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平行多裂隙模型中换热单元体对EGS釆热的影响

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地球物理学进展 2016年第3期31卷 1399-1405页

作者：翟海珍苏正凌璐璐吴能友中国科学院广州能源研究所可再生能源重点实验室广州510640 中国科学院大学北京100049

增强型地热系统(EGS)是开发深层高温地热能的有效途径.本文在垂直单裂隙模型(SVFM)的基础上构建了平行多裂隙模型(MPFM),验证了其可靠性及优越性,创新地提出了换热单元体(HTU)的概念,将对整体热储层的研究集中于采热基本单元上,并利用... 详细信息

增强型地热系统(EGS)是开发深层高温地热能的有效途径.本文在垂直单裂隙模型(SVFM)的基础上构建了平行多裂隙模型(MPFM),验证了其可靠性及优越性,创新地提出了换热单元体(HTU)的概念,将对整体热储层的研究集中于采热基本单元上,并利用此模型对EGS采热过程中裂隙流体及热储层温度场的演化进行模拟.基于介质分类,将采热的影响因素分为流体和岩体.本文针对岩体热储层分别设计多组案例,分析了岩体HTU尺寸及储层初始温度对釆热的影响.结果表明,HTU的厚度与流体产出温度呈负相关,但与热储层的热采率呈正效应;HTU的长度与采出温度和热储寿命呈正相关;热储层的初始温度也与流体采出温度呈正相关,对热储寿命影响不大.因此,热储层激发越充分,对流换热越充分,采热效率越高.注采策略应与热储层的激发情况相配合,才能取得较好的热开采效果.

关键词：增强型地热系统平行多裂隙模型垂直单裂隙模型换热单元体

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南海北部神狐海域天然气水合物成藏模式研究

地球物理学报 2014年第5期57卷 1664-1674页

作者：苏正曹运诚杨睿吴能友陈多福杨胜雄王宏斌中国科学院广州能源研究所广州510640 中国科学院南海海洋研究所广州510640 广州海洋地质调查局广州510075

南海北部陆坡神狐海域是我国海洋天然气水合物勘探开发研究的重点靶区,独特的水合物成藏特征,难以利用当前观测到的沉积速率和流体流动条件对其成藏机理进行解释和量化说明,对其形成演化模式和控制因素尚不明确.本文构建了海洋天然气水... 详细信息

南海北部陆坡神狐海域是我国海洋天然气水合物勘探开发研究的重点靶区,独特的水合物成藏特征,难以利用当前观测到的沉积速率和流体流动条件对其成藏机理进行解释和量化说明,对其形成演化模式和控制因素尚不明确.本文构建了海洋天然气水合物形成演化过程的动力学模型,模型的主控参量为海底沉积速率和水流速率,以此计算了神狐海域天然气水合物聚集演化过程,并与饱和度的盐度测试值进行对比.最后,在研究神狐海域地质构造活动和水合物成藏动力学基础上建立了神狐天然气水合物形成演化模式.认为神狐海域当前的天然气水合物是在上新世末—更新世早期断裂体系水合物基础上继承演化而来的,神狐海域天然气水合物形成演化具有典型的二元模式.第一阶段水合物形成发生在距今1.5Ma之前构造活动形成的断裂体系中,高达50m/ka的孔隙水流动携带了大量的甲烷进入水合物稳定带,导致了水合物的快速生成,在4万年内形成了饱和度达20%的甲烷水合物;第二阶段发生在1.5Ma以来,泥质粉砂沉积使沉积体渗透率骤减,0.7m/ka的低速率水流使甲烷供给不足,在海底浅层新沉积体中无法生成水合物,仅在水合物稳定带底部有缓慢的水合物继承增长,并因此形成了神狐海域当前观测到的水合物产出特征,而且水合物资源量仍在减少.

关键词：神狐海域天然气水合物构造活动成藏模式数值模拟

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空气的压缩性对湍流边界层流场时均量的影响

热力发电 2012年第4期41卷 30-35,39页

作者：曾玉超苏正吴能友王晓星何勇中国科学院广州能源研究所广东广州510640

为研究空气的压缩性对湍流边界层流场时均量的影响,对来流Mach数(Ma)分别为0.058、0.233、0.466、0.874和1.457的二维、定常边界层湍流流场进行了数值模拟计算。结果表明:空气的压缩性对速度边界层和温度边界层粘性底层区速度和温度分... 详细信息

为研究空气的压缩性对湍流边界层流场时均量的影响,对来流Mach数(Ma)分别为0.058、0.233、0.466、0.874和1.457的二维、定常边界层湍流流场进行了数值模拟计算。结果表明:空气的压缩性对速度边界层和温度边界层粘性底层区速度和温度分布影响较小,但会使完全湍流区速度和速度梯度、温度和温度梯度变大;对分子扩散过程影响极小,而对湍流扩散过程影响较大;当局部Reynolds数大于1×106且来流Ma大于0.466时,使得平板局部摩擦阻力系数较不可压缩态变小,而局部传热系数较不可压缩态变大。比较模拟计算结果和不可压缩态下经验公式的计算结果表明,模拟计算结果真实可靠。

关键词：空气压缩性边界层湍流流场时均量 Mach数

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增强型地热系统储层试验与性能特征研究进展

矿业研究与开发 2012年第3期32卷 22-27,63页

作者：曾玉超苏正吴能友王晓星中国科学院可再生能源与天然气水合物重点实验室广东广州510640 中国科学院广州能源研究所广东广州510640

概括了增强型地热系统场地试验的最新进展,系统地归纳和分析了表征储层性能的主要指标和其影响因素,指出未来增强型地热系统储层性能上的研究热点在于4个方面:准确测量储层激发体积和换热面积、克服水流损失和流动短路、监测储层动态性... 详细信息

概括了增强型地热系统场地试验的最新进展,系统地归纳和分析了表征储层性能的主要指标和其影响因素,指出未来增强型地热系统储层性能上的研究热点在于4个方面:准确测量储层激发体积和换热面积、克服水流损失和流动短路、监测储层动态性能、精确模拟和预测储层压裂效果。上述4个方面对完善增强型地热系统储层激发与评价的理论和技术有重要意义。

关键词：增强型地热系统储层试验水力压裂储层性能

甲烷水合物的固体核磁共振碳谱与激光拉曼光谱研究

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波谱学杂志 2017年第2期34卷 148-155页

作者：付娟吴能友邬黛黛苏秋成中国科学院广州地球化学研究所广东广州510640 中国科学院天然气水合物重点实验室中国科学院广州能源研究所广东广州510650 国土资源部天然气水合物重点实验室青岛海洋地质研究所山东青岛266071 青岛海洋科学与技术国家实验室海洋矿产资源评价与探测技术功能实验室山东青岛266071 中国科学院大学北京100049

甲烷水合物(CH_4·n H_2O)是主要由甲烷和水分子构成的冰状笼型化合物,在自然界储量巨大.固体核磁共振(NMR)波谱和激光拉曼光谱是在分子水平分析甲烷水合物的重要手段.该文利用低温固体核磁共振碳谱(^(13)C NMR)对合成的甲烷水合物结构... 详细信息

甲烷水合物(CH_4·n H_2O)是主要由甲烷和水分子构成的冰状笼型化合物,在自然界储量巨大.固体核磁共振(NMR)波谱和激光拉曼光谱是在分子水平分析甲烷水合物的重要手段.该文利用低温固体核磁共振碳谱(^(13)C NMR)对合成的甲烷水合物结构进行了研究,分别使用^(13)C交叉极化(^(13)C CP)和高功率质子去偶(1H HPDEC)2种脉冲程序采集甲烷水合物的^(13)C NMR谱图,结合实验结果分析及理论推导可知,使用1H HPDEC方法得到的^(13)C NMR谱图信号更强,更利于定量分析;甲烷气体与冰粉合成的甲烷水合物为I型,其大笼和小笼占有率分别为0.988和0.824,水合数为6.07;甲烷气体与SH2站位沉积物和冰粉合成的甲烷水合物也为I型,其大笼和小笼占有率分别为0.987和0.887,水合数为5.98;SH2站位沉积物使合成的甲烷水合物的小笼占有率提高、水合数降低、水合物饱和度提高.激光拉曼光谱结果证实了上述结果的准确性.该文为甲烷水合物测试提供了重要的方法参考.

关键词：固体13CNMR 激光拉曼光谱甲烷水合物

西藏羊易EGS开发储层温度场与开采寿命影响因素数值模拟研究

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新能源进展 2015年第5期3卷 367-374页

作者：凌璐璐苏正翟海珍吴能友中国科学院广州能源研究所中国科学院天然气水合物重点研究实验室广州510640

西藏羊易地区具有丰富的地热能,单井开发潜力接近10 MW,对其深部热储进行EGS开采,可缓解西部能源紧缺问题。本文建立二维理想EGS开发模型,探讨深层地热开采过程中开采流量、注采方式、注入温度等参数对热储温度场分布及开采寿命的影响... 详细信息

西藏羊易地区具有丰富的地热能,单井开发潜力接近10 MW,对其深部热储进行EGS开采,可缓解西部能源紧缺问题。本文建立二维理想EGS开发模型,探讨深层地热开采过程中开采流量、注采方式、注入温度等参数对热储温度场分布及开采寿命的影响。基于羊易温度信息设计了12个数值模型,对比研究发现,开采流量对EGS开采的影响较大,为保证开采50年内的商业利用价值,最大开采流量应控制在0.028 kg/s以下;考虑到钻井成本,注采方式的选择以高注高采和中注高采为最佳;注入温度对热储开采影响较小,可选择40℃-80℃之间任意温度的地热尾水进行回灌,实现地热资源梯级利用。

关键词： EGS 热储温度场开采寿命流量

热管的真空钎焊工艺及其在真空集热管上的应用

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真空 2014年第1期51卷 68-72页

作者：王雷雷史继富李育坚朱艳青徐刚李春生孙燕中国科学院广州能源研究所中国科学院可再生能源与天然气水合物重点实验室广东广州510640

本文首先研究了真空钎焊条件对热管性能的影响,进而在最优条件下制作了热管及热管式真空集热管,并和市场上销售的产品进行了性能比较。在我们的实验条件下,最佳的热管真空钎焊工艺为:钎料成分为BAg44CuZn钎料,钎焊真空度为5×10-3Pa,真... 详细信息

本文首先研究了真空钎焊条件对热管性能的影响,进而在最优条件下制作了热管及热管式真空集热管,并和市场上销售的产品进行了性能比较。在我们的实验条件下,最佳的热管真空钎焊工艺为:钎料成分为BAg44CuZn钎料,钎焊真空度为5×10-3Pa,真空钎焊功率为7.6 kW,钎焊间隙为0.08 mm。采用此工艺制作的热管其老化后的性能几乎不变,远优于市场上销售的热管,组装成热管式真空集热系统以后,其集热性能也比现有产品大为提高。

关键词：真空钎焊热管式真空集热管漏气率集热系统