Análise de desempenho de troca de calor de poços geotérmicos modificados de poços de petróleo e gás abandonados e otimização do projeto do tubo interno

JIN Guang ,  

TENG Hongquan ,  

GUO Hong ,  

XIA Qing ,  

SHEN Zhenkun ,  

LIU Qiang ,  

LI Shuangtao ,  

NIU Jianbo ,  

CAI Wanlong ,  

摘要

O custo de perfuração de poços geotérmicos de profundidade média a profunda é alto, e a reutilização de poços de petróleo e gás abandonados existentes para modificação em poços geotérmicos pode reduzir significativamente os custos de perfuração. O estudo, baseado nos parâmetros do projeto experimental de troca de calor de um poço geotérmico modificado a partir de um poço de petróleo e gás abandonado na região de Shaanbei e nos dados de teste, realizou simulações numéricas do desempenho de extração de calor a longo prazo e explorou o impacto dos parâmetros de projeto do tubo interno no desempenho da extração de calor. O estudo descobriu que a melhoria do desempenho do isolamento térmico do tubo interno afeta a potência de extração de calor do poço geotérmico de forma mais pronunciada com o aumento da profundidade e a diminuição do fluxo, mas no que diz respeito ao diâmetro do tubo interno, seu impacto no desempenho da extração de calor é pequeno e não sensível às variações de profundidade e fluxo, portanto, o impacto geral é limitado. Além disso, o estudo quantificou o impacto da seleção de materiais do tubo interno na economia do ciclo de vida total do sistema, e os resultados mostraram que: dadas as condições, quando a condutividade térmica do tubo interno é reduzida de 0,2 W/(m·K) para 0,02 W/(m·K), a temperatura da água na saída do tubo enterrado do poço geotérmico pode ser aumentada em 0,66 ℃ durante uma temporada de aquecimento, mas o custo médio de aquecimento durante o ciclo de vida total aumenta 0,035 RMB/(kW·h), e o período de retorno do investimento se estende em 1,83 anos. Portanto, considerando o efeito limitado da adoção de materiais de alta performance térmica para o tubo interno, recomenda-se que o projeto do tubo interno para a modificação de poços de petróleo e gás abandonados priorize as condições de resistência à temperatura e pressão.

关键词

Poços de petróleo e gás abandonados; extração geotérmica; materiais do tubo interno; desempenho de extração de calor; análise do ciclo de vida

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