[发明专利]中高温地热单井产量测定的试验方法和试验观测系统

权利要求书

1.中高温地热单井产量测定的试验方法，包括以下步骤：

第一步，根据地热井特征，设定用于定量评价中高温地热单井产量的试验方案，具体方法包括，

(a)根据地热井特征，确定试验方案的实现形式为多阶次定流量放喷试验；

(b)根据地热井特征，确定井内、外用于测温、测压的观测仪器的安装方案；

(c)根据地热井特征所反映的流量规模、温度、压力的范围，划分多阶次定流量放喷试验的流量阶次以及按阶次开展放喷试验的方向顺序；

(d)根据地热井特征的要求，确定试验的观测内容，所述观测内容包括地表放喷端口流体的流量、温度和压力以及井内热储段的温度和压力；

第二步，按试验方案开展多阶次试验和观测，获取观测数据，所述观测数据包括试验开展全过程对应的井内、外的温度、压力数据，其中，按试验方案开展试验和观测并获取观测数据的方法如下：

(a)按照试验方案分别进行观测仪器的安装、调试；

(b)测定热储未开采前的原始温度T₀；

(c)按照设定的试验方向顺序，控制放喷端口流量的阶次，进行放喷试验，并在每一流量阶次的观测过程中，采集和记录地面放喷端口和地热井内两个试验观测系列的观测数据；

第三步，根据第二步得到的观测数据，分析各阶次试验中井内热储热力均衡条件下产量与热储段平均温差的关系，计算求得单井井内热储热力均衡条件下的产量边界值E₀，分析和计算的具体方法为，

(a)对于每一流量阶次的放喷试验：

(a1)利用地面放喷端口试验观测系列的观测数据，分析试验稳定状态下的数据，根据James端压法，采用下式①计算该流量阶次对应的产量E_i：

式①中，i表示流量阶次，d表示放喷管内径，cm；P_ci表示第i流量阶次放喷稳定后测得的端口压力，bar；

(a2)根据观测的温度数据，计算得到该流量阶次地热井中热储段的平均温差ΔT_i；

(b)将各流量阶次试验所获得的地热井产量E_i与地热井中热储段的平均温差ΔT_i绘制E-ΔT均衡曲线，E-ΔT均衡曲线上存在E对ΔT一阶导数为零的拐点，该拐点处的切线平行于ΔT轴，此点对应的E₀值，即为单井井内热储热力均衡条件下产量的边界值，如不考虑周边开采干扰的影响，则该地热井开采热量不能大于E₀；将E-ΔT均衡曲线表达为式②所示的函数形式，求解系数A、B，该函数形式表达了在E₀约束之下的E-ΔT关系，

2.根据权利要求1所述的试验方法，其特征在于，第三步中，先对各阶次试验地表放喷端口的观测数据和地热井内的观测数据进行对比分析，分别绘制井内、外的温度-时间关系曲线、压力-时间关系曲线以及产量-时间关系曲线。

3.根据权利要求1所述的试验方法，其特征在于，(a2)步骤中，地热井中热储段的平均温差ΔT_i采用下述方法计算：

根据对该流量阶次试验观测得到的热储段的温度数据，计算得到试验稳定后热储段的平均温度，并根据式③得到对应于热产量E_i的热储段的平均温差ΔT_i：

ΔT_i＝T₀-T_ri③；

式中，T₀——热储未开采前的原始温度；T_ri——第i流量阶次试验稳定后热储段的平均温度。

4.根据权利要求1所述的试验方法，其特征在于，(a2)步骤中，地热井中热储段的平均温差用热储未开采前的原始温度T₀和第i流量阶次试验稳定后放喷端口流体温度T_i的差值表示。

5.根据权利要求3或4所述的试验方法，其特征在于，利用井内用于测温的观测仪器在放喷试验前观测获得热储未开采前的原始温度T₀。

6.根据权利要求1所述的试验方法，其特征在于，所述试验方法还包括，根据第二步获得的观测数据的分布规律，分析热储的主要贡献部位，比较井特征内容，校核井特征所反映的地热地质条件。