[发明专利]增强型地热系统裂缝沟通评价与热提取测试的试验方法

说明书

本发明公开了一种增强型地热系统裂缝沟通评价与热提取测试的试验方法，它是将待测岩样放在一个带有压裂液入口的密闭腔体内，采取不同压裂模式对岩样进行三轴压裂试验，对岩样进行压裂改造。采用该实验方法可分析在不同压裂模式下形成的裂缝或裂缝网络对注入井与采出井的沟通情况。采用该实验方法还可在压裂改造后针对压后岩样继续开展热提取测试实验，包括增强型地热系统的产液速率、产液温度、采热速率。此外还可探讨不同地应力条件、岩石温度、压裂流体、压裂排量、岩样岩性等对压裂改造效果、裂缝对注采系统的沟通及热提取性能的影响。

技术领域

本发明涉及增强型地热系统的压裂改造与热提取过程，特别涉及一种增强型地热系统压裂裂缝对注采系统的沟通评价与压裂后热提取测试装置与测试方法。

背景技术

干热岩储层中蕴藏着丰富的地热能源，但其低孔低渗的特点使得其中的高温能源难以得到有效利用。通过人工压裂技术在热储层中造缝或使其中原有的天然裂缝重新开启进而形成增强型地热系统为干热岩的高效开发提供了可能。然而，干热岩中能量的有效提取不仅需要在储层中制造裂缝或裂缝网络，热储层中注入系统与采出系统通过裂缝的有效沟通仍然是热能提取的必要条件。

由于目前仍处于增强型地热系统研究的起步与探索阶段，对于干热岩水力压裂的研究主要集中于水力压裂可能形成的裂缝形态以及高温高压环境对裂缝起裂与扩展过程的影响。通过人工压裂形成的裂缝能否沟通注采系统进而为携热流体的流动提供有效通道，与此相关的研究仍未见报道。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于增强型地热系统裂缝沟通评价与热提取测试的试验方法，解决了不同压裂模式下形成的裂缝对注采系统沟通评价与热提取测试的技术问题，实现了不同压裂模式下裂缝形态监测、注采系统沟通评价与热提取性能测试的一体化技术效果。

为解决上述技术问题，本发明提供一种增强型地热系统裂缝沟通评价与热提取测试的试验方法，所述方法包括：

第一步：准备待试验岩样

切割多个物理力学性能参数相同的长方体岩样，并对切割好的长方体岩样两端钻孔以模拟压裂井筒，所述钻孔直径为d_well，所述钻孔深度为h_well，随后对处理好的岩样开展全尺寸CT扫描，获得成像结果；

第二步：试验准备

将一个长方体岩样装入一个密闭的腔体内，在腔体内设有与岩样接触的热电偶用于对岩样加热，腔体两端分别开设有与腔室相通的压裂液入口，分别称为第一压裂液入口和第二压裂液入口，两个入口实现三种压裂模式，分别是：

第一种模式：从其中一个压裂液入口进行压裂，观察从该压裂液入口压裂产生的裂缝形态；

第二种模式：先从一个压裂液入口压裂，然后从另一压裂液入口压裂，观察裂缝形态；

第三种模式：从两个压裂液入口同时压裂，观察裂缝形态；

第三步：对岩样加载三向轴压σ_V、σ_H、σ_h以模拟实际地应力条件，待压力稳定后，开始设置热电偶加热温度T_rock对岩样开始温度加载，一直到岩样温度升至设定温度T_rock后并继续保温12h；

第四步：选择压裂模式对岩样进行压裂试验

根据压裂方式分以下三种情况；

第一种压裂模式：在保温12小时后，从压裂液入口注入恒温为T_inj的压裂流体，注入过程中持续恒温加载，并记录注入压力变化，当注入压力突然降低并趋于平稳后停止压裂改造，记录声发射事件的次数，记为AE_A，从而获得试样在第一种压裂方式和设定温度T_rock下进行压裂改造所形成的裂缝，此时由于压裂液的进入岩样温度场分布受到扰动。