枯竭页岩气藏地热开发潜力及不同闭式系统注水循环采热效率分析

摘要

四川盆地深层页岩气藏蕴含丰富的地热资源，其中3个典型页岩储层的地热资源总量达1.84×10¹³ GJ,可采地热资源量为9.22×10¹¹ GJ,折合标准煤3.15×10¹⁰ t。为探究枯竭页岩气藏地热能高效开采方式，以焦石坝区块志留系龙马溪组泥页岩储层及其开采水平井为基础，构建单水平井同轴与双水平井改造复杂结构井的闭式循环采热模型，结合有限元模拟分析不同系统采热效果，探究井网结构与注采参数的影响规律。结果表明：在水循环速率为1 500 m³/d、注入温度为20℃、单水平段长度为1 500 m、水泥环热导率为1.5 W/（m·K）条件下，水平井同轴系统运行初期井口水温为60.63℃,采热功率为2 948.91 kW;复杂结构井同期井口水温为65.81℃,采热功率为3 325.64 kW;循环采热10 a后，两类系统井口水温分别降至40.0和49.14℃,采热功率分别降至1 451.40和2 114.77 kW,复杂结构井采热效果更优；此外，水循环速率提升会降低井口水温但提高采热功率，注入温度增加可提高井口水温，但降低采热功率，水平段长度增加则能有效提高井口水温与采热功率。

关键词

页岩气藏 / 废停井 / 地热能 / 闭式循环 / 采热潜力

基金资助

四川省科技计划项目(2021ZYCD004); 天府永兴实验室有组织科研项目(2023KJGG013,2023KJGG14); 成都理工大学珠峰科学研究计划项目(80000-2024ZF11424)