越流型单井系统含水层渗流传热规律研究

摘要：

单井抽灌技术具有节约打井成本、盘活老井的经济优势,但由于存在热贯通问题,长期稳定的换热效率难以保证.而天然条件下的含水层多是由透水性较好的含水层和弱透水层组成的越流型结构,其中弱透水层由于具有低渗水性,可以有效地减缓含水层内的热贯通现象,对单井抽灌系统的可持续运行具有重要意义.鉴于弱透水层对越流型单井抽灌系统的取热效率有重要影响,同时越流型含水层的渗流规律尚不明确,因此有必要对其渗流传热规律进行研究.本文搭建了越流型单井抽灌系统室内渗流砂箱实验台,研究了弱透水层的存在对单井抽灌系统的传热特性以及含水层渗透性能的影响.结果表明,在边界补给充足的条件下,单井抽灌系统可以维持长期稳定的取热效率,4组不同抽灌流量工况下的稳定抽水温度分别为55.1℃、51.3℃、48.1℃、46.0℃,换热量分别稳定在0.93 kW、1.11 kW、1.18 kW、1.24 kW;含水层渗透系数随抽灌时间呈指数变化,抽水层渗透系数随抽水时间的增加而增大,而长时间回灌则降低了含水层的渗透性能,4组抽灌期的渗透系数分别减小27.0％、27.5％、28.1％、29.8％;根据实验结果得到了相对稳定时系统抽水温度的实验关联式以及含水层渗透系数的变化关系式.本文得到的研究结果可以为该类系统的后续研究提供一定的基础.

关键词：地热能、单井抽灌、砂箱实验、弱透水层、渗流传热

所属期刊栏目：56

分类号：TK448.21(内燃机)

资助基金：天津市重点研发计划资助项目;中国科学院科技服务网络计划项目（STS）

在线出版日期：2023-03-20（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共13页

页码：333-345