Моделювання оптимального розміщення геотермальних станцій в ізотропних та зсувно-ізотропних пористих водоносних пластах

Анотація

Мета. Дослідити оптимальне розміщення геотермальних станцій в ізотропних та зсувно-ізотропних пористих водоносних пластах для ефективного використання. Метод досліджень. Чисельне моделювання розподілу тиску навколо добувних та нагнітальних свердловини в ізотропних та зсувно-ізотропних пористих водоносних пластах здійснюється за допомогою комбінованого скінчено-елементно-різницевого методу. Результати. Аналіз отриманих результатів показує, що найбільш ефективне використання геотермальних станцій можливе у проникних пластах. У слабопроникних пластах технічні можливості використання станцій значно скорочуються. При цьому наявність зсувної ізотропії пластів у всіх випадках призводить до погіршення фільтраційних властивостей. Для слабо або надзвичайно слабопроникних пластів найбільш оптимальним є діагонально-хрестоподібне розташування геотермальних станцій відносно їх головних осей анізотропії, в якому чергуються добувні та нагнітальні свердловини. Наукова новизна. Вперше на основі чисельного моделювання за допомогою комбінованого скінчено-елементно-різницевого методу були встановлені оптимальні конфігурації розміщення геотермальних станцій в ізотропних та зсувно-ізотропних пластах. Показано, що у слабопроникних пластах можливе розміщення обмеженої кількості геотермальних станцій, коли відстані між добувними та нагнітальними станціями не перевищують 25 м. При цьому найбільш оптимальним у слабопроникних пластах є діагонально-хрестоподібне розташування геотермальних станцій відносно їх головних осей анізотропії, в яких чергуються добувні та нагнітальні свердловини. Практична значимість. Результати дослідження показали, що інтенсивність процесів фільтрації навколо геотермальних станцій суттєво залежить від їх взаємного розташування у слабопроникних ізотропних та зсувно-ізотропних пластах.При цьому найбільш оптимальним є діагонально-хрестоподібне розташування станцій відносно головних осей анізотропії пласта. Представлений комбінований скінчено-елементно-різницевий метод може бути застосований для розв’язання різних практичних завдань щодо оптимального розташування геотермальних станцій.