[发明专利]同轴型地热井产能预测的方法及装置

说明书

本发明公开了一种同轴型地热井产能预测的方法及装置，该方法包括：根据地层的能量变化关系、同轴型地热井中的水泥环及套管的能量变化关系确定套管温度；同轴型地热井从中心向外依次包括中心管、套管、水泥环，水泥环与地层邻接，环空流体介于中心管和套管之间，根据套管温度及环空流体、中心管的能量变化关系，确定环空流体温度与中心管温度的差异，根据环空流体温度与中心管温度的差异，确定同轴型地热井的产能。本发明不仅考虑了地层、水泥环、套管以及中心管的能量变化，还考虑了环空流体对同轴型地热井能量变化的影响，即环空流体的能量变化，因此更为准确的表达了同轴型地热井的能量变化，进而可以提高同轴型地热井产能预测的准确度。

技术领域

本发明涉及地热井传热技术领域，尤其涉及同轴型地热井产能预测的方法及装置。

背景技术

本部分旨在为权利要求书中陈述的本发明实施例提供背景或上下文。此处的描述不因为包括在本部分中就承认是现有技术。

进入21世纪以来，随着全球经济的发展，世界能源需求增长强劲，供需矛盾日趋紧张，能源消费中占主导地位的石油、煤炭等能源的竞争更加激烈，能源安全面临严峻挑战。同时传统化石能源带来的资源枯竭和环境污染问题日益严重。地热作为一种清洁、可再生能源，对缓解能源供需矛盾、改善生态环境起着重要的作用。因此，加快地热资源的高效开发利用势在必行。

采水取热是地热资源的基本开发方式。但是其适用范围有限，并且从地下采水容易引起地下水位下降和地面沉降等问题。因此，在进行采水取热时，必须将尾水回灌到地热储层，即异井循环地热系统。但由于储层物性的限制，依然存在尾水回灌难、取热效率低等问题。同时开发较多的异井循环系统的钻井数量，也引发了占地面积较大，管理不便，初期投资高等问题，限制了其大规模推广利用。

为了确保地热资源的可持续发展，避免尾水回灌，降低成本，可以采用单井闭式循环取热的开发模式。其中，针对浅层地热的典型开发方式为地源热泵系统，井下是通过U型换热管中的循环流体与外部介质进行热交换，地面上则利用地源热泵将低品位热能转化为高品位热能。但是由于其换热面积有限，因此，中深部地热资源的开发取热效率较低，商业效益不理想。

针对上述情况，提出了单井同轴型型换热系统，通过工质在环空和内管中的闭式循环，与地层进行对流换热，同时换热系统具有更大的换热面积，一方面可以增强换热效果，另一方面可以允许更多流体进行循环，提高取热功率。然而，目前在利用单井同轴型型换热系统的传热模型对同轴型地热井产能进行预测时，仅考虑同轴型地热井自身的能量变化，忽略了地层中流体对同轴型地热井产生的影响，由此导致无法准确的表达和预测同轴型地热井产能。

因此，现有的同轴型地热井产能的预测存在不能准确预测同轴型地热井产能的问题。

发明内容

本发明实施例提供一种同轴型地热井产能预测的方法，用以提高同轴型地热井产能预测的准确度，该方法包括：

根据地层的能量变化关系、同轴型地热井中的水泥环及套管的能量变化关系确定套管温度；同轴型地热井从中心向外依次包括中心管、套管、水泥环，水泥环与地层邻接，环空流体介于中心管和套管之间；

根据套管温度及环空流体、中心管的能量变化关系，确定环空流体温度与中心管温度的差异；

根据环空流体温度与中心管温度的差异，确定同轴型地热井的产能。

本发明实施例还提供一种同轴型地热井产能预测的装置，用以提高同轴型地热井产能预测的准确度，该装置包括：

套管温度确定模块，用于根据地层的能量变化关系、同轴型地热井中的水泥环及套管的能量变化关系确定套管温度；同轴型地热井从中心向外依次包括中心管、套管、水泥环，水泥环与地层邻接，环空流体介于中心管和套管之间；

差异确定模块，用于根据套管温度及环空流体、中心管的能量变化关系，确定环空流体温度与中心管温度的差异；