一种干热岩地层的压裂方法与流程

本发明属于干热岩利用，尤其是涉及一种干热岩地层的压裂方法。

背景技术：

1、干热岩是一种地热能资源形式，它指的是地下深处存在的高温岩石，其温度通常在150摄氏度以上。干热岩的开采具有潜力，因为它存在于全球范围内，并且相对稳定可靠。与传统地热资源相比，干热岩的开发更加灵活，因为不需要依赖地下水的存在和特定地质条件。

2、专利号cn108979609a公开了一种深部干热岩高低温流体交替喷射辅助水力压裂造缝的方法，其以较短的交替时间向主裂缝中交替注入高温高压流体和低温水，通过极大温差的热力作用和射流产生的冲击作用使主裂缝表面的岩石产生微裂隙，通过多级压裂，促使微裂隙在低温水基压裂液和高压作用下进一步扩张形成更多微裂缝，反复循环，形成裂缝群和/或裂缝带。

3、专利号cn111173485a公开了一种提高干热岩热储改造体积的方法，其通过将冰水注入到干热岩中产生大量的微裂隙，在临界排量和压力下使微裂隙扩展，停泵焖井使温度恢复后再用冰水注入，并扩展微裂隙，多次循环后在干热岩地层中形成没有主裂缝的大范围的微裂隙系统。

4、专利号cn110173246a公开了一种水-液氮交替疲劳压裂干热岩提高采热率的方法，该方法利用高压水射流在干热岩储层中压裂形成主裂隙，然后进行超低温的液氮射流，在液氮气化过程中含水的干热岩体将产生近400℃的温差使得其内部产生微裂缝，同时汽化后体积膨胀的氮气进入微裂隙进行再次压裂；如此反复，分别利用水和液氮不停的进行交替疲劳压裂从而在干热岩地层中形成复杂连通的裂隙缝网。

5、目前，对于干热岩地层的改善施工，现有技术中主要是通过干热岩储层压裂过程中的水力效应及温度效应。然而这对于像花岗岩以及由岩浆形成的富含长石和石英的坚硬的侵入性火成岩来说，如何实现高效的岩石压裂仍然是个问题。

6、因此需要我们设计出一种干热岩地层的压裂方法，来解决这些问题。

技术实现思路

1、本发明要解决的问题是提供一种干热岩地层的压裂方法，尤其适合对花岗岩以及由岩浆形成的富含长石和石英的坚硬的侵入性火成岩地层的高效压裂，解决了使用水力压裂效率低下的问题。

2、为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

3、一种干热岩地层的压裂方法，包括以下步骤：

4、s1.在干热岩开发区域建井，钻至目标层完井，确保井底无水；

5、s2.进行综合测井，根据综合测井结果，向井内下入油管和监控装置至设计深度，对监控装置上方的油管和井壁之间进行密封；

6、s3.采集井内数据，根据井内数据计算目标层压裂所需能量，根据计算结果利用油管向井内投入活泼碱金属和水进行反应，对目标层进行压裂；

7、s4.采用综合物探方法实时监测本井及临井的井下状况，根据监控装置的反馈结果对反应时加入的活泼碱金属数量和水的注入量进行控制，通过进行多次反应使相邻井目标层之间形成满足设计需求的连通裂缝。

8、优选的，油管和井壁由防喷密封器进行密封，每次目标层被压裂所产生的残渣在反应结束后经环空由防喷密封器排出。

9、优选的，所述监控装置包括若干温度传感器和若干压力传感器，若干所述压力传感器和若干所述温度传感器沿井的延伸方向分布在干热岩地上。

10、优选的，所述采集井内数据包括井孔尺寸数据、井孔深度数据、井内岩石类型数据、井内岩石温度数据和井内压力数据。

11、优选的，利用所述井内数据计算目标层压裂所需能量，根据计算结果利用油管向井内投入活泼碱性金属和水进行反应，对目标层进行压裂。

12、本发明具有的优点和积极效果是：

13、本发明提供的方法具有较高的可控性和可重复性。通过调整化学压裂液的成分和操作参数，可以更准确地控制裂缝的形成和扩展，从而提高压裂的效果和稳定性。此外，化学压裂过程可以进行多次重复，以进一步增加岩石的渗透性和热能传导效率。

14、本发明提供的方法增加了裂缝的复杂程度，显著增大换热面积，避免优势通道的形成，从而提高热储的改造效果。

15、本发明提供的方法可以根据不同的地质条件和岩石性质进行调整化学压裂液成分，以实现更好的开采效果，对于像花岗岩以及由岩浆形成的富含长石和石英的坚硬的侵入性火成岩地层实现了高效压裂，解决了使用水力压裂效率低下的问题。

16、本发明提供的方法可在化学压裂液中加入添加剂提高裂缝的稳定性，防止裂缝在压力释放后过快地闭合。这有助于保持裂缝的连通性，并提供持续的流动路径供热水或蒸汽传输，从而提高干热岩开采的效率和可持续性。

17、本发明提供的方法在高温环境下表现出较好的适应性。在干热岩开采过程中，地下岩石温度通常较高，而水力压裂中使用的水液会面临蒸发、气化和矿物质沉淀等问题。相比之下，化学压裂液的组成可以根据高温环境进行调整，以提高其稳定性和效果。

技术特征：

1.一种干热岩地层的压裂方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种干热岩地层的压裂方法，其特征在于：油管和井壁由防喷密封器进行密封，每次目标层被压裂所产生的残渣在反应结束后经环空由防喷密封器排出。

3.根据权利要求1所述的一种干热岩地层的压裂方法，其特征在于：所述监控装置包括若干温度传感器和若干压力传感器，若干所述压力传感器和若干所述温度传感器沿井的延伸方向分布在干热岩地上。

4.根据权利要求3所述的一种干热岩地层的压裂方法，其特征在于，所述采集井内数据包括井孔尺寸数据、井孔深度数据、井内岩石类型数据、井内岩石温度数据和井内压力数据。

5.据权利要求4所述的一种干热岩地层的压裂方法，其特征在于，利用所述井内数据计算目标层压裂所需能量，根据计算结果利用油管向井内投入活泼碱性金属和水进行反应，对目标层进行压裂。

技术总结本发明公开了一种干热岩地层的压裂方法，包括S1.在干热岩开发区域建井，钻至目标层完井，确保井底无水；S2.进行综合测井，根据综合测井结果，向井内下入油管和监控装置至设计深度，对监控装置上方的油管和井壁之间进行密封；S3.采集井内数据，根据井内数据计算目标层压裂所需能量，根据计算结果利用油管向井内投入活泼碱金属和水进行反应，对目标层进行压裂；S4.采用综合物探方法实时监测本井及临井的井下状况。可以根据不同的地质条件和岩石性质进行调整化学压裂液成分，以实现更好的开采效果，对于像花岗岩以及由岩浆形成的富含长石和石英的坚硬的侵入性火成岩地层实现了高效压裂，解决了使用水力压裂效率低下的问题。技术研发人员：刘铮,欧阳鑫南,梁晗,阎智,程鹏,吴健受保护的技术使用者：中能建地热有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/18