低温地热田开采与回灌物理模拟试验研究

【摘要】： 地热能在含水层中运移规律研究已经取得了长足的进展,孔隙介质理论、双重介质理论的提出,三维水流方程,对流弥散方程的不断改进,使得含水层储能模型进一步的完善。有限元,有限差等各种数学算法的应用,计算机运行速度的不断提高,使求解这些模型更加快速准确。理论上的进展和算法上的创新也离不开基础的试验研究,进行低温地热试验研究也是十分必要的。 本论文首先概述了地热开发中数学理论模型,物理模拟试验、现场试验和各种地下水模拟软件的发展现状,以及这三个方面出现的问题和不足。概述中详细介绍了国家自然科学基金项目——低温地热田开采回灌研究中的大型室内模拟实验研究的设计,实现情况。根据现今低温地热的开采回灌工程实际,在对开采回灌试验进行了精心的设计、准备后,试验模拟了孔隙介质中单井抽水,单井抽水单井回灌,单井抽水对井回灌等几种低温地热开采回灌情况,获得了较丰富的试验数据。 本次试验研究中进行了三种不同条件下的试验。通过单井抽水试验获得了试验砂箱中各个观测点在固定抽水流量情况下孔隙水压力随时间变化的数据。通过单井回灌试验,获得了各个观测点处的温度和孔隙水压力随时间和回灌温度变化的数据。通过双井回灌试验,获得了各个观测点处温度和孔隙水压力随时间变化的数据。本项试验为进一步完善地热储能模型,合理利用地热能资源有重要的意义。 计算机模拟技术在最近几十年取得了飞速的发展,使用计算机模拟已经可以比较准确的模拟各种地下水运移的情况。本文介绍了当今地下水模拟方面比较权威的软件MODFLOW,并使用MODFLOW对抽水实验,单井回灌试验和对井回灌试验进行了计算机模拟,取得了较好的结果。 【关键词】：地热 模拟实验 模型 孔隙介质 计算机模拟
【学位授予单位】：中国地质大学（北京）
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2007
【分类号】：P314;P641.25
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 1 绪论9-17
• 1.1 选题背景和意义9-10
• 1.2 选题的国内外研究现状及存在问题10-16
• 1.3 研究内容16-17
• 2 孔隙型低温地热田开采回灌模型试验设计与准备17-35
• 2.1 试验目的17
• 2.2 试验条件设计17-19
• 2.3 模型试验装置设计19-32
• 2.4 试验前期准备32-35
• 3 试验过程以及初步分析35-57
• 3.1 单井抽水试验35-42
• 3.2 HG1 井单井回灌试验42-49
• 3.3 HG1 井和HG2 井双井回灌试验49-57
• 4 MODFLOW 地下水数值模拟研究57-77
• 4.1 MODFLOW 程序简介57-64
• 4.2 室内物理试验结果的数值模拟和分析64-77
• 5 结论与展望77-79
• 5.1 主要结论77
• 5.2 展望77-79
• 致谢79-80
• 参考文献80-83

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