成果快讯 | 压裂回灌技术助力地热能资源科学开发利用

2024.03.14 中国矿业报

　　《中国地质调查成果快讯》近日公布了压裂技术在地热井回灌中的应用研究取得的主要成果。

　　为加快地热资源勘查进程，黑龙江省生态地质调查研究院运用压裂增产工艺技术，结合黑龙江省地下热水储层特点开展地热井压裂回灌试验研究，获得适用于黑龙江省地下热水储层特点的压裂回灌技术方法及相关技术参数，为合理开采利用地热能资源提供了有力技术支撑，将压裂技术引入地热井回灌工作，人为地增大储水空间和地下水流通性，增加回灌效率，在一定程度上解决了地热井回灌难题。

　　研究适合于地热井的压裂技术。根据井身结构和地层等特点及物探测井成果，项目组采用单管路顶液、双座封和单座封压裂等不同工艺对地热井进行水力压裂探索性试验，该压裂技术方法使地热井满足裸眼和管井内的压裂技术要求。应用该技术，可以实现局部井段水力压裂，多井段压裂，压裂工艺方法具有系统流程简单、施工成本低、操作方便、安全可靠等优点。

　　研究分析压裂技术对于地热井回灌能力的影响。通过水力压裂作业，以花岗岩、闪长岩等坚硬火成岩地层为主的宾西1井、宾2井井周地层连通性提高，激发了地层中既有的裂隙；以砂岩、泥岩等沉积岩地层为主的松花江避暑城地热井井周连通性、渗透性提高，激发了地层中既有的裂隙，水力压裂产生新的裂隙。根据压裂前后的回灌试验要求，避暑城地热井压裂前后回灌量增加167%。宾2井压裂前累计回灌量为1.80立方米，压裂后累计回灌量为3.15立方米，回灌量增加75%。

　　研究如何提高压裂施工的有效性、低施工成本，增加地热井回灌能力。压裂液采用低施工成本的就近水源直接压裂，在保证低成本的同时达到了提高地热井渗透性、激发既有裂隙和、产生新裂隙的成果。根据压裂前后的抽水试验要求，避暑城地热井压裂前后增水量为18.99%，单位增水量19.29%，渗透系数K增加量42.11%。宾西1井压裂前为干孔。经过2个段次的压裂后增水量为100%，单位增水量100%，渗透系数K增加量100%。宾2井压裂前后降深接近时增水量为5.20%，单位增水量5.40%，渗透系数K增加量21.05%。

　　研究可控的压注水技术，控制回灌能力，达到采补平衡的目的。项目组完成了宾西1井、宾2井及避暑城地热井等3眼井、4个段次的压裂作业，宾西1井、宾2井及松花江避暑城地热井单井压入水量分别为306.2立方米、227.1立方米、476.7立方米，3眼井累计压入清水量934.4立方米，达到了预期的压裂设计目标。

　　另外，项目组还探索了对井连通性探索试验的可行性及其原因。　　（李永利）