雄安新区高阳地热田热储高于庄组碳酸盐岩不同围压下破碎规律研究

【研究目的】雄安新区高阳地热田D34钻孔为中国地质调查局中国地质科学院于2020年钻获的华北盆地最高温地热井,井口温度达123.4℃,出水量为94.5 m3/h,为使温度如此高的地热井的地热开发利用程度最大化,开展压裂增产是其重要举措。因此,为获取相关参数,以制定最优的压裂增产方案,本次研究拟厘清储层岩石在不同围压下的破碎规律。【研究方法】本文在前人研究的基础上,以D34井钻获的深部高于庄组热储碳酸盐岩为研究对象,开展了常规三轴抗压及抗拉实验。【研究结果】实验结果表明:(1)高于庄组碳酸盐岩拉伸强度特征与压缩强度特征相近,且表现出明显的压缩破坏特征。随着围岩压力的增加,抗压强度具有典型的二次增高特征。(2)抗压强度及裂隙展布形态随深度变化呈现出差异性,其中均匀发育的多裂缝和单一主缝为主要形式扩展。在20 MPa、40 MPa围压下,屈服强度分别与弹性模量、泊松比协同变化。(3)储层不同深度拉伸裂隙的扩展方式有所差异,较浅部拉伸裂隙主要以小幅度多级扩展为主,而较深部岩石则表现出均匀扩展态势。【结论】结合抗压和抗拉实验结果,认为热储高于庄组压裂增产效果较好,且储层浅部形成复杂压裂网络的可能性高于深部储层,但总体脆性指数分布差异较小,故认为无需对储层不同深度采取不同的压裂施工方案。