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申请/专利权人：太原理工大学

摘要：本发明公开了基于裂缝充填带及粗矿物晶体干热岩热储建造方法及装置，干热岩热储建造技术领域；首先选取含裂缝充填带的深部非均质粗粒岩层作为干热岩热储建造的目标地层；将水注入至目标地层内并覆盖所有裂缝充填带；水注入岩体产生的温度差产生热应力，当热冲击下晶体交界面处的热应力达到岩体抗拉强度时产生热破裂，从而在裂缝充填带与母岩胶结界面处形成热破裂裂缝；将常温水注入目标地层，在地面与井内通过水循环形成多层次裂缝；各层次裂缝相互贯通，完成含复杂裂缝网络的干热岩热储建造；本发明规避了巨型水力压裂的附属技术问题，形成多层次复杂裂缝网络的干热岩热储建造，可规模、高效建造干热岩高渗热储。

主权项：1.基于裂缝充填带及粗矿物晶体干热岩热储建造方法，其特征在于，包括以下步骤：1）选取含裂缝充填带（3）的深部非均质粗粒母岩作为干热岩热储建造的目标地层（1）；2）建造主裂缝（16）：将50℃的水注入至目标地层（1）内并覆盖所有裂缝充填带（3）；水注入岩体产生的温度差产生热应力，当热冲击下晶体交界面处的热应力达到岩体抗拉强度与法向地应力之和时产生热破裂，从而在裂缝充填带（3）与母岩的胶结界面（15）处形成热破裂裂缝；然后注入高度为h的水，使热破裂裂缝在裂缝充填带（3）与母岩的胶结界面（15）处进行扩展，形成主裂缝（16）；h由式Ⅲ和式Ⅳ联立计算得到： 式中： p-流体压力，MPa；-流体密度，1000kgm3；g-重力加速度，10Nkg；h-流体高度，m；-晶体交界面处的热应力，Mpa；-法向地应力，MPa；KIc-断裂韧性，MPa•m12；α-裂缝半长，m；其中所述热破裂裂缝的制造方法为：在地面施工注水井（7）至目标地层（1）底部，下入提水泵（11）至目标地层（1）底部；在地面设地面水泵（12），打开地面水泵（12），将水经注入井（7）内的提水泵管（13）与井筒套管间的环空（14）注入井筒并覆盖目标地层（1）内所有裂缝充填带（3）；待水温稳定后，利用提水泵（11）将井筒内水全部抽出，等待热储温度恢复；重复注水和抽水操作进而在裂缝充填带（3）与母岩的胶结界面（15）处形成热破裂裂缝；热冲击下晶体交界面处的热应力满足公式I： （I）步骤2）中注入水的温度=目标地层（1）的温度-ΔT；所述ΔT满足公式Ⅱ： （Ⅱ）式中： -热冲击下晶体交界面处的热应力，MPa； -法向地应力，MPa； -抗拉强度，MPa；E1，E2-两相邻矿物颗粒的弹性模量，MPa； -两相邻矿物颗粒的热膨胀系数，℃-1；ΔT-温度差，℃；3）建造次级裂缝：将20℃的常温水注入目标地层（1），并且通过提水泵（11）形成地面与井内的水循环，在热冲击作用和水动力作用下，目标地层（1）沿裂缝充填带围岩内非均质粗矿物晶体边界形成多层次裂缝；各层次裂缝相互贯通，完成含复杂裂缝网络的干热岩热储建造；其中，当目标地层（1）与常温水的温度差ΔT带入式V得到的热应力σ达到岩体抗拉强度与法向地应力之和时，表明裂缝充填带（3）与母岩的胶结界面（15）由于热膨胀产生了原生裂缝（22），所述原生裂缝（22）直接作为主裂缝（16）使用；则省略步骤2），直接建造次级裂缝； （V）；式中： -热膨胀作用下晶体交界面处的热应力，MPa；E1，E2-两相邻矿物颗粒的弹性模量，MPa； -两相邻矿物颗粒的热膨胀系数，℃-1；ΔT-温度差，℃。

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