摘要
地壳蕴藏着丰富的自然能源资源，其中地热能资源占有重要地位。从放射性同位素衰变到地核辐射，热能的来源广泛。地下放热地质过程导致了地下热能的存在。通常地热能源的深度超过3000米，其沉积地层可用于建立地热系统，水可通过人工裂缝通道注入并循环回到地面，温度干扰来自地下热量。因此，存在干热岩与热水资源温度较高岩类的区域是最适宜的能源开采区。 将废弃的油气井改造成地热井，是开发地热能源、延长油田使用寿命的一种创新方式。这些废弃井可以提供合适的潜在热源，在传统地热系统中，成本效益高的钻井是必不可少的。根据巴基斯坦各地174口油气井的资料，利用地理信息系统反演距离加权插值法，对巴基斯坦地热资源潜力大的地区进行了识别。通过投影技术，将巴基斯坦卫星图像与巴基斯坦地图上的加权插值温度图进行关联，标记出全国高热产状区域内废弃井最多的区域。 岩石中热-流的同时发生是在理想情况下能够回收多少能量的关键。为此，提出了一种从废弃气井中提取地热能的方法。该方法提供了一种高效、经济、环保的发电方式。建立了热力耦合过程的数学模型来研究废弃气藏改造成地热储层的地热能开采。利用该模型分析了50年的采热量和流体流量的变化情况。储层的产热、发电和热回收率表明，地热双井系统可以有效地开采地热能源，同时这个系统在商业层面是可行的。双井系统包括至少一个注入井和一个生产井。它们由一个双向流动系统组成，在这个系统中，流体通过注入井流入储层，并从采出井吸收了围岩的热能后采出。对控制地热系统流体平均出口温度的主要参数的敏感性分析表明，废弃气井适合用于地热能开发。此外，还可以通过进一步改进采热技术来优化热采收率，以实现该井地热能商业化开采。然而，增加井的数量并不能保证增加热回收量，但井位布置方法可以做到这一点。因此，我们提出了四种不同的井网布置方案，包括双井网、三井网线性布置、三井网三角形布置和五井网布置。三井网三角形布置弥补了热回收的不足，而三井网线性布置的热回收效果最差。因此，推荐采用三井网线性布置方式提高采热率。 印第斯盆地南部的巴基斯坦境内是划定的高温区和废弃井最多的区域。我们对巴基斯坦印度河流域内的两口废弃油井(AX井和BQ井)进行了发电评价。AQ井地层温度为139.29℃，BQ地层温度为161℃。我们分析了实际井筒几何形状下注入流体与邻近实际地层之间的热耗散与热传递规律。利用数学模型论证了废弃油气井井筒换热的可行性。结果表明，AX井和BQ井采用双工质发电技术的净发电量分别为190千瓦和232千瓦。研究结果表明，地温梯度、井筒几何形状和流体质量流量是影响净发电量的关键因素。
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