高温裂隙花岗岩体ScCO2压裂原位渗流–传热特性试验研究摘要
干热岩地热储层发育大量天然裂缝,通过超临界CO2(ScCO2)压裂造缝激活和沟通天然裂缝形成连通的复杂缝网,是提高热储渗透及换热的有效途径。开展不同温度(100℃~300℃)条件下高温裂隙花岗岩体ScCO2压裂原位渗流–传热试验,对高温作用下ScCO2与清水压裂的注入压力曲线、压后缝网形态、裂缝面特征、渗透率及对流换热系数进行研究。结果表明:(1)相比清水压裂,ScCO2压裂增压较慢,起裂压力较低;ScCO2压裂裂隙面剥落物质量较大,裂缝面更为粗糙。此外,ScCO2压裂花岗岩产生多条分支裂缝,与天然裂缝连通效果更好;(2)受花岗岩破裂时压裂液瞬态相变及流体对流换热的影响,压裂端流体温度随花岗岩破裂扩展而下降,且花岗岩初始温度越高,流体温度下降幅值越大;(3)ScCO2压裂后花岗岩体渗透率是清水压裂的4.38~5.18倍,且随压力梯度增大岩体内出现非稳态渗流,渗透率差异进一步加大;(4)ScCO2和清水压裂花岗岩体出口流量和渗透率随温度升高而降低,相比清水压裂,ScCO2压裂的降幅更大,温度由100℃上升至300℃,ScCO2压裂的出口流量和渗透率分别下降59.5%和85.3%;(5)随着花岗岩温度升高,虽然采出流体温度升高,但由于约束应力增大,对流换热系数随渗透率降低而下降。ScCO2压裂后花岗岩体对流换热系数是清水压裂的8.68~9.68倍,体现了ScCO2压裂岩体具备优良的换热效果。研究成果为干热岩储层压裂造储及地热能高效开采提供一定理论指导。
|
@ 2023 版权所有 中国地质图书馆 (中国地质调查局地学文献中心)
京ICP备 05064591号 京公网安备11010802017129号
建议浏览器: 火狐、谷歌、微软 Edge、不支持 IE