[發明專利]中高溫地熱單井產量測定的試驗方法和試驗觀測系統

有效

• 申請號: 201410328248.0
• 申請日: 2014-07-10
• 公開（公告）號: CN104131807B
• 公開（公告）日: 2017-05-24
• 發明（設計）人: 姜再新;畢文明
• 申請（專利權）人: 姜再新
• 主分類號: E21B47/00
• 分類號: E21B47/00
• 代理公司: 北京遠創理想知識產權代理事務所(普通合伙)11513
• 代理人: 衛安樂

1.中高溫地熱單井產量測定的試驗方法，包括以下步驟：

第一步，根據地熱井特征，設定用于定量評價中高溫地熱單井產量的試驗方案，具體方法包括，

(a)根據地熱井特征，確定試驗方案的實現形式為多階次定流量放噴試驗；

(b)根據地熱井特征，確定井內、外用于測溫、測壓的觀測儀器的安裝方案；

(c)根據地熱井特征所反映的流量規模、溫度、壓力的范圍，劃分多階次定流量放噴試驗的流量階次以及按階次開展放噴試驗的方向順序；

(d)根據地熱井特征的要求，確定試驗的觀測內容，所述觀測內容包括地表放噴端口流體的流量、溫度和壓力以及井內熱儲段的溫度和壓力；

第二步，按試驗方案開展多階次試驗和觀測，獲取觀測數據，所述觀測數據包括試驗開展全過程對應的井內、外的溫度、壓力數據，其中，按試驗方案開展試驗和觀測并獲取觀測數據的方法如下：

(a)按照試驗方案分別進行觀測儀器的安裝、調試；

(b)測定熱儲未開采前的原始溫度T₀；

(c)按照設定的試驗方向順序，控制放噴端口流量的階次，進行放噴試驗，并在每一流量階次的觀測過程中，采集和記錄地面放噴端口和地熱井內兩個試驗觀測系列的觀測數據；

第三步，根據第二步得到的觀測數據，分析各階次試驗中井內熱儲熱力均衡條件下產量與熱儲段平均溫差的關系，計算求得單井井內熱儲熱力均衡條件下的產量邊界值E₀，分析和計算的具體方法為，

(a)對于每一流量階次的放噴試驗：

(a1)利用地面放噴端口試驗觀測系列的觀測數據，分析試驗穩定狀態下的數據，根據James端壓法，采用下式①計算該流量階次對應的產量E_i：

式①中，i表示流量階次，d表示放噴管內徑，cm；P_ci表示第i流量階次放噴穩定后測得的端口壓力，bar；

(a2)根據觀測的溫度數據，計算得到該流量階次地熱井中熱儲段的平均溫差ΔT_i；

(b)將各流量階次試驗所獲得的地熱井產量E_i與地熱井中熱儲段的平均溫差ΔT_i繪制E-ΔT均衡曲線，E-ΔT均衡曲線上存在E對ΔT一階導數為零的拐點，該拐點處的切線平行于ΔT軸，此點對應的E₀值，即為單井井內熱儲熱力均衡條件下產量的邊界值，如不考慮周邊開采干擾的影響，則該地熱井開采熱量不能大于E₀；將E-ΔT均衡曲線表達為式②所示的函數形式，求解系數A、B，該函數形式表達了在E₀約束之下的E-ΔT關系，

2.根據權利要求1所述的試驗方法，其特征在于，第三步中，先對各階次試驗地表放噴端口的觀測數據和地熱井內的觀測數據進行對比分析，分別繪制井內、外的溫度-時間關系曲線、壓力-時間關系曲線以及產量-時間關系曲線。

3.根據權利要求1所述的試驗方法，其特征在于，(a2)步驟中，地熱井中熱儲段的平均溫差ΔT_i采用下述方法計算：

根據對該流量階次試驗觀測得到的熱儲段的溫度數據，計算得到試驗穩定后熱儲段的平均溫度，并根據式③得到對應于熱產量E_i的熱儲段的平均溫差ΔT_i：

ΔT_i＝T₀-T_ri③；

式中，T₀——熱儲未開采前的原始溫度；T_ri——第i流量階次試驗穩定后熱儲段的平均溫度。

4.根據權利要求1所述的試驗方法，其特征在于，(a2)步驟中，地熱井中熱儲段的平均溫差用熱儲未開采前的原始溫度T₀和第i流量階次試驗穩定后放噴端口流體溫度T_i的差值表示。

5.根據權利要求3或4所述的試驗方法，其特征在于，利用井內用于測溫的觀測儀器在放噴試驗前觀測獲得熱儲未開采前的原始溫度T₀。

6.根據權利要求1所述的試驗方法，其特征在于，所述試驗方法還包括，根據第二步獲得的觀測數據的分布規律，分析熱儲的主要貢獻部位，比較井特征內容，校核井特征所反映的地熱地質條件。