實例溫泉鉆井現場

地下傳熱以對流、分散和傳導為主。因此，需要了解地質層的熱xing能才能更好地運行仿真。然而，我們通常只能基于地質圖和巖芯樣本作一個大致估計。在整個提取過程會涉及對流熱傳導，它有時甚至起決定xing的作用，這通常由浮力自然驅動，也可以通過井人為驅動。

根據當地的地質，地下水流可能*是飽和多孔介質或者部分是，或者可以演化為裂隙。盡管不同的地熱開采技術原理不同，但“地下水流模塊”為模擬地下熱的開發提供了必要的功能。您可以將傳熱與速度場輕松耦合。

在有些情況下，必須進行雙向耦合。如果溫度梯度較高，則與溫度相關的參數（如水力傳導）不可忽略不計，必須考慮在內。此外，在一些情況下，多孔彈xing過程也會造成影響，尤其是在涉及水力壓裂時。地埋管換熱器陣列的熱影響讓我們來看一個示例，其中演示了地熱過程模擬所需的一些功能。下面這個模型求解了一個地質區域中安裝的淺層地熱裝置周圍的熱傳遞。這個區域劃分為多個部分，表示各層xing質不同的地質層。還考慮了季節溫度變化對地表的熱影響。一個 135 米深位于層狀基巖的 3*3 地埋管換熱器 (BHE)陣列。每個地埋管換熱器全年提取的熱量為 20 W/mK。60-70 米為含水層，其中含有地下水，產生水平對流的熱傳遞。右圖顯示陣列中間三個地埋管換熱器的地埋管壁溫度。由于散熱器之間會發生熱交互，中間地埋管換熱器的溫度（綠線）低于其他兩個換熱器溫度。在含水層區域，由于中間地埋管換熱器向上發生熱交換，使其中水流向下的速度比其他兩個換熱器（紅線）中的快，使其溫度更低。

實例溫泉鉆井現場

地熱埋藏于地下，其提取、利用以及保護都需要一定資金和技術支撐。截至目前，聊城地熱資源的開發利用程度仍然有限，而業內專家表示，已經在開發利用地熱資源的單位，對地熱資源的保護意識還不夠，不合理開采及浪費現象依然存在。聊城地熱資源究竟有多豐富？目前主要開發應用方式有哪些？應用過程中存在哪些問題，有哪些技術和方法可以應對這些問題？未來，聊城對地熱資源寶庫的開發又作何打算？日前，本報記者專門就相關問題進行了走訪調查。本組調查大致分為四部分，“地熱之豐”“地熱之利”“地熱之惑”“地熱利用前景”。

眾所周知，地球本身就是一個龐大的熱庫，其內部溫度可達7000℃，地球上的一些至今活躍的活火山，噴涌而出的熔巖溫度可達上千攝氏度，天然溫泉，一般出水溫度也在60℃上下。在地球的任何一個地方，地表以下，可以沒有煤炭，沒有石油，但不能沒有地熱，只是不同地方的地熱儲藏與開采條件有差異而已。

地熱的豐富程度與可應用領域超乎人們的想象。更重要的是，地熱本身就是一種清潔能源，一般認為，只要熱量提取的速度不超過補充的速度，那么地熱能便是可再生的。因而，對地熱的利用也符合當今人們普遍的環保訴求。

“據現代地熱生成理論和專家的實際勘探調查，聊城市具備地熱形成的地質條件，地熱資源比較豐富。”早在幾年前，山東建筑熱動專業委員會地熱能利用技術委員會（掛靠單位聊城市規劃建筑設計院）主任田彥法就認定，推廣地熱開發應用技術，在聊城有很大空間。

開發：主要應用于溫泉旅游和供暖

據業內專家介紹，聊城境內現有地熱井中，zui深可達兩千米，井口溫度可達70℃；中等深度的是聊城市城在一千五百米上下，較淺一些的地熱井在千米左右，出水溫度在50℃左右，井深在1500－2000m相對居多。

總體而言，聊城地熱資源屬于中低溫地熱資源，非常適合供熱、洗浴、養殖、種植等直接利用。另據勘探表明，聊城地熱水總體具有礦化度較小、無有害元素超標、含有對多種對人體有益的微量元素等優點。

“雖然地熱能從嚴格意義上說不是可再生能源，但業內專家普遍認為，如果熱量提取的速度不超過補充的速度，那么地熱能便是可再生的。”山東省建筑熱動力專業委員會地熱能利用技術委員會主任委員田彥法說。

專家認為，聊城地熱成礦地質條件有利,且熱儲層埋得深淺適當，易于開發，充分開發利用地熱資源,對保護環境、保持經濟可持續發展及改善人民生活質量都具有重要意義。

業內人士同時指出，目前我市地熱資源的利用主要是在溫泉旅游和小區或企業供暖，相對單一，其他領域較少應用，而循環利用或回灌保護式的利用更為少見。地熱田的形成與熱量的儲藏需要一定的地質構造條件，科學勘探顯示，聊城地熱資源豐富主要得益于聊考斷裂帶。幾年前，山東省地質科學實驗研究院有關專家就曾就聊城區域內的地熱田形成條件做過調查。

專家認為，北起茌平、南至河南蘭考的聊考大斷裂是一條“控熱斷裂”,連同它周圍的幾個斷裂構造一樣，這條斷裂帶活動時間長,而且具有良好的導熱構造。

對地埋管換熱器的長期影響進行預測時，使用仿真模擬是必要的，這樣可以檢查管道是否凍結。最簡單的快速模擬地埋管換熱器的方法是忽略地埋管內的發熱和傳熱，并在管壁上施加適當的熱通量邊界條件。由此，地埋管成為一個局部的散熱器，熱量將通過它傳遞。如果在某個位置安裝了多個地埋管換熱器，則換熱器可能會在啟動一段時間后才傳遞熱量。尤其是，如果含水層中有地下水，則地埋管中將發生熱傳遞。這種熱交互會導致整個地熱系統效率明顯降低。另一方面，地下水的流動也提高了熱回收率。地質數據足夠準確，預測才可靠。