[发明专利]液氮压裂应用于地热开发的实验方法及实验装置

权利要求书

1.一种液氮压裂应用于地热开发的实验方法，其特征在于，所述液氮压裂应用于地热开发的实验方法所使用的实验装置包括：

氮气瓶；气体增压机，所述气体增压机的进口与所述氮气瓶相连接；液氮瓶；隔离器，所述隔离器的第一进口与所述气体增压机的出口相连接，所述隔离器的第二进口与所述液氮瓶相连接；围压装置，所述围压装置用于装载岩石试件，所述围压装置的液氮入口与所述隔离器的出口相连接；所述围压装置内部的腔体呈圆柱型，其侧壁上具有一开孔，其连接第一增压装置，从而给围压装置中的岩石试件施加围压；所述围压装置的液氮入口连接第二增压装置，所述围压装置的出口设置减压阀，通过调整所述第二增压装置和所述减压阀的开闭程度从而控制预设空隙压力的大小；

所述液氮压裂应用于地热开发的实验方法包括：

钻取所需的岩石试件，将所述岩石试件加工成与围压装置相匹配的形状，同时在所述岩石试件上进行钻孔以形成孔洞，并在所述孔洞的内壁上涂设ab胶，并使所述岩石试件在干燥通风处进行养护以形成模拟井筒；

待制作形成模拟井筒后，将所述岩石试件进行加热以使所述岩石试件达到模拟地热的预设温度，模拟地热的预设温度为150度至300度之间；

将达到模拟地热的预设温度的岩石试件安装至围压装置中，所述围压装置的液氮入口与所述岩石试件的模拟井筒相连通，通过所述围压装置对所述岩石试件施加预设围压和预设空隙压力，以达到模拟实际地下岩石所处于的环境条件的效果；

通过气体增压机给氮气瓶流出的氮气进行增压，然后将氮气和液氮分别连入隔离器中，通过隔离器氮气加压推动液氮输入至围压装置的液氮入口中，从而向所述岩石试件的所述孔洞中注入液氮压裂液，待液氮压裂液的压力达到预设压力条件时，终止注入所述液氮压裂液并卸载围压、空隙压力和注入液氮压裂液的压力,再取出所述岩石试件，所述预设压力条件为液氮压裂液的压力下降并稳定在地应力下；液氮压裂液的压力为孔洞至隔离器出口之间测得的压力；

在卸载围压后，将所述岩石试件沿所述孔洞的轴线进行剖面切割并观察所述岩石试件内部的以岩石试件中孔洞为中心的压裂裂缝的破坏特征和压裂裂缝的破坏形态；通过超低温液氮作为压裂液注入地层，其能有利于形成复杂的缝网，加上液氮超低温的作用，岩石内的孔隙水冻胀使岩石内部产生新的大尺寸孔隙，从而使得裂缝扩展，进而进一步增加地层的导流能力，复杂的缝网和大的导流能力在后期开发地热时能够增加接受地热能的接触面积，以提高地热采收率。

2.根据权利要求1所述的液氮压裂应用于地热开发的实验方法，其特征在于，所述岩石试件呈圆柱型。

3.根据权利要求1所述的液氮压裂应用于地热开发的实验方法，其特征在于，待制作形成模拟井筒后，将所述岩石试件放入至加热箱中进行加热以使所述岩石试件达到模拟地热的预设温度。