高温地热生产井碳酸钙结垢定量评价:两相流动——以西藏羊八井为例
雷宏武1
白冰1
崔银祥1
谢迎春2
李进3
侯学文3
1.中国科学院武汉岩土力学研究所岩土力学和工程国家重点实验室,湖北武汉 4300712.中核坤华能源发展有限公司,浙江杭州 3100003.核工业二八○研究所,四川广汉 618300
摘要：高温地热生产井碳酸钙结垢定量评价涉及到复杂的物理和化学过程,其中井筒中的两相流研究是评价的基础.本文首先基于质量守恒、能量守恒和动量守恒方程,建立了CO2-H2O体系井筒两相相变稳定流动模型,提出了稳健的求解方法,并验证了其计算结果的可靠性.然后,在西藏羊八井地热田典型井开展了静止和放喷状态下的井筒中的温度和压力测试,并结合放喷试验,采用开发的模型成功评价了高温地热生产井筒两相流动过程.结果显示:气相和液相之间的速度差对井筒中温度和压力的分布有决定性的影响,不考虑气相和液体之间的速度差,会使模型计算结果远远偏离测量值.在开采速率19.10 kg/s的条件下,计算的井口温度和压力分别约为128℃和2.6 bar;井口的气相质量分数在6％～7％之间,对应的井口气相饱和度约为0.84;从闪蒸点往上大概20～30 m气相和液相中CO2质量分数变化较为剧烈,也是碳酸钙结垢严重井段.
关键词：地热能两相流动二氧化碳数值模拟羊八井水文地质学
分类号：P314(大地（岩石界）物理学（固体地球物理学）)P641(水文地质学与工程地质学)
资助基金：国家自然科学基金(No.41972316)四川省科技创新人才项目(No.2022JDRC0027)
论文发表日期：2023-03-15
在线出版日期：2025-08-15（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：12( 923-934 )
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