Tough2软件及其在地热领域应用简介

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发表于 2016-6-29 16:47:33 | 显示全部楼层 |阅读模式
地热流体数值模拟研究不仅在理论上用于探讨地下热水各种复杂渗流问题的规律和机理,而且普遍用于地热流体资源的动态预测、开发设计及未来的生产能力的估算等,利用数值模拟研究地下热储中热水系统的运动规律,已成为地热流体开发和评价的重要技术方法。TOUGH2.0是一套功能强大、应用广泛的模拟孔隙或裂隙介质中多相流的系列程序。
1  TOUGH2简介
        TOUGH是非饱和地下水流及热流传输(Transport of Unsaturated Groundwater and Heat)的英文缩写,是模拟一维、二维、三维孔隙或裂缝介质中,多相流(multi-phase),多组分(multi-component),非等温的水流及热量运移的数值模拟程序。TOUGH2即其后续版本。TOUGH2在地热工程(geothermal engineering)中广泛应用。
2  TOUGH2模拟基本原理
TOUGH2的基本能量-质量方程为:
其中:

Vn为控制单元体积,Γn为单元表面积,Mk为控制单元里每单位体积的质量的累积量,Fk为质量通量,qk为控制单元里每单位体积的质量源和热量源,n为内部的单位法向向量。
3  TOUGH2在地热模拟中的应用。
对于大区域热储层数值模拟,为提高计算速度,对研究区内热储层及地热流常常做如下概化:
(1)非稳定流、不可压、三维流动;(2)均质各向同性;(3)流体自然对流满足达西定律;(4)水与饱和多孔介质层处于热力学平衡状态。

通过建立3D模型、确定边界条件、初始条件及模型参数进行模拟,并将模拟期内的水位月变化动态实测资料与计算水位动态变化拟合,计算模型精度。将模拟热储压力场变化与实际压力场变化进行对比分析,检验其变化趋势是否一致。下图为TOUGH2模拟数据与实测数据对比实例。
大量数值模拟实例证明TOUGH2软件可根据热储层特定的地质条件,建立适合本区的三维水-热耦合热传导模型,形成一个可以根据各类源汇项数据变化而动态更新的热储评价和预测的信息系统。

在众多同类软件中TOUGH2在功能上具有明显的优越性,其可灵活精确刻画复杂非均匀地质体及裂隙、化学反应运移及力学耦合模拟等,尤其是TOUGH2-MP的应用更使得大规模精细模拟成为现实。TOUGH2采用模块化的结构,可以根据不同的研究问题进行选择,针对水热为主的地热储层数值模拟,主要使用的是TOUGH2-MP/EOS3模块。该模块已经成功应用于加拿大温尼伯宜家(IKEA)场地的开环地热系统地温场的评估工程、天津市滨海新区孔隙性地热热储数值模拟计算评价及回灌效率影响分析等,且该计算结果与监测数据吻合较好。目前,TOUGH2已得到了国际上广泛认可,也是研究地热工程的重要模拟工具。

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全面发展小屌丝

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发表于 2016-6-29 17:48:56 | 显示全部楼层
有软件的安装包没?
梦和苏乙拉
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发表于 2016-6-29 20:24:23 | 显示全部楼层
能够提供软件下载地址更好不过了
我爱地热能,是因为我爱自己的家园...
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发表于 2016-6-29 20:24:27 | 显示全部楼层
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