地热开发数值模拟理论、技术与应用
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作者许天福
出版社华东理工大学出版社
ISBN9787562866459
出版时间2022-09
装帧精装
开本16开
定价238元
货号1202739647
上书时间2024-06-29
商品详情
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目录
1 引言001
1.1基本概念与意义003
1.2数值模拟的优势005
1.3国内外现状006
1.3.1数值模拟软件研发历程006
1.3.2地热开采数值模拟应用现状011
参考文献020
第2章 物理过程与数学模型029
2.1多孔介质传热-流动过程与数学模型031
2.1.1质量守恒方程031
2.1.2流动控制方程032
2.1.3能量守恒方程与热传递理论036
2.1.4多相多组分系统渗流理论040
2.2井筒中传热-流动过程与数学模型047
2.2.1动量守恒方程047
2.2.2漂移流模型049
2.2.3井筒内的能量传递过程051
2.3地球化学过程与数学模型052
2.3.1溶质运移理论与模型052
2.3.2水化学反应055
2.4 岩石力学过程与数学模型064
2.4.1 岩石力学基本假设 064
2.4.2 应力分析及应力平衡方程 065
2.4.3 岩石破坏控制方程 072
参考文献 074
第 3 章 数值模型的建立与求解 077
3.1 传热 流动耦合数值模型 079
3.1.1 积分有限差基本原理 079
3.1.2 Newton Raphson 迭代求解 081
3.1.3 数值模型求解 083
3.2 地球化学数值模型 086
3.2.1 溶质运移过程数值模型 086
3.2.2 化学反应过程数值模型 088
3.3 力学数值模型 090
3.3.1 力学与传热 流动过程耦合方式 090
3.3.2 弹性力学问题的解法 091
3.3.3 三维力学模型有限元离散 092
3.3.4 力学方程组求解 097
参考文献 098
第 4 章 模拟程序简介 101
4.1 TOUGH 系列程序 103
4.1.1 TOUGH2 104
4.1.2 TOUGHREACT 107
4.1.3 TOUGH2 FLAC3D 109
4.1.4 iTOUGH2 111
4.1.5 T2Well 112
4.1.6TOUGH - MP112
4.1.7GeoT114
4.1.8TOUGH2Biot116
4.2其他多场耦合程序117
4.2.1OpenGeoSys117
4.2.2FEFLOW119
4.2.3PHREEQC120
4.2.4FLAC3D120
4.2.5ABAQUS122
4.2.6COMSOL Multiphysics124
4.3高性能并行计算125
4.3.1并行计算介绍126
4.3.2并行研究现状127
4.3.3并行处理过程128
4.4三维地质模型与可视化技术129
4.4.1三角剖分129
4.4.2三维地质建模132
4.4.3可视化技术134
参考文献137
第5章 地热能开发传热-流动耦合模拟场地应用实例141
5.1松辽盆地干热岩地热能优化开采数值模拟143
5.1.1区域地质概况143
5.1.2热储靶区选择146
5.1.3 EGS优化开采模型建立146
5.1.4数值剖分149
5.1.5模拟结果与分析150
5.1.6模型不确定性分析159
5.1.7结论165
5.2青海共和盆地干热岩地热资源发电潜力评价166
5.2.1区域地质概况167
5.2.2干热岩发电系统设计168
5.2.3数值模型建立170
5.2.4地热开采性能评价准则173
5.2.5模拟结果与分析174
5.2.6模型不确定性分析178
5.2.7结论183
5.3青海贵德断裂型地热田优化开采数值模拟184
5.3.1区域地质条件185
5.3.2数值模型建立188
5.3.3运行参数优化191
5.3.4储层条件对产能影响分析200
5.3.5结论203
5.4单井闭循环式地热系统开采潜力数值模拟204
5.4.1研究区概况206
5.4.2数值模型建立208
5.4.3模拟方案211
5.4.4模拟结果与分析212
5.4.5结论215
5.5意大利Pisa盆地地热开发数值模拟216
5.5.1研究区概况216
5.5.2数值模型建立217
5.5.3模拟结果与分析220
5.5.4地热储层非均质性影响分析223
5.5.5结论228
5.6超临界地热开采数值模拟229
5.6.1研究背景229
5.6.2超临界地热的模拟工具开发231
5.6.3冰岛1DDP-2超临界地热场地234
5.6.4数值模型建立238
5.6.5模拟结果与分析240
5.6.6结论244
参考文献245
第6章 地热能开发传热-流动-化学耦合模拟场地应用实例249
6.1青海贵德地热田开发化学堵塞数值模拟251
6.1.1扎仓地热田场地概况251
6.1.2数值模型建立253
6.1.3参数设置254
6.1.4模拟结果与分析256
6.1.5结论265
6 2常规化学剌激对EGS热储层改造作用数值模拟265
6.2.1数值模型建立266
6.2.2水文地质参数设置267
6.2.3地球化学参数设置268
6.2.4模拟结果与分析270
6.2.5模型不确定性分析274
6.2.6结论280
6.3 CO2-常规酸双相化学剌激工艺数值模拟281
6.3.1CO2-常规酸双相化学刺激工艺的提出281
6.3.2数值模型建立283
6.3.3模拟方案设计284
6.3.4模拟结果与讨论284
6.3.5结论289
参考文献 289
第 7 章 地热能开发传热 流动 力学耦合模拟场地应用实例 293
7.1 美国 Desert Peak 地热田水力压裂数值模拟 295
7.1.1 Desert Peak EGS 工程概况 295
7.1.2 水力压裂模型 298
7.1.3 数值模型建立 305
7.1.4 模型校正 309
7.1.5 模拟结果与分析 315
7.1.6 讨论 321
7.1.7 结论 323
7.2 美国 Raft River 地热田水力压裂数值模拟 323
7.2.1 Raft River EGS 示范工程概况 324
7.2.2 数值模型建立 326
7.2.3 模型校正 329
7.2.4 模拟结果与分析 330
7.2.5 结论 334
参考文献 334
第 8 章 未来地热能开发数值模拟技术展望 337
8.1 干热岩储层建造效果预测模拟技术 339
8.2 干热岩裂隙网络示踪反演模拟技术 340
8.3 深度学习、机器学习与传统模拟技术相结合 341
8.4 T-H-M-C 多场耦合作用模拟技术 342
参考文献 343
索引 345
内容摘要
《地热开发数值模拟理论、技术与应用》是“新时代地热能高效开发与利用研究丛书”的一个分册。
本书从地热能开发数值模拟相关的基本概念和理论入手,围绕地热开发过程中涉及的热传递(T)、流动(H)、岩石力学(M)、水岩化学作用(C)等多场耦合过程和控制方程展开论述和刻画,基于国内外较为成熟的数值模拟方法和计算程序,选取国内外典型地热田开发场地作为实际应用案例,并对未来地热能开发相关数值模拟技术进行展望。
本书内容丰富、层次清晰、图文并茂、注重创新，可供从事地下多相流理论和地下新能源开发等方面研究的科学技术人员、本科生、硕士与博士研究生参考。
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