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Conference name: AGER Forum: Drilling and Thermal Extraction Optimization Methods in Geothermal Exploitation

Date: 03 August 2023

Address: Beijing, CHINA

Jianchao Cai, Professor
China University of Petroleum, Beijing
Yu Shi, Associate Professor
Southwest Jiaotong University
Ruiyue Yang, Associate Professor
China University of Petroleum, Beijing

        高压水射流钻井与完井创新团队教师成员,入选第7届中国科协青年人才托举工程、学校“优秀青年学者培育计划”,主要从事新型射流完井增产理论与技术方面的教学和科研工作。近5年,承担了国家自然科学基金面上项目、青年基金、重大科研仪器研制项目课题、北京自然科学基金面上项目等。与团队获省部级科技奖4项,合著出版中文专著1部(排名第2)、英文专著1部(章节排名第3),以第一/通讯作者共发表学术论文40余篇,包括石油工程领域TOP期刊SPE Journal、石油勘探与开发、Applied Energy(IF:11.446)等。

Abstract:

        针对干热岩储层改造存在的起裂压力高、裂缝单一和易诱发地震的瓶颈难题,结合循环水力压裂和液氮低温压裂技术优势,提出了液氮循环压裂干热岩的储层改造新思路,即通过“注入-停顿”或“高-低排量”交替的方式周期性注入低温液氮,使岩石在交变热应力—流体压力耦合作用下发生疲劳损伤,促进裂缝起裂、转向、分叉进而形成复杂缝网,提高储层改造体积。

        为了验证液氮循环压裂开发干热岩的可行性,在国家自然科学基金重大科研仪器研制、重大项目和青年基金的资助下,团队自主研发了真三轴液氮压裂实验装置,采用不同温度花岗岩开展了液氮压裂室内实验研究,结合CT扫描和冷冻电镜,揭示了液氮单次/循环压裂裂缝起裂特征;采用断裂相场理论,构建了干热岩液氮压裂热流固-损伤耦合模型,揭示了液氮单次/循环压裂主控因素,系统分析了液氮压裂裂缝起裂扩展机制,研究结果可望为干热岩高效储层改造提供理论依据和实验基础。

Yanyong Wang, Researcher
Chengdu University of Technology

       长期从事地热能开发与利用、CO2资源化利用与地质封存方面的教学与科研工作,担任中国岩石力学与工程学会低碳能源岩石力学与工程专委会委员,《Petroleum Science》等多个学术期刊的青年编委。近3年,承担国家自然科学基金重大项目专题、省重点研发计划项目、教育部重点实验室开放课题等科研项目多项。在国内外重要学术期刊发表论文20余篇(一作/通讯12篇),申请国家发明专利8项,获省部级科技进步一等奖1项(排名12)。

Abstract:

       储层流动通道结构反演及开采方案优化过程,一般需要反复调用正演模拟,涉及的计算量巨大,借助数据驱动代理模型能够显著提高计算效率。深度学习方法通过灵活的网络结构,借助高效的优化算法,能够获得对高维、非线性问题的强大逼近能力,为代理模型的建立提供了有力支撑。基于生成式对抗网络的深度学习代理模型,能够实现储层压力、温度、流体饱和度等不同参数时空分布特征的高效快速预测,对储层流动通道结构反演和开发方案优化具有重要意义。

        本报告主要介绍生成式对抗网络架构的基本原理,及其在构建非均质孔隙介质多相渗流和热-流耦合运移过程深度学习代理模型方面的应用情况等。

Guofeng Song, Postdoctor
Delft University of Technology

       主要从事地热多场耦合模拟、取热性能优化、热储信息反演等研究,以第一作者在能源与环境领域高水平期刊 (Journal of Cleaner Production, Renewable Energy等)发表学术论文9篇,申请/授权国家发明专利3项。

Abstract:

        增强型地热系统(Enhanced Geothermal System,简称EGS)是开发深部干热岩的重要手段。EGS 的地下开采过程是复杂的多物理场耦合过程,涉及流动、传热、应力变形、化学反应与组分输运等现象。多场耦合作用下热储取热规律不清,若注采运行参数不当将显著影响热储取热效率,降低热储开采寿命。

        针对 EGS 开采中的多场耦合与取热优化问题,本报告考虑了取热过程中应力变形与化学效应间的约束作用,建立了EGS 注采多场耦合模型,分析了不同多场效应下热储特征和取热性能变化规律,搭建了 EGS 取热多目标优化决策一体化方法,均衡优化取热发电、注采压差、采收率、开采寿命等指标,为深部地热高效开发提供科学依据。

AGER Forum: Drilling and Thermal Extraction Optimization Methods in Geothermal Exploitation
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Date
Time
Schedule
Hosts & Speakers
03 August 202314:30-14:45致辞Jianchao Cai
03 August 202314:45-15:15液氮循环压裂干热岩裂缝起裂与扩展机理Ruiyue Yang
03 August 202315:15-15:45基于生成式对抗网络的多孔介质内渗流与传热过程代理模型构建与应用Yanyong Wang
03 August 202315:45-16:15干热岩EGS 循环注采多场耦合机制及取热性能优化Guofeng Song
03 August 202316:15-16:30总结Yu Shi