群井采灌条件下地热田渗流传热特性及布井方案数值模拟研究

来源：石油科学通报杂志2026年第1期北京时间：

作者：汪新伟, 向鹏飞, 周露明, 赵志宏, 刘健, 王婷灏, 贺洁, 卢星辰, 任小庆, 马子宁

单位：1 中国石化集团新星石油有限责任公司，北京 1000832 中石化(北京)新能源技术研究院有限公司，北京 1000833 深层地热富集机理与高效开发全国重点实验室，北京 1000834 清华大学土木工程系，北京 1000845 中石化绿源地热能开发有限公司，雄安 071800

摘要：在“双碳”目标下，地热能因其清洁高效、储量丰富和低碳环保的特点，成为能源转型的重要方向。针对群井采灌条件下地热田的渗流—传热演化特性及布井优化问题，本文以雄安高铁片区地热田为研究对象，基于COMSOL Multiphysics 构建三维渗流—传热耦合数值模型，并结合现场生产井水温和水位监测数据进行参数校正。在此基础上，设计新增20口地热井(10采10灌)，通过模拟线性布井、交错布井和三角形布井3种布井方案下的生产井水位、温度及动态可采地热资源量的变化，系统对比分析了不同方案对储层稳定性及换热效率的影响。结果表明：线性布井方案结构简单、便于实施，但热能动员范围有限，整体可采资源量最低，且边界生产井易形成局部水位降落漏斗；交错布井方案采灌分布更均匀，能够有效抑制局部超采，延缓冷水突破并维持较高的储层热稳定性，动态可采地热能演化最平稳；三角形布井方案在运行初期热能动员能力最强、可采资源量最高，但在高密度生产井区域冷水渗透风险增加，运行后期存在局部热衰减趋势。50年尺度上，交错布井与三角形布井的可采地热资源总量均较线性布井提高1%以上，其中交错布井在资源利用效率与系统稳定性之间取得最佳平衡，建议作为研究区地热田高效、可持续开发的优选布井模式。研究结果可为中深层水热型地热田群井采灌条件下的布井方案优化、开发效果评价及可持续运行提供理论参考。

关键词：群井采灌,渗流传热,布井优化,动态可采地热能,数值模拟

基金资助：地球深部探测与矿产资源勘查国家科技重大专项项目“重点地区深部热能探测评价”(2024ZD1003605);中国石油化工集团有限公司科技项目“雄安百万平米级集中供热开发运行关键技术”(KLJP24028);国家资助博士后研究人员计划(GZC20240876)