(19)中华 人民共和国 国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202111590981.6 (22)申请日 2021.12.23 (71)申请人 成都北方石油勘探开发技 术有限公 司 地址 610000 四川省成 都市成华区建 设路 10号钻石广场1幢1单 元33层 (72)发明人 黄静　张文中　米中荣　李鑫　 武新民　汪伟光　孙振龙　徐涛　 邓琪　张博宁　王键　 (74)专利代理 机构 成都行之智 信知识产权代理 有限公司 5125 6 代理人 王伟 (51)Int.Cl. G06F 30/28(2020.01) G06F 119/08(2020.01)G06F 119/14(2020.01) (54)发明名称 一种含裂缝网络的干热岩采热性能模拟方 法、 设备和介质 (57)摘要 本发明公开了一种含裂缝网络的干热岩采 热性能模拟方法、 设备和介质， 包括建立干热岩 基质系统与裂缝网络系统耦 合模型； 根据S1建立 干热岩基质系统的流动控制方程和裂缝网络系 统的流动控制方程； 根据S1建立干热岩基质系统 的热交换控制方程和裂缝网络系统的热交换控 制方程； 数值离散与耦合求解S2和S3建立的流动 控制方程和热传导控制方程。 通过建立嵌入式离 散裂缝模型， 将干热岩基质系统与裂缝网络系统 耦合， 建立系统间流体流动和热交换的动态模 型， 克服现有干热岩采热规律模拟方法受随机天 然裂缝分布的制约和计算效率低的不足， 以建立 更为先进的全系统流动和热交换模 型， 基于非连 续‑全隐式的数值求解方法， 提高模型计算效率 和工程应用尺度。 权利要求书5页 说明书12页 附图4页 CN 114282454 A 2022.04.05 CN 114282454 A 1.一种含裂缝网络的干热岩采热性能模拟方法， 其特 征在于， 包括： S1、 建立干热岩基质系统与裂缝网络系统耦合模型； S2、 根据S1建立干热岩基质系统的流动控制方程和裂缝网络系统的流动控制方程； S3、 根据S1建立干热岩基质系统的热交换控制方程和裂缝网络系统的热交换控制方 程； S4、 数值离 散与耦合 求解S2和S3建立的流动控制方程和热传导控制方程。 2.根据权利要求1所述的含裂缝网络的干热岩采热性能模拟方法， 其特征在于， 所述S1 具体包括： 对裂缝网络系统进行一维离 散， 对基质系统进行二维离 散； 建立嵌入基质的裂缝 单元与对应 基质单元之间的流动耦合和热量交换耦合； 建立相互 交叉的裂缝 单元之间的流动耦合和热量交换耦合。 3.根据权利要求2所述的含裂缝网络的干热岩采热性 能模拟方法， 其特征在于， 所述建 立嵌入基质的裂缝 单元与对应 基质单元之间的流动耦合和热量交换耦合具体包括： 嵌入基质的裂缝 单元与对应 基质单元之间的流动耦合 为： 其中： 其中： 式(1)～式(4)中： Amf—嵌入基质单元裂缝段的单侧面积； dfm—基质单元到裂缝单元的 平均法向距离； V—基质单元的体积； ψfm—嵌入基质的裂缝单元与对 应基质单元之间的流量 交换； CI—嵌入基质的裂缝单元与对应基质单元之间的连接指数； —嵌入基质的裂缝单 元与对应基质单元之间的平均流度； pf—裂缝单元的压力； pm—基质单元的压力； μf—流体 粘度； km—基质单 元渗透率； kf—裂缝单元渗透率； 嵌入基质的裂缝 单元与对应 基质单元之间的热量交换耦合 为： χfm＝H(vfm)vfmhf+H(‑vfm)vfmhm+CIζfm(Tf‑Tm) (5) 其中： hm＝ρlclTm (6) 式(5)～式(7)中： χfm—嵌入基质的裂 缝单元与对应基质单元之间的热量交换； H(vfm)、 H (‑vfm)—单位阶跃函数； vfm—嵌入基质的裂缝单元与对 应基质单元之间的达西流速； hm—基权　利　要　求　书 1/5 页 2 CN 114282454 A 2质单元流体的焓值； ζfm—嵌入基质的裂缝单元与对应基质单元之间的平均导热系数； λm— 基质单元的导热系数； λf—裂缝单元的导热系数。 4.根据权利要求2所述的含裂缝网络的干热岩采热性 能模拟方法， 其特征在于， 所述建 立相互交叉的裂缝 单元之间的流动耦合和热量交换耦合具体包括： 相互交叉的裂缝 单元之间的流动耦合 为： 其中： 其中： 其中： 式(8)～式(12)中： ψff—相互交叉的裂缝单元之间的流量交换； TI—相互交叉的裂缝单 元之间的连接指数； —相互交叉的裂缝单元之间的平均流度； pfi—裂缝单元i的压力； pfj—裂缝单元j的压力； 相互交叉的裂缝 单元之间的热量交换耦合 为： χff＝H(vff)vffhf+H(‑vff)vffhf+TIζff(Tfi‑Tfj) (13) 其中： hf＝ρlclTf (14) 式(13)～式(15)中： χff—相互交叉的裂缝单元之间的热量交换； H(vff)、 H(‑vff)—单位 阶跃函数； vff—相互交叉的裂缝单元 之间的达西流速； hf—裂缝单元流体的焓值； ζff—相互 交叉的裂缝单元 之间的平均导热系数； λfi、 λfj—基质单元的导热系数； Tfi、 Tfj相互交叉的裂 缝单元的温度。 5.根据权利要求1所述的含裂缝网络的干热岩采热性能模拟方法， 其特征在于， 所述S2 具体包括： 基质系统的流动控制方程 为： 权　利　要　求　书 2/5 页 3 CN 114282454 A 3