随着石油、煤炭等传统资源的逐渐枯竭,以及对环境要求的提高,迫切需要开发新的绿色能源。地热能是一种新的绿色洁净可再生能源,对地热资源的合理开发利用已愈来愈受到人们的青睐。地热开采方式可分为流体交换型和井筒换热型。流体交换型地热井将流体注入地层,通过流体和热能交换从产出井进行地热开采;井筒换热型地热井流体不进入地层,通过井筒进行热量交换。井筒换热型地热井将井身结构中的油套管作为同心管,油管套管之间加入隔热层,从套管一端注入油管采出,通过循环水进行热量采出。流体交换型地热井主要存在回灌难以及污染问题,由于井筒换热型地热井不与地层进行流体交换只交换热量,故不存在回灌难以及地层污染。产出温度受地层参数、生产动态、井筒结构等多参数影响,预测难度大。本文利用CMG软件建立了多种井筒结构的地热井模型,包括竖直同心管换热井、单一水平段地热井、双水平地热井、多分支地热井等;对注入流体在地热井同心管中流动过程进行模拟,通过计算得到地热井井筒温度分布剖面和井口产出温度变化规律,并对井筒换热过程中井筒外地层径向温度场分布进行描述;在此基础上分别研究了注入参数、地层参数以及井筒参数对流体温度剖面和地层温度场的影响规律;应用多元非线性回归方法,建立了井筒换热型地热井产出温度与主控参数的回归关系,提出了产出温度预测模型。研究结果表明,注入速度、注入水温、地温梯度、井筒垂深以及隔热层厚度是影响产出流体温度的主控因素,注入速度越大,产出温度越低;地温梯度越大,产出温度越高;井筒垂深越大,产出温度越高;井筒垂深越深,产出温度越高。建立的预测模型能够对不同条件下的产出流体温度进行准确预测,回归系数接近于一,具有良好的拟合精度。基于影响因素分析以及回归预测,对改善井筒换热型地热井换热效果的注入方式改变、间歇开采及多井同采等开发方式进行了探讨,结果表明通过套管注入、油管采出的流体循环模式是合理的,间歇开采以及多井同采能有效提高井筒换热型地热井换热量,从而提高经济效益。