[发明专利]一种降低干热岩压裂破裂压力和延伸压力的方法和应用

说明书

本发明公开了一种降低干热岩压裂破裂压力和延伸压力的方法和应用。该方法包括以下步骤：(A)设置从地面至干热岩的井筒，并将冷流体注满所述井筒；(B)采用变排量脉冲法继续注入冷流体；(C)停泵并焖井；(D)重复步骤(B)和步骤(C)的操作。采用该方法能够有效降低干热岩压裂破裂压力和延伸压力，在优选的情况下，可以降低破裂压力20％以上，降低裂缝延伸压力10％以上。

技术领域

本发明属于干热岩领域，具体涉及一种降低干热岩压裂破裂压力和延伸压力的方法和应用。

背景技术

干热岩是一种埋藏于地层3-10km深处以花岗岩为主，岩石内部不存在流体或仅有少量地下流体，且孔隙度、渗透率极差，温度180℃以上的高温岩体，在我国藏南、云南西部、东南沿海等地区大规模赋存。在干热岩储层中进行压裂改造形成压裂裂隙网络系统，将水注入到这个裂隙网络系统进行热交换，经高温岩体加热后由生产井返回地面，采出的热能以高温蒸汽的方式通过地上发电装置转变为电能，是目前利用干热岩资源的最有效方式之一。干热岩因岩石坚硬，温度高，塑性强，破裂压力和延伸压力非常高，以往常用的酸处理措施很难在干热岩地层中有效使用，原因在于：(1)地层温度异常高、酸岩反应快，几乎起不到解除地层污染作用；(2)干热岩地层中碳酸盐岩含量非常少，溶蚀作用非常有限。因此，仅能在压裂初期用极低的排量(48L/min)长时间泵注(72小时)，寻找地层薄弱点，实现地层突破起裂裂缝。

CN103790564A公开了一种干热岩压裂高压提采实验室模拟装置。该装置包括压裂液注入系统、支撑剂注入系统、高压气体增压注入系统、压裂主体、环压施加系统、高压管阀件；支撑剂注入系统包括支撑剂间接注入和固化；高压气体增压注入系统包括气体增压和气体间接注入等。但是该专利申请是针对压裂后的注采和提采，以及热能开采进行的实验装置。

CN103790580A公开了一种干热岩压裂原位换热实验室模拟系统装置。该装置包括压裂液注入、压裂主体、环压施加系统、高压管阀件；所述压裂主体包括样品压裂仓和样品环压腔；所述压裂仓包括三维固定支撑和三维液压系统；所述三维液压系统包括液压滑动腔和液压活动塞；所述样品环压腔包括环压腔钢板和胶质内套，胶套与钢板之间存有空腔，注入液体实现压力包裹作用；所述压裂液注入和环压施加均通过高压管线和高压控制组件相连来实现。但是该专利申请是针对原位换热注采的模拟系统装置。

综上，现有的技术主要为压裂后的注采和提采以及热能开采进行的实验室模拟系统装置，而未见到关于降低干热岩压裂破裂压力和延伸压力方面的研究。

发明内容

本发明针对现有的上述技术问题，提供一种降低干热岩压裂破裂压力和延伸压力的方法，该方法能够有效降低干热岩压裂破裂压力和延伸压力，在优选的情况下，可以降低破裂压力20％以上，降低裂缝延伸压力10％以上。

本发明第一方面提供了一种降低干热岩压裂破裂压力和延伸压力的方法，包括以下步骤：

(A)设置从地面至干热岩的井筒，并将冷流体注满所述井筒；

(B)采用变排量脉冲法继续注入冷流体；

(C)停泵并焖井；

(D)重复步骤(B)和步骤(C)的操作。

根据本发明所述的方法的一些实施方式，所述设置从地面至干热岩的井筒可以按照本领域常规的操作进行，在此不再赘述。

根据本发明所述的方法的一些实施方式，所述冷流体为液态二氧化碳和/或液态氮。

根据本发明所述的方法的一些实施方式，在步骤(A)中，冷流体注入所述井筒的流量为0.4-0.8m³/min。也即，在步骤(A)中，冷流体以0.4-0.8m³/min的流量注入所述井筒并注满。

根据本发明所述的方法的一些实施方式，所述步骤(B)的操作包括：