一种利用地下热虹吸自循环开采干热岩地热方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN105863568A(43)申请公布日2016.08.17(21)申请号201610231058.6(22)申请日2016.04.14(71)申请人中国石油大学（华东）地址266580山东省青岛市黄岛区长江西路66号(72)发明人张亮崔国栋任韶然许素丹杨若涵(51)Int.Cl.E21B43/00(2006.01)E21B43/26(2006.01)F24J3/08(2006.01)F03B13/00(2006.01)F03G4/00(2006.01)权利要求书2页说明书4页附图1页(54)发明名称一种利用地下热虹吸自循环开采干热岩地热方法(57)摘要本发明涉及地热开发领域，提供了一种利用地下热虹吸自循环开采干热岩地热方法。该方法通过在地下构建携热介质循环流动通道，充分利用不同温差下携热介质密度差导致的热虹吸现象，从而实现携热介质在地下通道中的自循环流动。该循环流动通道可通过在注采井不同深度钻取两条水平井眼实现，也可通过注采井井底压裂裂缝和上部水平井眼实现。循环流动的携热介质在流动中带动涡轮发电机转动发电，从而将干热岩地热能以电能的形式开采出来。该方法充分利用携热流体热虹吸现象，实现了地下自循环流动，不需要外界提供额外动力，适用于储层温度高、地面环境恶劣的干热岩储层地热开发。CN105863568ACN105863568A权利要求书1/2页1.一种利用地下热虹吸自循环开采干热岩地热方法，其特征在于：其具体地工艺步骤为：(1)经地质勘查，合理选择一处中高温干热岩储层；(2)在干热岩储层钻两口垂直井，两井相距500～1000m；(3)对两口井同时进行大型水力压裂，建造人工热储，且两井井底连通；(4)注入低温携热介质，验证注采井间连通性以及人工热储的高效渗流性；(5)在干热岩储层以上的生产井筒中某深度处进行开窗侧钻，钻取水平井眼，并采用地质导向钻具，实现水平井眼与注入井井筒的准确对接；(6)扩大水平井眼以下至干热岩储层的生产井井眼半径，并将串联的涡轮发电机下入井眼扩宽处；(7)由注入井井口向干热岩储层中注入携热介质，携热介质在热虹吸作用下，自动形成注入井-干热岩储层-生产井-水平井眼的循环流动，带动涡轮发电机产生电能；(8)停止注入井中携热介质的注入，实现携热介质在地下进行热虹吸自循环流动发电。2.如权利要求1所述的地下热虹吸自循环开采干热岩地热方法，其特征在于：步骤(1)中，干热岩储层半径大于1000m，厚度大于100m，温度高于200℃。3.如权利要求1所述的地下热虹吸自循环开采干热岩地热方法，其特征在于：步骤(3)中，水力压裂所用压裂液根据储层岩石润湿性决定，一般干热岩储层为水润湿，在不进行岩石物性测量情况下，选择水基压裂液进行压裂。4.如权利要求1所述的地下热虹吸自循环开采干热岩地热方法，其特征在于：步骤(3)中，若干热岩储层所在区域水资源缺乏，而CO2资源丰富，可选择CO2作为压裂液，进行CO2压裂。5.如权利要求1所述的地下热虹吸自循环开采干热岩地热方法，其特征在于：步骤(4)中，携热介质可以是常规携热介质-水，也可以是超临界CO2，还可以是具有优良携热能力的其他携热介质。6.如权利要求1所述的地下热虹吸自循环开采干热岩地热方法，其特征在于：步骤(4)中，应保证生产井产出携热介质最短5天，从而验证注采井间连通性以及人工热储的高效渗流性。7.如权利要求1所述的地下热虹吸自循环开采干热岩地热方法，其特征在于：步骤(5)中，套管开窗侧钻时，应根据所选择的携热介质，计算注采井筒中的温度压力分布，选择两井相同深度处压力差最大位置，进行套管开窗。8.如权利要求1所述的地下热虹吸自循环开采干热岩地热方法，其特征在于：步骤(5)中，可以在注入井套管相同深度处采取同样的开窗技术，侧钻一口水平井眼，实现与生产井水平井眼的对接。9.如权利要求1所述的地下热虹吸自循环开采干热岩地热方法，其特征在于：步骤(7)中，注入井向干热岩储层中注入一定量的携热介质，形成携热介质热虹吸自循环后，不需要再向储层中持续注入携热介质。10.如权利要求1所述的地下热虹吸自循环开采干热岩地热方法，其特征在于：步骤(8)中，如果携热介质向热储围岩中发生泄漏，可根据实际情况，间隔一段时间或者持续通过注入井向地热储层补充一定量的携热介质。一般的，携热介质若为水，可间隔10天补充一次；2CN105863568A权利要求书2/2页若为CO2，可间隔20天补充一次。3CN105863568A说明书1/4页一种利用地下热虹吸自循环开采干热岩地热方法技术领域[0001]本发明涉及地热能开发领域，具体的涉及一种利用地下热虹吸自循环开采干热岩地热方法。背景技术[0002]地热是具有前景的可再生能源之一，与其他新