技術論文とプレゼンテーション

增强型地热系统（EGS）的热寿命预测高度依赖于裂缝网络的几何形态[1-3]，而裂缝网络深埋地下、不可直接观测；分布式光纤测温（DTS）沿井筒连续布设，可在全井轨迹上以高时空分辨率揭示裂缝活跃位置，注入与产出流体在裂缝交点处表现为沿程温度台阶、拐点或局部恢复区；然而，DTS仅能定性识别裂缝流动的位置，无法解释裂缝行为的原因、分析其不确定性，更无法预测不同注采情景下的热演化轨迹。为此，本研究在COMSOLMultiphysics中构建了1D井筒非等温流动-2D离散裂缝-3D岩石基质的混合维瞬态热-水耦合数字孪生模型，分别求解基质与裂缝域的达西渗流及能量守恒方程，裂缝换热采用局部热平衡（LTE）与局部热非平衡（LTNE）两种模式，井筒域求解质量、动量与能量方程。几何取自FORGE公开的2024年离散裂缝网络数据集（44条裂缝）。井筒-储层耦合由实测数据驱动：各压裂段流量取自Spinner测井产吸剖面，段内按导流能力分配至各裂缝交点，以交点流量与温度实现耦合。以2025年8月FORGE注采循环实验的DTS沿程温度剖面为约束进行瞬态验证，模拟与DTS匹配度良好，模型准确复现了裂缝交点处的温度特征。该数字孪生模型将分布式实测热流信息转化为可解释、可预测的工程工具，在验证的基础上实现了该注采场景下储层热流演化的有效预测，为EGS热管理提供了新途径。