【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及干热岩循环取热，具体涉及一种室内干热岩循环取热模拟实验方法。
技术介绍
1、近年来，随着全球能源需求与日俱增，开发干热岩受到关注并进入蓬勃发展期。干热岩是指地层深处(深埋超过2000m)普遍存在的没有水或蒸汽的、致密不渗透的热岩体，主要是各种变质岩或结晶岩体。开发干热岩常见的方法是建立增强型地热系统(enhancedgeothermal system,egs)，其核心是向储层钻井并压裂，形成一定规模的裂缝网络，然后继续向裂缝网络中钻井(一般是1-2口井)，对新钻的井继续开展水力压裂，通过水力裂缝之间的连通构建注入井和生产井的循环回路来提取热能发电。但是，干热岩开发还存在大量的技术风险。从国际上终止的干热岩开发项目来看，水力压裂后未能形成有效的井间连通导致采收率底下，是阻碍干热岩规模化开发的主要原因之一。近年来，在已开展水力压裂的热储层中进行单井循环，使循环换热工质从井中油管中注入热储层，并在热储层水力裂缝中充分吸取热量，再从该井的油管、套管环空间隙中(油套环空)抽至地面，进行换热发电，逐渐展现出了其在循环流体流动基本可控、成本相对较低、无井间有效连通风险等方面的优势，但目前该项技术仍处在起步探索阶段，其中关于单井循环换热过程中的工质泄露问题是需要攻关的关键技术问题之一。主要原因是，单井原位强制循环换热过程中，热-流-固耦合条件下局部应力场会发生改变，引起近井区域围岩易发生不稳定的损伤破裂，造成围岩失稳进而导致循环工质发生泄露。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提
2、为实现上述目的，本专利技术的一种室内干热岩循环取热模拟实验方法及工质泄露评价方法，其特征在于，包括如下步骤：
3、步骤s1、开展室内水力压裂物理模拟实验，在岩石试样中制造贯穿试样的人工裂缝以模拟干热岩热储层中的水力裂缝，具体包括：
4、s1.1从岩石试样端面钻孔至岩石试样内部，预置注入管并固封，将试样加热至设定温度，置于压裂实验系统中施加模拟地应力；
5、s1.2通过泵注管向试样中泵注高压流体，在岩石试样中压裂产生水力裂缝，直至裂缝扩展至岩石试样边界，高压流体溢出岩石试样，对溢出岩石试样的压裂液进行回收并对溢出压裂液的流量进行计量；
6、s1.3采用声发射手段监测裂缝扩展过程；
7、步骤s2、以不同的流量向已压裂的岩石试样中持续注入工质，使工质沿沿压开的水力裂缝溢出岩石试样直至注入稳定，同时监测回收端溢出试样工质的流量；
8、步骤s3、结合声发射事件定位、回收废液的流量、注入压力波动，对工质循环条件下岩石试样中新产生的损伤和破裂进行监测，进而对室内干热岩循环取热模拟实验工质泄露情况进行评估；
9、步骤s4、完成压裂、循环实验后对岩石试样中出现损伤的部位进行ct扫描和sem测试，揭示循环注入参数、岩石微观损伤、工质泄露量之间的关系。
10、进一步地，其特征在于，所述岩石试样为干热岩热储层岩石，包括花岗岩和碳酸盐岩。
11、进一步地，在步骤s1.1中，所述温度与模拟地应力应根据干热岩热储层参数设置，温度范围为150～300℃，地应力按实际热储层地应力差异系数设置。
12、进一步地，在步骤s1.3中，所述声发射手段为采用声发射探头，声发射探头均匀分布在岩石试样周围。
13、进一步地，所述新的破裂造成工质沿其他路径泄露伴随的声发射事件出现或声发射能量增加、注入压力会有较大的波动，与工质泄露量成正比，废液回收流量成反比。
14、进一步地，所述声发射监测、压力-时间曲线从水力压裂开始直至全部实验结束持续记录，废液回收流量从水力压裂实验结束后，循环实验开始前记录，每块岩石试样的循环时间应不少于60分钟。
15、本专利技术的有益效果是：
16、本专利技术针对“单井循环换热过程中热-流-固耦合条件下局部应力场会发生改变，引起近井区域围岩易发生不稳定的损伤破裂，造成围岩失稳进而导致循环工质发生泄露”提出了一种物理模拟实验的方法流程，对现实干热岩层进行了模拟实验，以获取相关实验参数，揭示了现实中井区围岩的变化规律，填补了技术空白，并针对上述过程中工质泄露问题提出了评价方法，并提出了建立相关模型的具体参数，为揭示干热岩原位换热、强制换热等取热方式的内在机理提供依据。
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1.一种室内干热岩循环取热模拟实验方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种室内干热岩循环取热模拟实验方法，其特征在于，所述岩石试样为干热岩热储层岩石，包括花岗岩和碳酸盐岩。
3.根据权利要求1所述的一种室内干热岩循环取热模拟实验方法，其特征在于，在步骤S1.1中，所述温度与模拟地应力应根据干热岩热储层参数设置，温度范围为150～300℃，地应力按实际热储层地应力差异系数设置。
4.根据权利要求1所述的一种室内干热岩循环取热模拟实验方法，其特征在于，在步骤S1.3中，所述声发射手段为采用声发射探头，声发射探头均匀分布在岩石试样周围。
5.根据权利要求1所述的一种室内干热岩循环取热模拟实验方法，其特征在于，在步骤S3中，评估方法为：当新产生的损伤和破裂造成工质沿其他路径泄露时，声发射事件出现或声发射能量增加，工质注入压力产生较大波动，破裂程度与工质泄露量成正比，与废液回收流量成反比。
6.根据权利要求1所述的一种室内干热岩循环取热模拟实验方法，其特征在于，
【技术特征摘要】
1.一种室内干热岩循环取热模拟实验方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种室内干热岩循环取热模拟实验方法，其特征在于，所述岩石试样为干热岩热储层岩石，包括花岗岩和碳酸盐岩。
3.根据权利要求1所述的一种室内干热岩循环取热模拟实验方法，其特征在于，在步骤s1.1中，所述温度与模拟地应力应根据干热岩热储层参数设置，温度范围为150～300℃，地应力按实际热储层地应力差异系数设置。
4.根据权利要求1所述的一种室内干热...
【专利技术属性】
技术研发人员：解经宇，乔伟，姚亚辉，张卫强，朱振南，王丹，曹志成，
申请(专利权)人：中国矿业大学，
类型：发明
国别省市：
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