二氧化碳爆破儲層改造近炮孔處巖石性質變化及溫度分布規律研究

鄭 君，樊 濤，竇 斌，吳天予

（中國地質大學（武漢）工程學院，湖北 武漢 430074）

0 引言

隨著全球氣候變暖、化石能源日漸枯竭，開發優質的清潔能源以優化能源結構成為了各國的研究熱點。地熱資源因其儲量大、分布廣、可再生等優點而被視為21 世紀最有可能取代化石能源的新型優質清潔能源之一。地熱資源可分為低溫、中溫以及高溫3 類［1］。其中，溫度≥150 ℃即為高溫地熱資源。干熱巖是指不含流體或含少量流體、埋深為3～10 km、溫度為150～650 ℃的致密巖體，屬于典型的高溫地熱資源［2］。相較于中、低溫地熱資源，干熱巖在儲量上占據明顯優勢，具有廣闊的開發利用前景。但因干熱巖具有埋藏深、巖體致密、溫度高等特殊性質，目前干熱巖的開采還存在眾多問題。特別是由于干熱巖中缺乏原生裂隙作為流體換熱通道，通常需要采用儲層激發等技術建立增強型地熱系統（Enhanced Geothermal System，EGS）。EGS 是指通過水力壓裂、射孔、爆破等人工手段把地下深部低滲透性的致密干熱巖體改造成具有豐富裂隙網絡的地熱儲層，由此建立可從中采出熱能的人工地熱系統［3-5］。目前，水力壓裂儲層改造技術發展已較為成熟，受到廣泛關注，但其也存在作業時間長、水濾失嚴重、形成的平行板狀裂隙不利于換熱等不良問題。二氧化碳爆破技術相比于傳統水力壓裂技術，產生的沖擊波及高壓氣體能夠使儲層中產生放射狀裂隙群，快速建造出高滲透性的熱儲，很好地彌補水力壓裂技術的缺陷，儲層激發效果顯著提升。……