基于分布式热传感证明地下水流局部化现象
仪器与探测器
2025-05-14 v1
摘要
在法国奥尔良的 BRGM 浅层地热研究设施（BRGM-SGRF）处安装了四个地热换热器（Borehole Heat Exchangers, BHE），深度为六十米，间距八米排成一线。设施位于巴黎沉积盆地内，孔隙位于贝施 limestone（Beauce Limestones）地层中，局部被侵蚀和石灰岩化。使用特殊类型的胶结材料，以探讨孔道是否实际已进行胶结。这些措施确认了四个孔道在整个深度上均已胶结。对每个孔道分别进行分布式热响应测试（DTRT），使用沿热交换器的光纤电缆进行分布式热感知。分布式热感知结合热响应测试，可区分不同地层之间的热传递。虽然前两个孔道随深度的温度变化几乎恒定，表明纯导热传递，但DTS 测量技术给出了后两个孔道在深度25至40米处存在局部增强热传递的证据。这种增强热传递被认为是由这些深度处快速地下水流产生的。值得注意的是，尽管相邻八米间隔的孔道显示纯导热温度剖面，但仍能观察到约15米高度的快速流动。BRGM 开发了一种名为 SAMBA（Semi Analytical Model for Borehole heat exchanger）的孔道换热器模型。它根据孔道深度离散化热传递，采用 Bauer 等人（2011）的热阻和容量模型描述孔道内热传递，采用移动无限圆柱源（MICS）描述地下热传递。对 exhibiting 地下水流的孔道进行 SAMBA 模型反演，以确定25至40米深的平均地下热导率和地下水流。
引用
@article{arxiv.2505.08564,
title = {Evidence of localized groundwater flow during thermal response test using distributed thermal sensing},
author = {Antoine Voirand and Charles Maragna},
journal= {arXiv preprint arXiv:2505.08564},
year = {2025}
}