二氧化碳羽流地热系统中地层水回流和岩石-流体作用对采热能力的影响

【摘要】：针对超临界CO_2(SCCO_2)开采地热过程中的渗流特征和可能产生的储层伤害,基于热力学原理和地化反应机理,建立了考虑地层水蒸发、CO_2-地层水-岩石地化反应、盐沉淀/溶解和储层孔渗变化的SCCO_2地热开采综合模型,分析了流体渗流特征和岩石-流体作用对采热速率的影响,并提出了提高SCCO_2采热速率的相应方法。研究结果表明,干燥SCCO_2持续注入会加剧地层水蒸发,造成注入井附近地层水饱和度梯度增加,使得气液毛管力大于驱替压差情况,导致地层水回流。地层水回流加剧了地化反应和盐析对注入井区域的伤害,使得SCCO_2渗流速度和采热速率降低。敏感性分析表明,储层温度、压力、孔隙度、渗透率和注采压差均会影响SCCO_2采热速率,其中地层水矿化度是影响储层盐析及采热速率降低的最重要因素。注SCCO_2前预注低矿化度水可有效缓解盐析对储层的伤害。 【作者单位】： 中国石油大学(华东)石油工程学院油藏工程系;
【关键词】： 超临界二氧化碳 地层水回流 地化反应 地热开采 蒸发盐析 采热速率
【基金】：国家自然科学基金(51674282) 山东省自然科学青年基金(ZR2013EEQ032) 青岛市科技计划项目产学研合作引导计划(13-1-4-254-jch) 中央高校基本科研业务费专项资金(15CX05036A)
【分类号】：TK52
【正文快照】： 1前言CO2资源化利用的思想应用于地热能开发,是一种新颖的地热开采技术[1~6]。同时,该技术还可将大部分注入的CO2埋存于地热储层,实现温室气体减排作用[7~10]。Brown等人首先提出利用超临界CO2(SCCO2)优良的流动能力和热力学性质开采干热岩地热的概念(CO2-EGS),随后Pruess等人

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