1.提升跨季节储热效率的地下储热系统储层改造方法,其特征在于,该方法包括:步骤1,通过岩芯取样,开展室内实验,测定废弃油井储层的物性参数;
步骤2,进行压裂物理模拟实验,模拟储层压裂后裂缝形态,进而运输隔热材料并监测其位置;
步骤3,进行储热效果物理模拟实验,计算不同储层改造方案下对应的储热效率,优选出最佳储热储层及改造方案;
步骤4,针对主裂缝与分支裂缝中隔热材料,进行隔热材料运移模拟;
步骤5,进行隔热材料运移,利用携砂液投放至裂缝顶端,随后再次利用携砂液将支撑剂运移至裂缝中部;
步骤6,待压裂结束后,选择地层将要闭合而又未闭合的时间,作为压裂液反排的有利时机;
其中,在步骤5,首先通过高压泵将前置液注入储层,利用前置液破岩能力破裂储层并形成大规模裂缝网格,所述大规模裂缝网格采用低温流体压裂前置液改造获得;随后利用携砂液将隔热材料带入裂缝,待隔热材料到达裂缝顶端后,再次利用携砂液携带支撑剂至裂缝中部;最后,注入顶替液,将井筒中的残余支撑剂顶入裂缝;改造结束后,所述隔热材料将留在人工裂缝中,保证裂缝不受地应力的影响而闭合,所述隔热材料采用复合硅酸盐;所述低温流体压裂前置液采用液氮或液态二氧化碳。
2.根据权利要求1所述的提升跨季节储热效率的地下储热系统储层改造方法,其特征在于,在步骤1,首先,根据区域供热需求,筛选废弃油井的地理位置、井深、储层厚度,结合采油期的生产数据评估储层热容量及热传导特性,优先选择井筒完整、邻近热源且改造成本低的废弃油井;
其次,通过钻孔、岩芯取样,对废弃油井储层岩样进行实验室测试,测定不同储层的物性参数,包括渗透率、孔隙度、导热系数及力学性能。
3.根据权利要求2所述的提升跨季节储热效率的地下储热系统储层改造方法,其特征在于,在步骤1,测定储层的物性参数时,首先通过调节不同压力梯度,利用岩芯渗透率测定仪开展稳态渗透率实验,测定目标储层的渗透率,同时结合达西定律计算渗透率,确保测定数据的准确性;其次,通过控制气体注入压力,使用气体孔隙率测定仪对储层岩石的孔隙率进行测量,测定气体扩散体积,并结合已知样品体积计算孔隙率;对于储层岩石的导热性能,采用TPS导热仪对岩芯样品进行导热系数测试,并通过测量温升随时间的变化计算导热系数;进一步,对于储层的力学性能,分别开展单轴压缩试验和巴西劈裂试验,测定岩石的抗压强度和抗拉强度。
4.根据权利要求1所述的提升跨季节储热效率的地下储热系统储层改造方法,其特征在于,在步骤2,依据步骤1中所测定的物性参数,构造包含预制射孔的人工岩块,采用室内试验进行压裂物理模拟实验;首先以不同排量不同低温压裂液开展压裂实验,采用声发射装置,观察裂缝形态及走向;其次,通过注入不同粘度压裂液与不同隔热材料填充量,分析不同注入条件下的隔热材料运移规律;最终利用CT扫描分析裂缝形态与隔热材料在压裂裂缝内的分布规律;通过实验得出:随注入流速增加,压裂裂缝规模先增加后减小;注入温度降低,压裂裂缝规模增加。
5.根据权利要求1所述的提升跨季节储热效率的地下储热系统储层改造方法,其特征在于,在步骤3,基于步骤2中实验结果,对不同储层开展储热效果物理模拟试验,随后计算不同储层改造方案下对应的储热效率η;通过物模实验得出:压裂规模越大可获得的储热效率越高;步骤2确定了压裂过程中注入流速、注入温度与裂缝规模的关系,进而确定能够获得大规模裂缝的最佳注入流速与注入温度范围,步骤3确定了裂缝规模与储热效率之间的关系,结合步骤2与步骤3,获得较高储热效率的储层改造方案包括注入流速与注入温度,其中注入流速的确定为通过实验时最佳注入流速、人工岩块中井筒截面积、现场施工井筒截面积计算得出现场施工时注入流量,注入温度的确定即实验时的最佳注入温度。
6.根据权利要求5所述的提升跨季节储热效率的地下储热系统储层改造方法,其特征在于,在步骤3,储热效率η的计算公式为:;
其中:
Qin——注入阶段输入的总热能;
Qout——回采阶段实际可提取的热能;
Qin=min×c×ΔTin;
其中:
min——注入水的质量;
c——比热容;
ΔTin——注入时水与储层的温度差;
Qout=mout×c×ΔTout;
其中:
mout——采出水的质量;
c——比热容;
ΔTout——采出时水与储层的温度差。
7.根据权利要求1所述的提升跨季节储热效率的地下储热系统储层改造方法,其特征在于,在步骤4,开展裂缝系统中压裂液排量与黏度对隔热材料运移影响的模拟实验,分析主裂缝与分支裂缝中隔热材料运移分布的规律;
针对主裂缝:由于分支裂缝的分流作用导致主裂缝内隔热材料填充降低,所以通过适当排量优先注入低密度小粒径隔热材料,逐渐转变高密度大粒径隔热材料,避免造成堵塞;
针对分支裂缝:隔热材料在主裂缝中运移会逐渐堆积,导致进入分支裂缝中的隔热材料减少;所以采用增加注入排量,同时增加携砂液粘度,提升隔热材料运移能力,保证隔热材料能够充分填充分支裂缝。
8.根据权利要求5所述的提升跨季节储热效率的地下储热系统储层改造方法,其特征在于,在步骤5,根据步骤3中选定的储层及对应的最佳改造方案包括注入流速与注入温度,开展现场施工,制备包括:前置液、携砂液及顶替液的压裂液;根据不同裂缝形态,通过控制压裂液排量与黏度,根据步骤3中选定的注入流速与注入温度采用造缝‑隔热材料填充‑支撑剂铺置‑顶替四阶段注入策略,区分主裂缝与分支裂缝进行隔热材料运移填充。
9.根据权利要求1所述的提升跨季节储热效率的地下储热系统储层改造方法,其特征在于,在步骤6,通过测试压裂压降求得压后地层闭合时间,在地层将要闭合而又未闭合时,作为压裂液返排的有利时机。
10.根据权利要求1所述的提升跨季节储热效率的地下储热系统储层改造方法,其特征在于,该提升跨季节储热效率的地下储热系统储层改造方法还包括,在步骤6之后,针对改造后填充了隔热材料的储层进行注热‑储热‑采热测试,评估改造后储层储热效率。
11.提升跨季节储热效率的地下储热系统储层改造系统,其特征在于,该提升跨季节储热效率的地下储热系统储层改造系统采用权利要求1‑10中任意一项所述的提升跨季节储热效率的地下储热系统储层改造方法进行地下储热系统储层改造。