青海共和盆地干热岩储层特征及压裂试验模型研究
发布时间：2022-01-18 21:17
干热岩作为一种清洁的可再生资源在地壳中储量极大,有效的开发利用能够帮助改善我国未来的能源结构和降低温室气体等的排放。国外关于干热岩的发展已经有近50年的历史,而我国目前则还停留在资源勘查和靶区选定阶段。开采干热岩最有效的手段是增强型地热系统（EGS）,涉及的关键技术难题主要是储层改造和地热开采。作为一种典型的非常规储层,干热岩的储层改造是高压流体在渗透性极低的高温压结晶岩体中剪切滑移天然裂隙或创造新裂缝的温度-力学-流体（THM）多场耦合的复杂过程,需准确预判人造缝网的延伸形态和渗流特征,因此,对岩石力学的要求极高。储层改造的效果决定了地热开采过程中的最佳流体循环速率(qin)、储层流体阻力（IR）和井间距（L）等关键参数,从而影响EGS的产能。因此,在开展EGS工程场地建设前,针对特定场地条件开展相关的室内试验和数值模拟研究意义十分重大。本文以中国西北共和盆地的干热岩开发为背景,围绕EGS中的两个关键技术问题开展了干热岩储层的物理力学特征分析、储层水力压裂物理模拟试验、储层压裂和地热开采的模型研究四个方面工作。其中,关于岩石的试验研究以实际...
【文章来源】：吉林大学吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：178 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
EGS开发基本原理
第一章绪论7统中储层改造的典型案例：图1.2全球EGS工程的分布[12]（1）美国的EGS工程美国最早的FentonHillEGS工程的储层刺激可分为浅层I期和深层II期两个阶段的若干次井间沟通试验[16,23,40-43]。浅层I期目标是在低渗透的寒武纪黑云母花岗闪长岩中建立EGS系统。1974年，在GT-2井的2923m深度进行首次压裂尝试，1975年又新钻了一个深3064m的EE-1地热井，并对其进行压裂与GT-2井进行沟通，但最终井间连通并不理想。1977年，在GT-2井的2500m深度处钻定向井GT-2A和GT-2B进入了天然裂隙较为发育的岩体中才实现了较好的井间连通（图1.3）。基于I期工程的成功，政府和机构开始进行大量资金投入以支持深层II期的发展。II期储层刺激试验主要是在EE-2和EE-3井的变质岩层段中进行。从1982年~1984年，在多个深度段上进行了水力压裂，产生了大量的人工裂隙岩体。其中，最主要的阶段是1983年12月在EE-2井以约6.36m3/min的排量持续注入超过60个小时的压裂处理，该阶段共计注入21000m3的清水，井口最大压力为49MPa，但也未能实现井间的充分连通。因此，再次采用钻定向井的措施延伸EE-3井进入天然裂隙发育区后II期工程才实现了较好的井间连通。通过FentonHill项目可以得出以下经验[16]：（1）水力压裂能够在高温硬岩中创造开放性的大体积裂隙网络体系，以维持取热需求；（2）天然裂隙是井间连通至关重要的因素，这在EGS体系中必须予以重视。
吉林大学博士学位论文8(a)FentonHillEGS项目I期(b)FentonHillEGS项目II期图1.3美国FentonHillGES的储层改造情况[16,42]FentonHill项目失败后，美国的地热资源的开发多倾向于水热型地热，建设了Geysers，RaftRiver以及DesertPeak等一系列著名项目，在这些项目中均采用了水力压裂手段进行储层渗透率的增强，因此仍属于EGS的范畴。随着美国
【参考文献】：
期刊论文
[1]中国地热资源现状及发展趋势[J]. 王贵玲,刘彦广,朱喜,张薇. 地学前缘. 2020(01)
[2]青海共和盆地花岗岩高温热损伤力学特性试验研究[J]. 郤保平,吴阳春,王帅,熊贵明,赵阳升. 岩石力学与工程学报. 2020(01)
[3]增强型地热系统热流固耦合过程数值模拟研究[J]. 许欣,李宏. 水利与建筑工程学报. 2019(06)
[4]青海共和盆地干热岩地热储层水力压裂物理模拟和裂缝起裂与扩展形态研究[J]. 周舟,金衍,曾义金,张旭东,周健,汪文智,孟翰. 吉林大学学报(地球科学版). 2019(05)
[5]山东文登ZKCW01干热岩钻孔地质特征及资源潜力[J]. 江海洋,王树星,康凤新,史猛,范振华,张玲. 地质学报. 2019(S1)
[6]青海共和盆地东部曲乃亥花岗闪长岩锆石U-Pb定年及地球化学特征[J]. 孔令添,黎敦朋,张森琦,罗坤. 地质找矿论丛. 2019(03)
[7]能源战略与政策[J]. 中外能源. 2019(09)
[8]探析国外可再生能源发展实践[J]. 张超,王强. 中国国情国力. 2019(09)
[9]中国农村生物质能源利用分析研究[J]. 吴佳佳,耿利敏. 中国林业经济. 2019(05)
[10]我国生物质能源的空间分布及利用潜力分析[J]. 赵思语,耿利敏. 中国林业经济. 2019(05)
博士论文
[1]泥岩盖层对CO2圈闭的细观性特征及模型研究[D]. 郝术仁.吉林大学 2019
[2]青海贵德地热田储层岩石物理力学性质试验及产能评价[D]. 张佳宁.吉林大学 2018
[3]增强地热系统中干热岩水力剪切压裂THMC耦合研究[D]. 肖勇.西南石油大学 2017
[4]增强型地热系统水力压裂和储层损伤演化的试验及模型研究[D]. 郭亮亮.吉林大学 2016
[5]干热岩裂隙渗流—传热试验及储层模拟评价研究[D]. 李正伟.吉林大学 2016
[6]岩石热物性参数分析及多场热效应耦合模型研究[D]. 高平.吉林大学 2015
硕士论文
[1]高温高压下花岗岩力学特性研究[D]. 马啸.沈阳工业大学 2019
[2]北山花岗岩高温力学特性试验研究[D]. 闵明.中国矿业大学 2019
[3]青海省共和盆地恰卜恰地区地下热水水文地球化学特征及成因分析[D]. 李永革.东华理工大学 2016
[4]青海南山地区古构造应力及构造演化研究[D]. 张刚.成都理工大学 2016
[5]东昆仑共和盆地南部三叠系砂岩物源、古流向特征及其大地构造意义[D]. 陈震.中国地质大学(北京) 2012
本文编号：3595607
【文章来源】：吉林大学吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：178 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
EGS开发基本原理
第一章绪论7统中储层改造的典型案例：图1.2全球EGS工程的分布[12]（1）美国的EGS工程美国最早的FentonHillEGS工程的储层刺激可分为浅层I期和深层II期两个阶段的若干次井间沟通试验[16,23,40-43]。浅层I期目标是在低渗透的寒武纪黑云母花岗闪长岩中建立EGS系统。1974年，在GT-2井的2923m深度进行首次压裂尝试，1975年又新钻了一个深3064m的EE-1地热井，并对其进行压裂与GT-2井进行沟通，但最终井间连通并不理想。1977年，在GT-2井的2500m深度处钻定向井GT-2A和GT-2B进入了天然裂隙较为发育的岩体中才实现了较好的井间连通（图1.3）。基于I期工程的成功，政府和机构开始进行大量资金投入以支持深层II期的发展。II期储层刺激试验主要是在EE-2和EE-3井的变质岩层段中进行。从1982年~1984年，在多个深度段上进行了水力压裂，产生了大量的人工裂隙岩体。其中，最主要的阶段是1983年12月在EE-2井以约6.36m3/min的排量持续注入超过60个小时的压裂处理，该阶段共计注入21000m3的清水，井口最大压力为49MPa，但也未能实现井间的充分连通。因此，再次采用钻定向井的措施延伸EE-3井进入天然裂隙发育区后II期工程才实现了较好的井间连通。通过FentonHill项目可以得出以下经验[16]：（1）水力压裂能够在高温硬岩中创造开放性的大体积裂隙网络体系，以维持取热需求；（2）天然裂隙是井间连通至关重要的因素，这在EGS体系中必须予以重视。
吉林大学博士学位论文8(a)FentonHillEGS项目I期(b)FentonHillEGS项目II期图1.3美国FentonHillGES的储层改造情况[16,42]FentonHill项目失败后，美国的地热资源的开发多倾向于水热型地热，建设了Geysers，RaftRiver以及DesertPeak等一系列著名项目，在这些项目中均采用了水力压裂手段进行储层渗透率的增强，因此仍属于EGS的范畴。随着美国
【参考文献】：
期刊论文
[1]中国地热资源现状及发展趋势[J]. 王贵玲,刘彦广,朱喜,张薇. 地学前缘. 2020(01)
[2]青海共和盆地花岗岩高温热损伤力学特性试验研究[J]. 郤保平,吴阳春,王帅,熊贵明,赵阳升. 岩石力学与工程学报. 2020(01)
[3]增强型地热系统热流固耦合过程数值模拟研究[J]. 许欣,李宏. 水利与建筑工程学报. 2019(06)
[4]青海共和盆地干热岩地热储层水力压裂物理模拟和裂缝起裂与扩展形态研究[J]. 周舟,金衍,曾义金,张旭东,周健,汪文智,孟翰. 吉林大学学报(地球科学版). 2019(05)
[5]山东文登ZKCW01干热岩钻孔地质特征及资源潜力[J]. 江海洋,王树星,康凤新,史猛,范振华,张玲. 地质学报. 2019(S1)
[6]青海共和盆地东部曲乃亥花岗闪长岩锆石U-Pb定年及地球化学特征[J]. 孔令添,黎敦朋,张森琦,罗坤. 地质找矿论丛. 2019(03)
[7]能源战略与政策[J]. 中外能源. 2019(09)
[8]探析国外可再生能源发展实践[J]. 张超,王强. 中国国情国力. 2019(09)
[9]中国农村生物质能源利用分析研究[J]. 吴佳佳,耿利敏. 中国林业经济. 2019(05)
[10]我国生物质能源的空间分布及利用潜力分析[J]. 赵思语,耿利敏. 中国林业经济. 2019(05)
博士论文
[1]泥岩盖层对CO2圈闭的细观性特征及模型研究[D]. 郝术仁.吉林大学 2019
[2]青海贵德地热田储层岩石物理力学性质试验及产能评价[D]. 张佳宁.吉林大学 2018
[3]增强地热系统中干热岩水力剪切压裂THMC耦合研究[D]. 肖勇.西南石油大学 2017
[4]增强型地热系统水力压裂和储层损伤演化的试验及模型研究[D]. 郭亮亮.吉林大学 2016
[5]干热岩裂隙渗流—传热试验及储层模拟评价研究[D]. 李正伟.吉林大学 2016
[6]岩石热物性参数分析及多场热效应耦合模型研究[D]. 高平.吉林大学 2015
硕士论文
[1]高温高压下花岗岩力学特性研究[D]. 马啸.沈阳工业大学 2019
[2]北山花岗岩高温力学特性试验研究[D]. 闵明.中国矿业大学 2019
[3]青海省共和盆地恰卜恰地区地下热水水文地球化学特征及成因分析[D]. 李永革.东华理工大学 2016
[4]青海南山地区古构造应力及构造演化研究[D]. 张刚.成都理工大学 2016
[5]东昆仑共和盆地南部三叠系砂岩物源、古流向特征及其大地构造意义[D]. 陈震.中国地质大学(北京) 2012
本文编号：3595607
本文链接：https://www.wllwen.com/shoufeilunwen/jckxbs/3595607.html