花岗岩粗糙单裂隙对流换热特性的数值模拟

在干热岩储层中开采地热能，往往需要对储层进行人工水力压裂以形成贯穿的换热通道。然而，热储中的对流换热对干热岩的采热率有重要影响，经过人工刺激的储层会形成几何形态各异的裂隙面，而裂隙粗糙程度的不同则会引起换热性能的显著差异。因此，选取4条Barton的经典岩石裂隙粗糙度曲线，在试验室条件下建立一个单裂隙对流换热模型。详细分析了花岗岩粗糙裂隙中热工质的换热特性。结果表明：局部对流换热系数沿着裂隙长度方向逐渐降低；节理粗糙系数JRC值越大，平均对流换热系数就越大，表明换热性能越好；局部对流换热系数的分布与JRC曲线的几何轮廓形态有很好的相关性，波峰波谷的变化趋势相一致；相对于温度而言，高流速对局部对流换热系数具有放大效应，流速越大，局部对流换热系数波动越大。