[发明专利]用于增强型地热系统的考虑热应力致裂天然裂缝发育热储层改造的实验装置及其实验方法

权利要求书

1.一种利用用于增强型地热系统的考虑热应力致裂天然裂缝发育热储层改造的实验装置的实验方法，其特征在于，

所述实验装置包括：

热储改造室，所述热储改造室形成一封闭的腔室；所述热储改造室的一侧具有与所述腔室连通的入口；

预制岩块，所述预制岩块放置在所述腔室内，所述预制岩块中设置有预制井筒，所述预制井筒包括铁管和硬塑料管，所述铁管与所述入口连通，所述硬塑料管套设在所述铁管内，并与所述铁管固定，所述硬塑料管包括突伸出所述铁管的裸露段，所述裸露段上通过开设多个裸眼孔模拟裸眼完井或通过与射孔管连接模拟射孔完井，所述射孔管为直径0.002-0.004m的空心塑料管；所述空心塑料管的挖孔面积占空心塑料管管壁总面积的80%以上；

硅胶加热片，所述硅胶加热片贴设在所述预制岩块的外表面上；

恒温供液槽，所述恒温供液槽通过第一管道穿过所述入口与所述铁管连通；

高压柱塞泵，设置在所述第一管道中；

第一压强传感器，与所述高压柱塞泵串联，且所述第一压强传感器设置在所述高压柱塞泵和所述入口之间；

第一温度传感器，与所述高压柱塞泵串联，且所述第一温度传感器设置在所述高压柱塞泵和所述入口之间；

水平两向地应力模拟装置，所述水平两向地应力模拟装置均匀设置在所述热储改造室上的外表面；

微型压强传感器，所述微型压强传感器放置在所述预制岩块中；

所述多个裸眼孔的面积占所述裸露段的面积的80%；

所述铁管的直径为0.01-0.03m，长度为0.1m-0.2m；和/或，所述硬塑料管的直径为0.01-0.03m，长度为0.1m-0.2m；所述水平两向地应力模拟装置的数量具体为4个，4个所述水平两向地应力模拟装置均匀分布在所述热储改造室的同一平面的外表面上；所述实验装置还包括保温层，所述保温层包覆在所述实验装置的最外层；

所述实验方法包括：

采用铁管和硬塑料管模拟预制井筒；

预制岩块；通过改变所述预制岩块时石英、长石、碳酸盐、黏土矿物含量配比模拟不同岩石物性参数；

将所述预制岩块置于所述实验装置中；

调节所述热储改造室内所述预制岩块的温度，直至达到实验温度；

调节所述水平两向地应力模拟装置，模拟应力条件；

在所述恒温供液槽中注入注入液，多组实验的注入液温度不同，所述注入液的温度范围为5-40℃；

第一次开启所述高压柱塞泵，改变注入流量，直至裂缝起裂时关闭所述高压柱塞泵，记录裂缝起裂压强、起裂位置；

第二次开启所述高压柱塞泵，判断裂缝扩展的范围；其中，所述第一次开启所述高压柱塞泵，改变注入流量，直至裂缝起裂，具体包括：

开启高压柱塞泵开始实验，注入流量设置为1.5l/min，记录实验时间，观察注入井筒附近第一压强传感器压强变化，当所述第一压强传感器压强突然降低时停泵，此时裂缝起裂；若较长时间没有压强突降产生，则增加注入流量，直至裂缝起裂；所述第二次开启所述高压柱塞泵，判断裂缝扩展的范围，具体包括：

第二次开启所述高压柱塞泵，以低于起裂压强的注入速度设置所述高压柱塞泵以观察裂缝的扩展；实验过程中记录预制岩块中放置的微型压强传感器的压强变化，判断裂缝扩展的范围。

2.如权利要求1所述的实验方法，其特征在于，所述预制岩块，包括：

在边长为0.3m的正方体铁砂箱中制作岩块，通过改变制作岩块时石英、长石、碳酸盐、黏土矿物含量配比模拟不同岩石物性参数，在制作大尺寸岩块同时，用相同配比制作小岩心柱进行岩石物性参数测试，包括渗透率、孔隙度、三轴应力测试，确定该配比时岩石物理力学参数，并在设计位置放置注入井筒、微型压强传感器，所述铁管在预制岩块中露出5-6cm作为注入管线接口，将制作好的岩块放置在太阳下养护28天。