陈继良
- 作品数：9 被引量：53H指数：5
- 供职机构：中国科学院广州能源研究所更多>>
- 发文基金：国家高技术研究发展计划中国科学院“百人计划”国家自然科学基金更多>>
- 相关领域：动力工程及工程热物理天文地球化学工程更多>>
- 增强型地热系统研究综述被引量：24
- 2014年
- 随着全球范围日益严重的能源和环境危机,寻找环境友好型的新型清洁能源成为世界各国的研究焦点。地热能具有稳定、连续、利用系数高等优点,增强型地热系统(enhanced geothermal system,EGS)作为资源丰富的新型清洁能源正在获得世界各国的广泛关注。目前EGS的研究方法主要有:(1)建立野外试验场进行直接的工程实践研究;(2)通过数值模拟进行理论分析研究。针对野外试验场的钻井探测、水力激发、微震监测、循环测试等工程研究以及数值模型模拟研究,对国内、外EGS的研究现状进行了介绍。数值模拟部分着重分析目前几种主要的热储层模型构建,包括规则裂隙网络模型、随机裂隙网络模型、等价多孔介质模型等,并且介绍了本实验室在双能量方程模型方面的研究情况。最后分析和展望了EGS研究的发展趋势,以期为我国EGS研发工作提供参考。
- 郭剑陈继良曹文炅蒋方明
- 关键词：地热发电野外试验场数值模拟
- 热储分层影响EGS采热的数值模拟研究
- 2014年
- 由于岩石构造不同、天然裂隙的差异以及压裂过程的随机性等因素,增强型地热系统(EGS)人工热储通常具有较强的非均质性。探究热储的非均质性对EGS热开采过程的影响,对EGS性能预测与分析评价有重要意义。论文考虑到热储沿深度方向的非均质性,基于等效分层多孔介质物理模型,并使用自主开发的EGS数值模型,模拟了多个具有分层热储EGS的长期运行过程,发现热储深度方向上非均质性对热能的开采影响显著,而流量分布的不均匀性是导致系统采热性能下降的主要原因。为了方便分析和评价,我们建立一种新的定量化描述热储非均质性的方法,然后基于更多的非均质热储EGS算例结果,拟合得到EGS采热性能与热储非均质性的定量关系式。
- 黄文博陈继良蒋方明
- 关键词：非均质性
- 工质变物性对EGS热开采过程影响的数值模拟
- 2015年
- 增强型地热系统(EGS)热开采过程中循环工质的温度和压力会经历较大范围的变化,这会造成循环工质的热物性变化,从而影响流体工质的输运和岩石-流体热交换;数值模拟EGS热开采过程,预测EGS的寿命、出力等性能指标有必要考虑循环工质的热物性变化。笔者在EGS热开采过程三维数值模拟中考虑水和超临界二氧化碳的变物性,实现了热流双向耦合。针对水EGS分析了各物性变化对EGS采热性能的影响,并对变物性条件的水和超临界二氧化碳EGS的采热性能进行了对比研究。结果表明:工质在密度影响下开采寿命为9.0a在密度和比定压热容共同影响下的开采寿命为7.5a,说明密度和比定压热容越大则EGS开采寿命越短;在黏度系数影响下的开采寿命为18.0a,说明黏度系数越大则EGS开采寿命越长;导热系数则对EGS采热性能无明显影响。注入压力一定的条件下以水为工质的EGS具有较长寿命,但相同时刻的质量流率和热开采率低于以临界二氧化碳为工质的EGS。
- 曹文炅陈继良蒋方明
- 关键词：增强型地热系统局部非热平衡变物性超临界二氧化碳
- 增强型地热系统中液-岩化学作用数值模拟研究被引量：2
- 2016年
- 增强型地热系统(Enhanced Geothermal System,EGS)利用深层岩石中连通的裂隙网络进行流体工质循环,从而实现地热能的持续开采。EGS运行时循环流体工质会与深层岩石产生化学反应,引起岩石中矿物的溶解/沉积,使热储中的裂隙网络形貌产生动态变化,对地下流动与传热过程造成影响。本文分析了EGS中液–岩化学作用特点,详细阐述了在多孔介质热流动模型中耦合入液–岩化学反应的方法,基于已开发成功的EGS传热传质数值模型初步建立了传热–流动–化学(Thermal-Hydraulic-Chemical,THC)多场耦合数值模型,并使用该模型对五井布局EGS的长期运行过程进行了模拟分析,模拟时仅考虑方解石在水流体中溶解和沉积。模拟结果显示,循环流体的注入温度以及注入流体中的矿物离子浓度的设定十分重要。如果二者没有达到较为合适的"平衡",就会导致注入井附近渗透率和孔隙率的持续变化,对EGS的导流能力造成极大影响。
- 陈继良黄文博曹文炅蒋方明
- 关键词：增强型地热系统数值模拟
- 热储周围岩石热补偿对增强型地热系统采热过程的影响被引量：12
- 2013年
- 采用自行开发的增强型地热系统(EGS)地下热流动过程三维动态模拟软件,模拟不同地质条件下EGS的长期运行过程,分析热储周围岩体的热补偿对产热温度以及热储内岩石、流体温度演化的影响.该数值模型视热储为等效多孔介质,采用两个能量方程分别描述流体和岩石的温度场,深入探究岩石与循环流体之间的换热过程.研究发现,热储周围岩体的热补偿作用与热储内流场形态强烈相关,且并不总是提高EGS的生产温度.在深度方向上有较大的优势流动的热储中,热补偿作用在EGS运行早期甚至会降低采出流体的温度.随着EGS的运行,热储温度持续降低,热补偿将对热能开采的影响将逐渐转向正面,对生产流体温度的提高效果增强.
- 陈继良罗良蒋方明
- 关键词：增强型地热系统干热岩地热能多孔介质
- 增强型地热系统地下渗流场的模拟分析被引量：7
- 2013年
- 采用自行开发的数值模型,模拟分析循环流体在双井增强型地热系统(EGS)地下热储中的渗流过程,系统分析不同水力渗透条件热储中流场形态的变化规律.结果表明,重力作用和流体动静压转换造成的"基础压差"与循环流体在地下裂隙岩体中的沿程阻力之间的相对大小是决定热储中流场分布形态的重要因素,而循环流量大小对热储内渗流场形态影响非常有限.基于此,我们提出水平井和多井环绕布局两种抑制流体短路的方案,为EGS的建设提供理论指导.
- 陈继良蒋方明罗良
- 关键词：增强型地热系统干热岩数值模拟多孔介质
- 增强型地热系统热开采性能的数值模拟分析被引量：8
- 2013年
- 增强型地热系统(EGS)作为一种极富发展潜力的可再生清洁能源利用技术,正逐渐成为世界各国新能源发展的重点关注方向之一。EGS地下采热过程直接影响EGS的产能和寿命。文章使用一套自主开发的三维动态数值模型对不同地质条件下双井EGS的长期热开采运行进行了模拟,额外引入平均产热速率和地热开采率作为采热性能评价指标,结合EGS运行寿命和产热速率综合分析了热储渗透率、循环流体流量和周围热储岩石的热补偿对采热的影响及其作用机理。
- 陈继良蒋方明
- 关键词：增强型地热系统干热岩数值模拟地热能
- 增强型地热系统热开采过程的数值模拟研究被引量：13
- 2013年
- 增强型地热系统（EGS）是指采用人工方法在地下3～10km内的干热岩体中形成储层、通过灌输采热流体以开采出干热岩中热能用于地面发电的地热利用系统，是一种极富潜力的可再生清洁能源利用技术。循环流体在地下热储中的流动与换热对EGS的采热性能有重要影响。本文首先对EGS数值模型进行了综合评述，然后基于一套自主开发的三维瞬态数值模型模拟了不同渗流条件下EGS地下热储内的热流过程。通过对模拟结果的分析，揭示了均匀压裂的人工热储中流体短路的形成机理，并通过对比双井和三井系统中流场和局部地热开采率分布，结合当前钻井工艺和裂隙激发技术水平，探讨了抑制流体短路、优化EGS采热性能的可能方案。
- 陈继良蒋方明
- 关键词：增强型地热系统干热岩地热能
