《增強型地熱系統（EGS）儲層化學刺激作用機理及效果研究》是依託吉林大學，由馮波擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：增強型地熱系統(EGS)儲層化學刺激作用機理及效果研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：馮波
- 依託單位：吉林大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
增強型地熱系統（EGS）是採用人工形成地熱儲層的方法，從低滲透性岩體中經濟地采出深層熱能的人工地熱系統，即從乾熱岩中開發地熱的工程。熱儲層中裂縫發育與連通情況是控制熱能提取的關鍵，通常利用一些化學刺激方法拓展裂隙網路。目前國內外對EGS儲層化學刺激作用的機理研究還不夠深入，傳統的石油天然氣領域採用的化學刺激方法無法完全滿足EGS儲層改造的實際需求。因此，本課題擬通過反應釜靜態實驗、反應柱動態模擬實驗，建立反應性溶質運移模型，結合X射線CT技術，重點研究化學刺激對EGS儲層的作用機理；弄清化學刺激過程中儲層主要礦物的溶解、沉澱規律，確定反應化學動力學參數；明確不同類型化學刺激劑注入對乾熱岩高溫熱儲層孔隙滲透性的影響；建立高溫高壓條件下化學刺激劑性質參數和儲層改造效果之間的回響關係；定量評價化學刺激對EGS儲層的作用效果。該項目研究成果對我國未來增強型地熱系統工程的開展具有重要意義。
結題摘要
在乾熱岩的實際工程中，經常會遇到生產井/注入井和人工地熱儲層裂隙網路的水力聯繫較差，載熱流體的注入量和提取量有限，無法滿足乾熱岩的產能需求。為了拓展裂隙網路，增大水與岩體接觸面積，通常利用一些化學刺激即以低於地層破裂壓力的注入壓力向井附近裂隙注入化學刺激液，依靠化學刺激液的化學溶蝕作用來增加地層的滲透性。在刺激過程中，刺激液與岩體礦物發生化學反應，擴大與之接觸岩石的孔、縫、洞，可有效增加井附近裂隙通道的滲透率，改善熱儲層滲流條件，提高幹熱岩產能。目前化學刺激技術已經成為國外很多國家乾熱岩工程增產的重要手段。 本次研究以我國松遼盆地乾熱岩靶區的深部火山岩熱儲層為研究對象，對傳統化學刺激液進行優選並研發新的化學刺激液體系；探討化學刺激過程中儲層主要礦物的溶解、沉澱規律，揭示化學刺激液注入後對熱儲層岩體礦物、孔隙度和滲透率的改造效果，並在此基礎上對常規化學刺激技術工藝進行改進。 1、本文通過岩心流動實驗，考察了化學刺激液對熱儲層岩心的改造效果。實驗結果表明，低濃度土酸可溶蝕岩體中的鉀長石、鈉長石和石英等礦物，顯著增加熱儲層岩體人工裂隙的滲透率。但是如果土酸濃度過高會和岩心反應過快，破壞岩心骨架並對儲層造成傷害。在工藝實施中，應採用“高流量，不關井”的方式將低濃度土酸注入熱儲層。 2、針對傳統土酸套用過程中出現的酸—岩反應過快導致穿透距離有限、易產生二次沉澱等問題，提出了一種新型EGS熱儲層化學刺激液配方，由氟硼酸（HBF4）、多元有機膦酸PA、緩速劑A和清水構成。室內實驗結果表明，和傳統化學刺激液土酸相比，該配方具有緩速性、緩蝕性和防垢性。 3、根據松遼盆地徐家圍子地區營城組乾熱岩熱儲層地質和地球化學特徵，建立常規化學刺激工藝的數值模型，探索施工過程中酸岩反應相互作用過程，並對模型進行不確定性分析。 4、鑒於常規化學刺激工藝的不足，本次研究提出水力壓裂—化學刺激聯合工藝，形成對乾熱岩熱儲層化學刺激工藝的改進。
