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一种水热型热储含水层和弱透水层相似材料及其制备方法技术

技术编号:40958813 阅读:22 留言:0更新日期:2024-04-18 20:36
本发明专利技术公开了一种水热型热储含水层和弱透水层相似材料及其制备方法,包括建立流‑固‑热多场耦合数学模型,分析并确定的相似参数的相似比尺;通过相似比尺计算骨料、调节剂和黏结剂的比例;按照比例称取骨料和黏结剂以及调节剂进行搅拌混合,获得相似材料;通过流‑固‑热多场耦合数学模型,并根据水热型热储含水层和弱透水层实际地质特征,结合相似理论分析,进行水热型热储含水层和弱透水层相似材料的制备;通过模拟水热型热储含水层和弱透水层的特征,从而满足水热型热储开发多场耦合三维地质力学模型试验的技术要求,明确热储层的温度场、变形场和渗流场发生的耦合作用,从而为地热资源的长期高效开发利用提供重要的理论及技术支撑。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及地热资源三维地质力学模型试验,具体为一种水热型热储含水层和弱透水层相似材料及其制备方法


技术介绍

1、作为一种可再生能源,地热能可在能源转型的实现上发挥重大作用;我国地热能储量丰富,尤其是水热型热储资源开发潜力巨大,但地热资源的大量开采将造成地热水位持续下降,供水能力逐渐降低,开采成本不断升高,地热尾水回灌可有效减缓地热流体压力的下降,保障流体量可持续开发,但大量低温尾水的长期回灌会导致热储层温度整体降低,引起热收缩,导致热变形,诱发的热变形将会改变热储层性质,可能引发地质环境问题,影响地热资源开发可持续性。

2、因此,有必要对水热型热储开发多场耦合效应开展研究,但由于水热型热储能源工程的复杂性和隐蔽性,通过现场试验很难完全掌握储层复杂的多场耦合机理。作为当前地热开发多场耦合过程的主要研究手段,三维地质力学模型试验可兼顾温度、应力、变形等多场相互作用,获得较为贴近实际应用的模拟结果;但采用实验方法开展研究时往往需要大量热储层试样,然而水热型热储含水层和弱透水层的埋深较大,储层土体获取的难度大、成本高以及成功率低,严重制约了水热型本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种水热型热储含水层和弱透水层相似材料制备方法,其特征在于,包括如下步骤:

2.根据权利要求1所述的一种水热型热储含水层和弱透水层相似材料制备方法,其特征在于:流-固-热多场耦合数学模型包括变形场和温度场作用的渗流场耦合控制方程、变形场和渗流场作用的温度场耦合控制方程以及渗流场和温度场作用的变形场耦合控制方程,对渗流场耦合控制方程、温度场耦合控制方程和变形场耦合控制方程中的未知变量进行相似理论分析,确定相似参数的相似比。

3.根据权利要求2所述的一种水热型热储含水层和弱透水层相似材料制备方法,其特征在于:所述相似比尺至少包括容重相似比、几何相似比、渗透系数相似...

【技术特征摘要】

1.一种水热型热储含水层和弱透水层相似材料制备方法,其特征在于,包括如下步骤:

2.根据权利要求1所述的一种水热型热储含水层和弱透水层相似材料制备方法,其特征在于:流-固-热多场耦合数学模型包括变形场和温度场作用的渗流场耦合控制方程、变形场和渗流场作用的温度场耦合控制方程以及渗流场和温度场作用的变形场耦合控制方程,对渗流场耦合控制方程、温度场耦合控制方程和变形场耦合控制方程中的未知变量进行相似理论分析,确定相似参数的相似比。

3.根据权利要求2所述的一种水热型热储含水层和弱透水层相似材料制备方法,其特征在于:所述相似比尺至少包括容重相似比、几何相似比、渗透系数相似比、应力相似比和水压力相似比;以及基于各相似比计算获得相似材料的容重、渗透系数和压缩模量。

4.根据权利要求3所述的一种水热型热储含水层和弱透水层相似材料制备方法,其特征在于:将容重、渗透系数和压缩模量作为制备相似材料的控制指标,并通过调整骨料的含量改变相似材料的容重;通过调整调节剂的含量控制相似材料压缩模量;通过调整粘结剂比重改变相似材料的渗透系数。

5.根据权利要求4所述的一种水...

【专利技术属性】
技术研发人员:丁朋朋何怡香郭政王苏桐朱磊万愉快丁一民柴明堂
申请(专利权)人:宁夏大学
类型:发明
国别省市:

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