注超临界CO₂开采干热岩地热的预防渗漏工艺

摘要

本发明涉及地热开发领域，提供了一种注超临界CO₂开采干热岩地热的预防渗漏工艺。该方法利用：①高浓度盐水溶液与沉淀诱导剂混合；②高浓度无机盐溶液与弱酸/弱碱性气体混合；③高浓度无机盐溶液与高浓度无机盐溶液混合；④超临界CO₂流动时蒸发携带围岩中残余地层水等四种可生成无机盐沉淀机理，通过向干热岩储层交替注入前置/后置段塞，利用超临界CO₂将各段塞驱替至泄露区围岩附近，使各段塞溶液混合后产生一定的物理化学反应，产生沉淀。进而利用产生的沉淀，封堵岩石孔隙裂缝。同时结合超临界CO₂蒸发携带作用，进一步利用沉淀封堵孔隙。其封堵效果在实验实验证下，效果良好。

主权项

一种注超临界CO₂开采干热岩地热的预防渗漏工艺，其特征在于：其具体工艺步骤为：(1)经前期地质勘查，选取合适干热岩储层位置，钻取注入井；(2)采用注入泵，将水基压裂液和支撑剂，通过注入井的井口装置，大排量注入到干热岩储层中，进行水力压裂，建造人工地热储层，人工热储半径在500‑1000m，厚度在500‑1000m；(3)在注入井的两侧各钻取1口生产井，穿过人工热储的两翼，形成注采回路；(4)将高浓度无机盐溶液，同时等速注入到人工热储中，作为前置段塞，共0.3PV；(5)将气体或水，同时等速注入到人工热储中，作为间隔段塞，共0.15PV。注入到人工热储中的气体或水，对前期注入的高浓度无机盐溶液和后续注入的溶液或气体起到有一定的隔绝作用，防止后置段塞注入在近井地带造成前置段塞的沉淀，堵塞近井地层。(6)将后置段塞(盐、酸或CO₂)，同时等速注入到人工热储中，作为诱导段塞，共0.3PV；(7)再同时向人工热储中持续注入高压CO₂，CO₂在地热储层中处于超临界状态，并将各段塞顶替至人工热储深处；(8)同时采用微地震手段，监测超临界CO₂向人工热储深处运移的前缘，当监测到的超临界CO₂运移前缘超出之前的人工热储边界，并可观察到CO₂注入压力明显升高，停止CO₂的注入。随着各段塞向人工热储深处运移，间隔段塞不断溶解于前缘的无机盐溶液和后置段塞中，最终高浓度无机盐溶液前置段塞和后置段塞在人工热储边缘及围岩中相接触，导致高浓度盐溶液发生沉淀现象，沉淀出来的盐类堵塞人工热储边缘及围岩中的原生孔隙、微裂缝等渗漏通道。(9)向注入井持续注入常温高压CO₂，采用生产井生产高温高压CO₂，利用超临界CO₂将干热岩地热携带出来，用于发电、供暖等用途；(10)随着超临界CO₂在人工热储中渗流，及向热储围岩中的缓慢渗漏，围岩孔隙中的残余地层水不断蒸发，溶解在地层水中的盐类及其他矿物成分会进一步沉淀出来，加强对人工热储边缘及围岩渗漏通道的堵塞，降低超临界CO₂在循环采热过程中向围岩中的渗漏损失，有助于超临界CO₂的循环采热以及地质埋存安全。