地熱能是一種儲量豐富、分布較廣、穩定可靠的可再生能源。大力開(kāi)發(fā)利用地熱能，對深入貫徹國家生態(tài)文明思想，落實(shí)碳達峰、碳中和目標具有重要意義。雖然我國地熱供暖已世界第一，但是在地熱高質(zhì)量利用的中高溫地熱發(fā)電方面仍然存在諸多需要解決的問(wèn)題，其中井筒結垢影響地熱開(kāi)發(fā)是非常突出的問(wèn)題之一。高溫地熱井筒結垢從物理過(guò)程上涉及到井筒水氣兩相相變流動(dòng)、結垢物過(guò)飽和析出的水文地球化學(xué)反應及固體在井筒壁上的粘附等多個(gè)過(guò)程。

　　為此，中國科學(xué)院武漢巖土力學(xué)研究所科研人員首先基于質(zhì)量、動(dòng)量和能量守恒方程，并聯(lián)合水氣速度差模型（漂移流模型）建立了含CO₂的高溫流體由井底到井口相變流動(dòng)過(guò)程的定量評價(jià)模型，然后建立了井筒中的水-氣-結垢物的反應溶質(zhì)運移模型和固體在井筒壁上的吸附模型，并在國際知名軟件TOUGHREACT框架內開(kāi)發(fā)了相關(guān)的計算模塊和軟件，可以評價(jià)高溫地熱井筒結垢類(lèi)型、位置和速率，為防垢除垢提供重要支撐。該模塊已經(jīng)成功用于評價(jià)西藏典型高溫地熱井的結垢評價(jià)。

　　研究工作得到了國家自然科學(xué)基金（41972316）的支持，并獲得了中國可再生能源學(xué)會(huì )團體標準的支持。部分相關(guān)成果見(jiàn)以下鏈接：

　　論文1：https://kns.cnki.net/kcms/detail/42.1874.P.20220527.1158.008.html

　　論文2：https://kns.cnki.net/kcms/detail/42.1874.P.20220527.1345.017.html

圖1 井筒碳酸鈣結垢概念

圖2 井筒碳酸鈣結垢計算流程

圖3 可靠性驗證

圖4 西藏典型井兩相相變流動(dòng)計算結果

圖5 西藏典型井碳酸鈣結垢計算結果