指標(biāo) 170
7.1.2 青海共和EGS示范場(chǎng)地?zé)醿?chǔ)模型 171
7.1.3 青海共和EGS示范場(chǎng)地?zé)醿?chǔ)取熱評(píng)價(jià) 173
7.1.4 工藝參數(shù)對(duì)取熱性能的影響 174
7.2 取熱性能多目標(biāo)優(yōu)化決策一體化方法 181
7.2.1 取熱指標(biāo)間的矛盾性 181
7.2.2 方法原理 182
7.2.3 干熱巖取熱性能優(yōu)化 191
7.2.4 優(yōu)化方法對(duì)比 199
參考文獻(xiàn) 205