【摘 要】
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干热岩资源是一种绿色低碳、清洁的地热能源。开发利用干热岩对调整能源结构、节能减排、改善环境具有重要意义。实践证明,干热岩水力压裂过程热应力作用明显,目前热应力对水力裂缝扩展的影响研究较少。此外,在干热岩产能评价方面,评价指标单一,多个指标评价缺乏定量化描述,需要建立一个可靠的综合评价方法。通过建立干热岩的热流固耦合损伤数学模型,应用COMSOL结合MATLAB二次开发对裂缝扩展进行模拟;基于离散裂
【基金项目】
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国家自然科学基金面上项目《热储层水力压裂低温诱导热应力致裂机理研究》（基金编号:51874338）； 青岛市应用基础研究计划项目《热储层水力压裂低温诱导热应力致裂机理研究》（基金编号:17-1-1-20-jch）；
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干热岩资源是一种绿色低碳、清洁的地热能源。开发利用干热岩对调整能源结构、节能减排、改善环境具有重要意义。实践证明,干热岩水力压裂过程热应力作用明显,目前热应力对水力裂缝扩展的影响研究较少。此外,在干热岩产能评价方面,评价指标单一,多个指标评价缺乏定量化描述,需要建立一个可靠的综合评价方法。通过建立干热岩的热流固耦合损伤数学模型,应用COMSOL结合MATLAB二次开发对裂缝扩展进行模拟;基于离散裂缝模型,通过以层次分析法和模糊综合评判法为基础建立的综合评价方法,对干热岩水力压裂的开发优化提供了一种优化方法。结果表明:围压增大导致岩石的宏观性质杨氏模量和峰值强度增大,岩石破坏集中于断裂面附近;非均质性增强会导致岩石破坏分散,杨氏模量和强度下降;加载速率会导致岩石破坏更严重,出现多条断裂面;温度差、热膨胀系数和杨氏模量越大,干热岩遇冷形成的热应力越大,导致岩石更容易破坏,破裂压力会下降,且井眼附近破坏越严重;岩石比热容和导热系数越大,岩石温度变化会越缓和,不利于裂缝中期的扩展,导致延伸压力增加;非均质性主要影响缝宽方面,导致裂缝损伤区域变大;高排量和低渗透率岩石更容易形成长缝;水平井开采地热要整体优于垂直井开采地热,一注两采开采地热要优于一注一采开采地热;垂直井开采地热时,采用水力压裂裂缝平行布置;一注两采水平井开采干热岩时,较优参数值是,裂缝条数为5条,裂缝渗透率为10D,井距为400m,生产压差为20MPa。
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