应用废弃油气井进行地热发电

摘要

本文旨在从理论的角度论证废弃油气井改造为地热井进行发电的可行性,建立废弃油气井中循环流体的流动换热方程、循环流体和岩石的热交换方程以及岩石的三维非稳态导热方程,运用数值方法进行了求解.文中分析了不同地温梯度和不同流速下的发电量,结果表明:循环流体的流量和地温梯度是影响发电量的两个最主要因素,对于确定的地温梯度,总存在最优的流速使发电量最大.对于深度为4km,地温梯度分别为25℃/km、45℃/km和65℃/km的废弃油气井,以水作为循环流体时,其单井最大发电净功率分别为11.82kW、48.63kW和95.60kW,最佳流速为0.03m/s.应用废弃油气井的地热发电系统改造成本低,运行费用低,而且系统可以长期稳定运行,系统运行10年后,出口流体温度比初始时仅降低1℃左右,论证了废弃油气井作为地热井进行地热发电的可行性.