增强型地热系统井位优化方法研究
干热岩是一种分布广泛、储量巨大的可再生清洁能源。相比于常规的水热型地热资源，干热岩具有温度高，埋存深，岩体致密，本身不含水或含水很低等特征。增强型地热系统（EGS）是一种通过人工改造提高干热岩渗透能力，然后使用水或CO2等流体循环开采地下热能的开发方式。过往的研究证明，井位的选取对EGS开发效果有着重要影响，干热岩中钻井成本又极其高昂，因此，寻找最优井位是EGS开发决策中重要的一环。 本文采用一种裂缝连续模型，通过将带有裂缝网络的干热岩储层等效为非均质连续介质来平衡复杂裂缝网络下模型的准确性和计算效率，以此为基础建立了一个渗流-传热耦合的EGS数值模拟模型作为井位优化的目标热储，并通过数值模拟研究了不同布井方式对EGS开发效果的影响。以累计发电量为目标函数，建立了EGS井位优化数学模型。采用代理辅助差分进化算法（SADE）对三种不同井数的EGS井位优化任务进行了求解，并将结果与基准方案和一般进化算法的优化结果进行了对比。针对井位优化决策中往往需要同时确定井的数量和井位的问题，本文将多任务优化的概念引入EGS井位优化问题中，建立了不同生产井数量下的多任务井位优化数学模型，采用多因子差分进化算法（MFDE）对其进行了求解并将结果与单任务DE算法和SADE算法结果进行了对比。 不同布井方式下开发效果的对比表明，生产井的数量和井位均对EGS开发效果有着重要影响，但简单的布置更多的生产井并不一定能提高开发效果。优化结果和基准方案的对比表明，经优化算法优化后的井位相对基准方案都取得了更好的开发效果。不同算法优化结果间的横向对比表明，SADE算法和MFDE算法都可以取得比一般进化算法更好的方案。此外，随着生产井数量的增多，MFDE算法中的多任务协同作用减弱。
地热能开采;增强型地热系统;井位优化;裂缝连续模型
中国石油大学(华东)
硕士
油气田开发工程
张黎明
2020
中文
P314
2022-09-29（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）