注采参数对松辽盆地干热岩物理力学及波动特征的影响
2020-05-07崔翰博唐巨鹏姜昕彤邱于曼
崔翰博,唐巨鹏,姜昕彤,邱于曼
辽宁工程技术大学力学与工程学院,阜新123000
1 前言
增强型地热系统(Enhanced Geothermal System,EGS)将开发干热岩(Hot Dry Rock,HDR)作为研究目的,通过水力压裂(Hydrofracturing method)的方式致裂储层,利用水与HDR热交换,提取热量进行应用。HDR温度是EGS热采选址的首要因素,其决定了靶区的开采前景与运营成本;水作为携热介质,水温是热采的重要控制方法之一;高温遇水循环次数也与储层寿命密切相关,因此开展岩样温度、水温、高温遇水循环次数与花岗岩物理力学、波动特征间关系的研究对EGS高质量开采具有重要意义。
近年来,国内外相关专家针对注采参数与EGS关系已进行了大量的数值模拟研究。Jing等(2014)、Vogt等(2012)、赵阳升等(2004)发现储层初始温度与EGS产能密切相关,温度越高,HDR产热效率越好。随采热进行,当储层温度降幅达到一定程度,产能降低。Fox等(2013)和翟海珍等(2017)指出产能降低,采热效率明显下降,此时需停止开采,待热能恢复后再进行回采,在此期间HDR会经历多次高温遇水冷却循环过程。雷宏武(2014)和肖勇(2017)指出水温与产热效率、裂缝开度、储层沉降存在一定关系。此外,部分专家学者对高温条件下岩石的物理力学、波动特征进行了试验研究。Jiang等(2018)进行了高温后花岗岩波动特征测试试验,指出250~300℃为裂缝加速扩展阶段。Gautam等(2018)进行了高温下花岗岩单轴抗压试验,指出300℃是花岗岩力学特征出现下降的起始温度。秦严(2017)对自然冷却后花岗岩进行了单轴压缩实验,指出600℃是花岗岩力学性质产生突变的阈值。黄真萍等(2016)进行了高温遇水冷却后大理岩、石灰岩物理力学特征试验研究,并对损伤因子进行了简单界定。……
