《煤田地质与勘探》数值模拟技术典型应用案例（四）· 虚拟专题

来源：煤田地质与勘探

鉴于工程实践及物理试验周期长、成本高、风险大等问题，数值模拟技术因其直观、经济、便捷等优势，逐渐被不同领域广泛应用。随着计算机技术的迅猛发展，各种软件逐步成熟，选取适宜的模拟软件，结合实际条件和研究对象，可直观、高效地展示应用效果，指导决策和生产实践。为此，本刊以近两年发表的论文，选取代表性成果，集中展现不同数值模拟软件在煤系气开发或瓦斯抽采、煤与瓦斯突出、煤矿区防治水、采煤沉陷区治理、地热开发等领域的应用案例及效果，以促进同行交流。

行业视野: 煤田地质与勘探
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渤海湾盆地干热岩开发利用前景评估—基于开采优化数值模拟的认识

作者(Author)：江晓雪, 朱传庆, 丁蕊, 谢芳, 邱楠生

摘要：渤海湾盆地的大地热流高，5 000 m埋深地层平均温度为175℃，热储岩性以低孔低渗的变质岩、火成岩为主，具备形成干热岩资源的条件。基于大地热流、岩石热导率、生热率等热参数，利用COMSOL软件建立三维水热耦合的干热岩开采模型、分析不同井间距、注采速率、布井方式等差异开采方案下在100 a内对热储层温度的影响随开发时间的变化，选取最优方案并估算干热岩资源。结果表明：注采速率一定时，随着开采时间的增加，开采井水温度下降速率与井间距成反比；当注采井间距一定时，注采速率越大，开采井水温度下降越快，发生“热突破”的时间越早；其他条件相同的情况下，“两采两注”布井方案比“一采一注”布井方案获得的热量更多，开采效率更高。基于上述认识，确定研究区最优开采方案为：年限50 a、井间距400 m、注采量90 m3/h、“两采两注”方式。此方案下，可获得开采井水平均温度为172℃，对应全渤海湾盆地可采资源量为3.28×1019 J/a。以河北任丘市为例，按照民用住宅热负荷指标100 W/m2计算，利用最优方案进行干热岩的开采，仅需157.75 km2干热岩有利区即可满足全市居民供暖需求。因此，开发利用研究区干热岩资源，可增强华北地区能源供应保障能力，打造可持续发展的绿色低碳能源体系。

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煤田地质与勘探

2024年第01期

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