地?zé)醿?chǔ)層評(píng)價(jià)方法起草人

張英、馮建赟、何治亮等。2100433B

中國石油化工股份有限公司石油勘探開發(fā)研究院。

地?zé)釤醿?chǔ)是以包含的蒸汽多少來分類的，如果不含有蒸汽，可考慮以距地表何處出現(xiàn)沸騰區(qū)來分類。在一個(gè)水熱系統(tǒng)中，地?zé)釤醿?chǔ)自然組成的范圍是依靠它的溫度、深度、含氣量以及它的傳導(dǎo)特性等決定的，所以在不同深度可能有多個(gè)傳導(dǎo)層或熱儲(chǔ)。

鑒于地質(zhì)構(gòu)造、形成機(jī)理、變異條件的不同，地?zé)釤醿?chǔ)可大致分為4類:

(1) 溫水型熱儲(chǔ)

這種熱儲(chǔ)的溫度范圍在90-180℃之間，由于溫度和壓力不很高，即使在開發(fā)時(shí)也不會(huì)沸騰，一般可直接利用，如冬季采暖、洗浴、養(yǎng)殖、種植、理療等。我國大部分熱田均屬于溫水型熱儲(chǔ)，直接利用范圍相當(dāng)廣。

(2) 熱水型熱儲(chǔ)

該類型熱儲(chǔ)在開發(fā)初期顯示溫水型熱儲(chǔ)的特性，但經(jīng)過一段時(shí)間的開發(fā)則產(chǎn)生沸騰，溫度區(qū)間一般在200-250℃(在這一溫度區(qū)間，氣體的存在可使熱水沸騰) 。

(3) 兩相流液體型熱儲(chǔ)

在兩相流液體型熱儲(chǔ)中，它的自然狀態(tài)是：含水層中包含了液體和汽體。盡管溫度在220-300℃之間，當(dāng)溫度降低時(shí)可產(chǎn)生氣體而引起沸騰。

(4) 兩相流汽體型熱儲(chǔ)

汽體型熱儲(chǔ)上部也包含一個(gè)兩相層，在這種狀態(tài)下液相稀疏，擴(kuò)散廣但不流動(dòng)，所以在熱田的開采井口只出現(xiàn)蒸汽。熱儲(chǔ)層的溫度根據(jù)深度和汽體含量在230-320℃之間變化 。

干熱巖儲(chǔ)層的激發(fā)是指通過向儲(chǔ)層注入高壓流體使熱儲(chǔ)原有裂隙擴(kuò)展沿伸從而達(dá)到增大儲(chǔ)層換熱性能的目的。儲(chǔ)層的激發(fā)并不是干熱巖資源開發(fā)工程的最終目的，如何通過儲(chǔ)層激發(fā)達(dá)到理想的熱提取效果才是干熱巖工程的關(guān)鍵。因此從這個(gè)角度而言，干熱巖資源儲(chǔ)層的開發(fā)包括儲(chǔ)層的表征、儲(chǔ)層的激發(fā)和儲(chǔ)層的管理3個(gè)關(guān)鍵步驟。

1）儲(chǔ)層的表征是認(rèn)識(shí)熱儲(chǔ)原有裂隙系統(tǒng)和滲流系統(tǒng)的過程，與傳統(tǒng)水熱系統(tǒng)的研究類似，很多鉆探、物探、測井技術(shù)在這方面能夠發(fā)揮重要作用，國際上使用較多的為鉆孔成像和微震監(jiān)測，前者可以獲取一維準(zhǔn)確的鉆孔裂隙參數(shù)，后者通過微震解譯可以獲取激發(fā)過程中產(chǎn)生的三維裂隙空間信息。

2）儲(chǔ)層的激發(fā)則是干熱巖工程所特有，關(guān)鍵技術(shù)包括創(chuàng)建新的裂隙通道和滲流途徑、有效滲流通道的解釋，儲(chǔ)存封隔等 。

3）儲(chǔ)層的管理需要對(duì)儲(chǔ)層有足夠的認(rèn)識(shí)基礎(chǔ)上，通過對(duì)壓力、流量等參數(shù)的控制使熱儲(chǔ)能夠達(dá)到長期熱提取的目的。EGS系統(tǒng)屬于人造熱儲(chǔ)系統(tǒng)，因此儲(chǔ)層的管理是系統(tǒng)運(yùn)行的關(guān)鍵。相關(guān)技術(shù)包括裂隙通道及滲流途徑的控制、運(yùn)行過程中滲流監(jiān)測、開采井鉆探以及實(shí)施模擬預(yù)測等。

，中國還未開展過具體的干熱巖壓裂工程，中國科學(xué)院廣州能源所、吉林大學(xué)等在深部熱儲(chǔ)模擬上做了深入研究，提出了耦合THMC的裂隙換熱模型。隨著頁巖氣水力壓裂的開展，中國陸續(xù)在個(gè)別深井開展了多級(jí)壓裂、清水壓裂、同步壓裂、水力噴射壓裂和重復(fù)壓裂等壓裂工藝。干熱巖的壓裂通常采用清水壓裂，與頁巖氣開發(fā)中壓裂最大的不同在于地層巖性，干熱巖的壓裂一般為堅(jiān)硬的結(jié)晶巖體，干熱巖壓裂可以從頁巖氣水力壓裂中得到啟發(fā)。