式中: K—热储平均温度下的热储层渗透系数(m/s);
Q—抽水流量(m3 /s),取324000;
Sw—抽水井稳定水位降深(m),取11.3;
M—热储层厚度(m),取180.7; R2—影响半径;
rw—抽水井热储段井半径(m),取0.0889。
基于抽水试验资料,采用Dupuit公式及 W.Sihardt公式,计算得R2=125m,此时合理的井 间距为250m。
2.3 基于地热回灌条件下单井开采权益保 护半径计算
对于研究区而言,假设:
①除了抽取和回灌的热量外,系统与外界没有 能量交换;
②按回灌条件下开采50年,热储温度下降 1℃;
③回灌未发生热突破且抽水井井口温度与热储 层回灌前温度一致;
采用下式估算回灌条件下地热井的影响半径:
式中: R3—回灌条件下地热井对热储的影响半径 (m);
α—回灌率,取100%;
t—时间(d),取50年;
δ —热储温度下降1℃所减少的地热储存量的 百分比;
Qp—回灌条件下允许开采量(m3 /d),取 2160;
Qh—回灌量(m3 /d),取2160;
Tr—回灌水温度(℃),取25 ;
Th—热储回灌前温度,取55℃;
T0—基准温度(℃),取12.7;
计算得到R3=187m,即基于上述条件采灌井 井间距为374m。
2.4 基于Geothermal Kits进行地热井井 间距计算
Geothermal Kits是中科院汪集暘院士团队领 衔开发的地热数值模拟软件,它是由Python语言 编写的为实现地热资源可持续开发服务的计算机程 序。本软件井距计算的核心算法基于 Kong et al. (2017),计算过程中调用了德国亥姆霍兹环境研 究中心Olaf Kolditz团队开发的开源数值模拟软件 OpenGeoSys(Kolditz et al., 2012)。该软件井 距计算模块采用了Kong et al. (2017)中所提出 的算法,对于本算法的水流方程与热传输过程简 述如下:
多孔介质的水流方程,依据单元格内的质量守 恒,可以写作:
其中,Ss为贮水率,P为水压,k为渗透率,μ是流体动力粘滞系数,ρl 是流体密度,g是重力常 数,q是水流源汇项;
热传输过程包括对流与扩散两个过程,用如下 方程表示:
其中,ρ是介质(储层)密度,cp是介质(储 层)比热,cl 是流体比热,v是流速,T是温度,λ 是热导率,qT 是热流源汇项。
DR1井相关输入参数见表2、表3。