[发明专利]一种用于碳酸盐岩热储回灌水渗流模拟模型

说明书

本发明公开了一种用于碳酸盐岩热储回灌水渗流模拟模型，该模拟模型包括预埋温度探针的胶结大尺度平板岩心模型、热储回灌水注入系统和温度场自动采集系统；预埋温度探针的胶结大尺度平板岩心模型具有不同尺寸的裂缝和溶洞，能够模拟碳酸盐热储的储层特点，其中预埋的温度探针，能够实时监测温度场的变化；预埋温度探针的胶结大尺度平板岩心模型设计不同的回灌注入井和采出井的位置，能够模拟裂缝发育方位和井网分布对热储回灌水渗流过程中温度场变化特征影响，分析回灌流体渗流及热交换特征，以充分地掌握回灌水在碳酸盐岩热储热藏中的渗流规律及回灌开采模式，为高效开发碳酸盐岩热储提供了理论支持。

技术领域

本发明涉及地热资源开发和利用技术领域，具体涉及一种用于碳酸盐岩热储回灌水渗流模拟模型。

背景技术

地热作为一种清洁能源，在节能减排和生态环境保护形势背景下，如何高效开发利用地热资源日益受到关注。我国地热资源丰富，华北地区著名的雄县地热田（雾迷山组白云岩）及清丰、南乐等区域（奥陶系灰岩）为典型的碳酸盐岩热储储层，回灌技术为开采地热资源的一种重要措施，能够缓解地下水位下降速度，提高地热资源的利用率，已经被用于开采碳酸盐岩热储储层的地热资源，成功地采出地暖水，并用于居民供暖。然而，由于碳酸盐岩热储储层构造复杂，储集空间类型多样，发育缝和洞，在目前碳酸盐岩热储回灌开发中存在回灌水渗流规律不明确、回灌开采模式不清晰等问题。回灌水在碳酸盐岩热储中渗流规律复杂，回灌水如何在裂缝和溶洞中渗流及回灌水的注入方向与裂缝的发育方位之间关系认识不明确，同时，地热回灌开采时回灌开采模式及采灌井的合理井距认识不明确。正是由于缺乏对上述渗流规律和回灌模式的准确认识，制约了碳酸盐岩热储高效回灌开采。

因此，明确回灌水在碳酸盐岩热储中的渗流规律和构建合理的回灌开采模式，对高效开发利用碳酸盐岩热储具有重要意义。为了充分地掌握回灌水在碳酸盐岩热储热藏中的渗流规律及回灌开采模式，为高效开发碳酸盐岩热储提供理论支持，本领域亟需一种用于模拟碳酸盐岩热储回灌水渗流模型。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种用于碳酸盐岩热储回灌水渗流模拟模型，其能够用于模拟裂缝发育方位和井网分布对热储回灌水渗流过程中温度场变化特征影响，分析回灌流体渗流及热交换特征；充分地掌握了回灌水在碳酸盐岩热储中的渗流规律及回灌开采模式，为高效开发碳酸盐岩热储提供理论支持。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种用于碳酸盐岩热储回灌水渗流模拟模型，该模拟模型包括预埋温度探针的胶结大尺度平板岩心模型、热储回灌水注入系统和温度场自动采集系统；其中，

所述的预埋温度探针的胶结大尺度平板岩心模型基质渗透率可以调节；

所述的预埋温度探针的胶结大尺度平板岩心模型设计不同尺寸的裂缝和溶洞；

所述的预埋温度探针的胶结大尺度平板岩心模型设计不同的回灌注入井和采出井的位置；

所述的热储回灌水注入系统由恒速恒压泵和高压中间容器组成；

所述的温度场采集系统由全自动温度采集模块、温度转换模块、电脑主机和温度场绘制软件组成。

优选地，所述的预埋温度探针的胶结大尺度平板岩心模型由白云岩和环氧树脂胶结压制而成；

优选地，所述的预埋温度探针的胶结大尺度平板岩心模型尺寸为30cm×30cm×3cm或者50cm×50cm×5cm，模型基质渗透率在0.1mD至50mD之间；

所述的预埋温度探针的胶结大尺度平板岩心模型设计分布有3条裂缝和2个溶洞；

所述的预埋温度探针的胶结大尺度平板岩心模型设计注入井和采出井位置共8个。

优选地，所述的裂缝宽度为50 μm至500 μm之间；所述的溶洞分布模式包含溶洞位于裂缝上和裂缝外两种模式。