增强地热系统停止运行后温度恢复过程的数值模拟

在增强地热系统(EGS)运行过程中，干热岩(HDR)人工储层的温度会迅速下降，外界的热量补充速度远远跟不上系统热量提取的速度，同时也会对人工储层的流体压力产生巨大的影响，EGS停止运行以后人工储层温度和压力场会逐渐的恢复到初始状态。前人对干热岩开采过程中的温度场和流体压力场变化做了大量研究，但很少关注停止开采以后人工储层的温度恢复过程和流体压力场变化，而停止开采以后的温度场恢复过程对于新的地热井选址和废弃地热井的重新利用具有重要意义。利用数值模拟软件COMSOL Multiphysics建立双井EGS运行过程和停止运行之后两个阶段的二维热-孔隙流体耦合数值模型，模型考虑了放射性生热的贡献和不同热导率的影响。研究表明：在EGS运行期间，热对流是热量交换的主要方式，人工储层温度下降过程很快，19 a后EGS已经到达运行寿命，68 a后HDR人工储层已经失去开采价值。而地热开采停止以后，人工储层温度的自然恢复过程长达万年，热传导是主要的热量传递和温度恢复方式，热导率越高，人工储层温度恢复越快。