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专利号: 2023114032505
申请人: 中国矿业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2025-10-14
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种室内干热岩循环取热模拟实验方法,其特征在于,包括如下步骤:

步骤S1、开展室内水力压裂物理模拟实验,在岩石试样中制造贯穿试样的人工裂缝以模拟干热岩热储层中的水力裂缝,具体包括:S1.1从岩石试样端面钻孔至岩石试样内部,预置注入管并固封,将岩石试样加热至设定温度,置于压裂实验系统中施加模拟地应力;

S1.2通过泵注管向试样中泵注高压流体,在岩石试样中压裂产生水力裂缝,直至裂缝扩展至岩石试样边界,高压流体溢出岩石试样,然后对溢出岩石试样的压裂液进行回收并对溢出压裂液的流量进行计量;

S1.3 采用声发射手段监测裂缝扩展过程;

步骤S2、以不同流量向已压裂的岩石试样中持续注入工质,使工质沿沿压开的水力裂缝溢出岩石试样直至注入稳定,同时监测回收端溢出试样工质的流量;

步骤S3、结合声发射事件定位、回收废液的流量、注入压力波动,废液是指溢出试样的压裂液或工质溢出液,对工质循环条件下岩石试样中新产生的损伤和破裂进行监测,进而对室内干热岩循环取热模拟实验工质泄露情况进行评估,具体为:新的破裂造成工质沿其他路径泄露伴随的声发射事件出现或声发射能量增加、注入压力会有较大的波动,裂缝破裂程度与工质泄露量成正比,废液回收流量成反比;其中声发射能量增加的指标为声发射声波信号的振幅超过正常波动的5倍;注入压力会有较大波动是注入压力首先出现憋压现象,注入压力上升超过现稳定压力的20%,然后原裂缝面出现新的损伤/破裂后,注入压力又迅速下降至原稳定压力以下;废液回收流量下降的标准是减少超过20%;

步骤S4、完成压裂、循环实验后,对岩石试样中出现损伤的部位进行CT扫描和SEM测试,揭示循环注入参数、岩石微观损伤、工质泄露量之间的关系。

2.根据权利要求1所述的一种室内干热岩循环取热模拟实验方法,其特征在于,所述岩石试样为干热岩热储层岩石,包括花岗岩和碳酸盐岩。

3. 根据权利要求1所述的一种室内干热岩循环取热模拟实验方法,其特征在于,在步骤S1.1中,所述温度与模拟地应力应根据干热岩热储层参数设置,温度范围为150~300 ℃,地应力按实际热储层地应力差异系数设置。

4.根据权利要求1所述的一种室内干热岩循环取热模拟实验方法,其特征在于,在步骤S1.3中,所述声发射手段为采用声发射探头,声发射探头均匀分布在岩石试样周围。

5.根据权利要求1所述的一种室内干热岩循环取热模拟实验方法,其特征在于,在步骤S3中,对工质循环条件下岩石试样中新产生的损伤和破裂进行监测时,所述声发射事件定位、注入压力波动产生的压力‑时间曲线从水力压裂开始直至全部实验结束持续记录,废液回收流量从水力压裂实验结束后循环实验开始前记录,每块岩石试样的循环时间不少于60分钟。