[发明专利]一种考虑地层泥砂颗粒运移堵塞导致地热水回灌能力下降的评估方法

说明书

本发明涉及一种考虑地层泥砂颗粒运移堵塞导致地热水回灌能力下降的评估方法，本发明属于地热水回灌技术领域。本发明主要解决的问题为地热水回灌过程中判断地层颗粒运移堵塞风险及回灌能力的下降。本发明技术要点为根据回灌井底与地热储层之间的驱替压差计算回灌量及近井地层不同半径处水流速，然后据确定的不同粒径可动泥砂颗粒起动水流速与近井地层水流速相比，将近井地层流速剖面划分为四个分区，确定各分区泥沙颗粒的运移及沉积量，继而计算得不同分区在回灌前后孔隙度、渗透率及回灌量的变化。本发明用于评价泥质含量较高的孔隙型地热储层泥砂颗粒运移堵塞风险，预测泥砂颗粒运移堵塞区域，判断回灌水注入是否达到要求，评价回灌能力。

技术领域

本发明属于地热水回灌技术领域，具体地说，涉及一种考虑地层泥砂颗粒运移堵塞导致地热水回灌能力下降的评估方法。

背景技术

地热水回灌过程中常出现回灌堵塞，严重影响地热资源可持续利用。回灌堵塞主要有四种：物理堵塞、生物堵塞、化学堵塞、生物堵塞。有研究表明，回灌堵塞中最主要的是物理堵塞，而物理堵塞中最主要的就是颗粒运移堵塞。颗粒运移是指储层中胶结性差的微粒随注入流体流速影响而脱落运移，在孔隙吼道处堆积而导致渗透率下降的现象，主要受注入水流速和储层物性的影响。本发明主要评价引起回灌能力下降主要是注入水流动引起的颗粒运移堵塞

颗粒堵塞会改变多孔介质的孔隙形态，增大渗流阻力，最终引起回灌能力下降，热储水位持续下降，形成储层压力亏空，严重则可能导致地面沉降，造成巨大的经济损失。

目前主要依靠回灌量评价回灌能力，而回灌量受多种因素影响，如回灌井工艺、流体物性、储层物性、悬浮物堵塞等，本发明考虑因流体流动导致的颗粒运移堵塞，即流体流动引起储层物性的变化，根据颗粒运移堵塞机理评价回灌井回灌能力的降低。

对于地热水回灌井，尚未有方法能预测颗粒运移堵塞风险，而未能有效评价其回灌能力可能会导致回灌井出现严重堵塞，甚至出现停注，造成巨大的经济损失。本发明能够及时掌握地层颗粒运移堵塞风险，预测颗粒运移堵塞的区域，及时确定近井地层各区域泥砂颗粒的运移及沉积量；对于评价回灌能力，根据回灌堵塞情况及时采取解堵措施、调整回灌方案，具有重要意义。

发明内容

本发明针对现有技术存在的效率低、准确度低等上述问题，提供一种高效、精确的考虑地层泥砂颗粒运移堵塞导致地热水回灌能力下降的评估方法。

为了达到上述目的，本发明提供了一种考虑地层泥砂颗粒运移堵塞导致地热水回灌能力下降的评估方法，其具体步骤为：

S1、考虑井口注入压力、井筒内回灌水流动压差以及地热储层压力，计算回灌井底与地热储层之间的驱替压差。

S2、假设无限大地层或定压边界地层，利用径向渗流力学公式，计算该驱动压差下的回灌水量，以及近井周围不同半径处的水流速。

S3、根据储层泥砂粒度组成，确定可运移泥砂的比例、粒径范围、以及起动水流速，包括粒径小于1/5孔喉的可动泥砂，以及粒径在1/2-1/5孔喉的可动泥砂。

S4、根据1/2孔喉可动泥砂颗粒、1/5孔喉可动泥砂颗粒、以及最小可动泥砂颗粒对应的起动水流速(分别为v_1/2、v_1/5、v_min)，将回灌井近井地层内回灌水流速剖面由近及远分为4部分，依次为渗透率增大区、砂质堵塞区、泥质沉积区、无干扰区。

S5、假设渗透率增大区内小于1/5孔喉的可动泥砂全部运移并均匀沉积于泥质沉积区，1/2-1/5孔喉的可动泥砂全部运移并均匀沉积于砂质堵塞区；砂质堵塞区内小于1/5孔喉的可动泥砂全部运移并均匀沉积至泥质沉积区。

S6、根据各分区泥砂运移及沉积量，重新计算各区储层内孔隙度以及渗透率。

S7、计算近井地层内的渗流阻力和回灌量，并与初始值对比，分析由于泥砂颗粒运移沉积导致的地热储层回灌能力下降。