[发明专利]用于研究高温储层压裂改造微观破裂机制的实验装置及方法

说明书

本发明公开一种用于研究高温储层压裂改造微观破裂机制的实验装置及方法，所述实验装置包括显微镜、操作台、压紧装置、冷却液喷射装置以及高温干燥箱；操作台安装在所述显微镜的载物台上，所述操作台的上表面设有用于容置岩心的容纳槽；压紧装置具有位于所述容纳槽内且用于与所述容纳槽的内壁配合压紧所述岩心的压紧部；冷却液喷射装置安装在所述操作台上，所述冷却液喷射装置具有用于与冷却液源连接的进液口、以及用于向所述岩心上浇注冷却液的出液口；以及，高温干燥箱用于容置所述岩心并对所述岩心恒温加热。

本申请是分案申请，原申请的申请号为201710805086.9，申请日为2017年9月7日，发明名称“用于研究低温诱导热应力致裂的实验装置及利用该实验装置研究低温诱导热应力致裂的实验方法”。

技术领域

本发明涉及高温热储层技术领域，特别涉及一种用于研究高温储层压裂改造微观破裂机制的实验装置及利用该实验装置研究低温诱导热应力致裂的实验方法。

背景技术

地热能根据成因和产出条件分为水热型和干热岩型地热资源，地热能利用的关键是如何有效开发储量大(按1％回收率计算，可供全球使用2800年)、开发难(埋深大、低孔低渗)的干热岩热储，因此通过人工压裂等储层改造方式形成增强型地热系统(EGS)作为干热岩，如何最有效开发方式将是地热开发研究的重点。增强型地热系统(EGS)是利用压裂技术在地下高温热储中制造人工裂缝或改善原有裂缝使其具有足够渗透率，通过注入冷水在高温岩层中循环实现地热提取，从而有效提高产出液流速及累积采热量满足地热发电或直接应用。

就高温热储层改造而言，低温压裂液注入高温储层时热储层发生不完全自由收缩导致热应力致裂，在现场施工中，利用微地震监测技术证明了低温流体注入对制造高渗透区域的作用。研究表明由于热应力的作用沿水力裂缝产生了大量垂直于主裂缝面的微裂缝，这些微裂缝的存在使得压裂液可进入裂缝面上的高温岩体中导致微裂缝的进一步生成，因此由低温压裂液注入引起的热应力作用是热储层水力压裂改造过程中不可忽视的因素，然而针对热储层在考虑热应力致裂条件下的水力压裂研究目前正处于起步阶段，仅存少量数值模拟研究，缺少物模实验的验证。

发明内容

本发明的主要目的是提出一种用于研究高温储层压裂改造微观破裂机制的实验装置及方法，旨在解决现有技术中缺少针对热储层在考虑热应力致裂条件下的水力压裂的实验装置的问题。

为实现上述目的，本发明提出的一种用于研究高温储层压裂改造微观破裂机制的实验装置，包括：

显微镜；

操作台，安装在所述显微镜的载物台上，所述操作台的上表面设有用于容置岩心的容纳槽；

压紧装置，具有位于所述容纳槽内且用于与所述容纳槽的内壁配合压紧所述岩心的压紧部；

冷却液喷射装置，安装在所述操作台上，所述冷却液喷射装置具有用于与冷却液源连接的进液口、以及用于向所述岩心上浇注冷却液的出液口；以及，

高温干燥箱，用于容置所述岩心并对所述岩心恒温加热。

优选的，所述冷却液喷射装置包括进液管段、自所述进液管段斜向上延伸的缓冲管段、以及安装在所述缓冲管段上且与所述缓冲管段连通的出液管套，所述出液管套朝上倾斜设置，用以将冷却液经由所述出液管喷淋至所述岩心上。

优选的，所述缓冲管段与水平方向的夹角为45度。

优选的，所述出液管套的端口呈扁平开口设置。

优选的，所述容纳槽的侧壁开设有与外界环境连通的导液口。

优选的，所述容纳槽的内壁面包括相对设置的第一内壁面和第二内壁面，其中所述第一内壁面呈弧面设置，所述第二内壁面上开设有让位孔；

所述压紧装置包括螺杆，所述螺杆穿过所述让位孔，用于将所述岩心压接在所述第一内壁面上。