一种干热岩地热开采方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115478832A(43)申请公布日2022.12.16(21)申请号202211225499.7(22)申请日2022.10.09(71)申请人中国地质科学院勘探技术研究所地址300300天津市东丽区华纳景湖花园5-2-301、302室(72)发明人王志刚王稳石吴纪修李宽尹浩王文施山山曹龙龙(74)专利代理机构北京高沃律师事务所11569专利代理师郑粟文(51)Int.Cl.E21B43/30(2006.01)E21B43/26(2006.01)F24T10/13(2018.01)权利要求书1页说明书4页附图2页(54)发明名称一种干热岩地热开采方法(57)摘要本发明公开一种干热岩地热开采方法，涉及地热开采领域；包括：步骤一，钻取两口平行的定向井，倾角与干热岩地层倾角一致；步骤二，钻取与定向井不连通的垂直井，垂直井的垂直深度比位于下方的定向井的垂直深度深；步骤三，分别向两口定向井注水，在完成一次注水后，焖井，在此期间注入到定向井中的水在高温的作用下将形成蒸汽进入裂缝形成蒸汽腔，开井吐出蒸汽，接着注水、焖井，多次重复该步骤；步骤四，向垂直井注入蒸汽进行蒸汽吞吐生产，在垂直井中监测到两口定向井注入的水后，垂直井转换为生产井；步骤五，向两口定向井注水，并利用垂直井中的抽水泵抽取热水，从而采集地热。本发明能够提升取热流体的回收率，同时可以提升取热效率。CN115478832ACN115478832A权利要求书1/1页1.一种干热岩地热开采方法，其特征在于：包括如下步骤：步骤一，从地面沿着干热岩地层倾角方向钻取两口上下平行的定向井，定向井倾角与干热岩地层倾角一致；步骤二，从地面向干热岩地层钻取一口与步骤一中的定向井不连通的垂直井，所述垂直井处于两口定向井下端，且垂直井的垂直深度比位于下方的定向井的垂直深度深，垂直井的井底留有水泥塞；步骤三，分别向两口定向井注水，水在沿着两口定向井井筒流动的过程中，接触到干热岩层后在温差的作用下形成裂缝，在完成一次注水后，焖井5‑7天，在此期间注入到定向井中的水在高温的作用下将形成蒸汽，蒸汽进入裂缝形成蒸汽腔，然后开井吐出蒸汽，接着注水、焖井，多次重复该步骤；步骤四，在上下两口定向井的蒸汽腔连通且达到定向井顶部之后，向垂直井注入蒸汽进行蒸汽吞吐生产，注入压力低于地层破裂压力，在垂直井中监测到两口定向井注入的水后，表明垂直井的蒸汽腔同双定向井的蒸汽腔连通，此时垂直井转换为生产井；步骤五，向两口定向井注水，并利用垂直井中的抽水泵抽取热水，从而采集地热。2.根据权利要求1所述的干热岩地热开采方法，其特征在于：步骤一中，选取地层倾角为45°～90°，温度为450℃～650℃的干热岩地层作为取热地层。3.根据权利要求1所述的干热岩地热开采方法，其特征在于：定向井包括上下平行布置的上定向井和下定向井，所述下定向井比上定向井的定向段长度长50m～80m。4.根据权利要求3所述的干热岩地热开采方法，其特征在于：所述垂直井的垂直深度比下定向井的垂直深度深80～100m，水泥塞的厚度为5～10m。5.根据权利要求1所述的干热岩地热开采方法，其特征在于：步骤三中，定向井注水的注入流量为150方～180方/天。6.根据权利要求1所述的干热岩地热开采方法，其特征在于：所述垂直井的上部井段内设有表层套管，所述表层套管与所述垂直井的内壁之间通过隔热水泥固定连接，所述表层套管内部穿设有技术套管，所述技术套管底部穿过所述表层套管后连接有筛管；所述技术套管上部外侧与所述表层套管内侧形成有环形空间，所述技术套管上部外侧固定设置有封隔器，所述封隔器远离所述技术套管的一端与所述表层套管内底部固定密封连接，所述环形空间内填充有隔热介质。2CN115478832A说明书1/4页一种干热岩地热开采方法技术领域[0001]本发明涉及地热开采技术领域，特别是涉及一种干热岩地热开采方法。背景技术[0002]随着经济社会的不断发展，人类对能源的需求与日俱增。干热岩是一种清洁、环保可循环利用的再生能源，开发潜力巨大，因此受到了各国的青睐。目前世界上开采干热岩地热的方法是依靠EGS系统，也就是从地面向干热岩层钻两口或者是多口注入井和采出井，进行人工压裂后注入低温流体进行取热；EGS工程这种取热方法首先在压裂时需要很高的地面施工压力，对施工设备要求较高。其次人工压裂裂缝方向无法有效控制，裂缝连通非常困难，造成取热流体从注入井注入后无法有效进入采出井，取热流体大量流失，回收率极低，严重影响了取热效率。此外也有人提出采取对接井施工的方式来开采干热岩地热资源，虽然这种方式可以提高取热流体的回收率，但由于取热流体是直接通过注入井筒流入采出井，取热流体同干热岩层接触面积小和接触时间短，取热率较低。[0003]