《表1 国外主要EGS工程储层激发方法》

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《增强型地热系统储层建造及其评价》

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干热岩是指埋藏于距地表3～10 km深度范围内低渗透性的高温岩体[1]。由于干热岩天然渗透率极低，无法经济地提取出地热能，所以干热岩的开发必须建立增强型地热系统（EGS，Enhanced Geothermal System）。EGS是利用人工手段在干热岩中建立高渗透性的人工热储，然后注入低温流体介质，置换干热岩中的热能（图1）[2]。EGS最关键的技术是储层改造，目的是在低渗透性岩石中建立大体积的储水层，使原有天然裂隙错动或形成新的裂缝，从而使注入井和生产井系统建立适当的连通性。常用的储层改造方法有水力压裂、热刺激和化学刺激[3-5]。水力压裂是最主要的EGS储层改造手段，目前国外几乎所有EGS工程都采用了水力压裂技术来形成换热构造（表1），如美国Fenton Hill，法国Soultz，日本Hijiori等。该技术最初来源于油气行业，但近些年已经成为干热岩人工热储形成的重要手段[6-7]。然而，由于岩石构造不同，天然裂隙的差异以及压裂过程的各种不确定性因素，导致压裂过程中裂隙系统的发展和压裂的效果难以预测[8-12]。储层的裂隙结构直接影响流体在热储中的渗流换热过程，是决定EGS可开采热能和运行寿命的关键因素。因此，监测水力裂缝的起裂及扩展规律，评价EGS水力压裂的效果，对于EGS的开发利用具有重要意义。本文从干热岩水力压裂面临的技术问题、监测方法和效果评价几个方面出发，对水力压裂的研究进展进行归纳、总结，以期为中国EGS工程方案设计和建造提供科学依据和指导。