[发明专利]超临界CO2流体压裂增强型地热系统实验装置及方法

摘要

本发明涉及一种超临界CO2流体压裂增强型地热系统实验装置及方法。通过气源供应系统和气源增压设备注入超临界CO2，通过设计活塞装置来对岩芯施加精确应力，并采用耐压耐温多孔板来保持干热岩流体的渗透性，并通过导流槽外接到流体采集室，同时内部嵌入可调节声发射探头来监测水力压裂过程中裂缝扩展时的声发射事件。本发明的有益效果是利用该装置可以实现围压条件对岩石水力压裂‑应变‑声发射‑渗透率‑热能采收效率等信息的一体化采集，研究干热岩水力裂缝的起裂与扩展情况；可以实时监测水力裂缝在高温高压环境条件下的起裂行为和扩展延伸形态，同时可以对热能开采率进行计算。

主权项

一种超临界CO2流体压裂增强型地热系统实验装置，其特征是：包括超临界CO2流体生成设备、压裂主体装置和超临界CO2流体压裂信息收集系统；其中，超临界CO2流体生成设备主要由气体增压器（3）、CO2气源供应系统（4）、循环冷却箱（5）、CO2流体循环加热室（6）和保温压裂管汇（7）组成，CO2气源供应系统（4）通过循环冷却箱（5）连接到气体增压器（3），气体增压器（3）通过高压管线进入、CO2流体循环加热室（6），高压压裂泵（2）同时将CO2流体循环加热室（6）的CO2流体和支撑剂注入腔（8）的支撑剂送入压裂液和支撑剂混合装置（9），所述循环冷却箱（5）和CO2流体循环加热室（6）依次用以设置满足超临界CO2流体的生成温度和压力条件；所述压裂主体装置主要由超临界CO2流体改造腔（25）、压裂腔电阻加热系统（26）、压裂腔保温层（27）组成，且超临界CO2流体改造腔（25）内设有耐高温高压多孔钢板，超临界CO2流体改造腔（25）外侧设有多组应力模拟装置，用来对超临界CO2流体改造腔施加不同的水平应力；压裂管柱（14）安装在超临界CO2流体改造腔（25）内腔的干热岩样品内，并且，顶部通过注入孔（22）连接超临界CO2流体生成设备，通过出气孔（23）排出；超临界CO2流体压裂信息收集系统包括，声发射探头（12）、流量计（15）、压力表（19）、应变片（30），通过各部件同步工作和实时记录数据并输出到计算机，并实现试样加温和保温和控制压裂进程。