一种适用于干热岩短井距换热的方法.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CN111561304A(43)申请公布日2020.08.21(21)申请号202010302116.6(22)申请日2020.04.16(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)发明人施山山李宽闫家李鑫淼李小洋孙建华汪凯丽王志刚(74)专利代理机构石家庄冀科专利商标事务所有限公司13108代理人李羡民(51)Int.Cl.E21B43/26(2006.01)E21B33/13(2006.01)F24T10/20(2018.01)F03G4/00(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图1页(54)发明名称一种适用于干热岩短井距换热的方法(57)摘要一种适用于干热岩短井距换热的方法，包括以下步骤：由注入井向干热岩储层中注入压裂液，待高压压裂液将干热岩储层压出较大的主裂缝后，加入暂堵剂，暂堵剂会将主裂缝堵住，从而在其他方向上压出更多的裂缝；在压裂过后根据现场情况以及模拟分析，计算出主裂缝的长度，以及井底裂缝的宽度，再计算出换热所需要的时间，结合数据计算出所需暂堵剂的数量以及尺寸；暂堵剂材料将生产井井底的裂缝堵住后，换热介质在地底无法流动，换热介质滞留在高温岩层中加热直至达到设计温度，暂堵材料溶解后，高压流体进入发电系统，从而完成发电作业。本发明在缩短井距的同时，也提高了发电效率，降低了生产成本，避免了占地浪费。CN111561304ACN111561304A权利要求书1/1页1.一种适用于干热岩短井距换热的方法，其特征在于：包括以下步骤：1)由注入井向干热岩储层中注入压裂液，高压的压裂液会在干热岩储层中压出较大的主裂缝；2)待压裂液压出较大的主裂缝之后，再在压裂液中加入暂堵剂材料，使其将主裂缝堵住；3)在暂堵剂材料将主裂缝堵住后，压裂液改变流动方向，不再流入主裂缝内，从而使得压裂液在干热岩储层的其它没有裂缝的方向上压出更多的裂缝，等到一定时间过后，暂堵剂材料溶解，主裂缝得以疏通；4)在压裂过后，根据现场作业情况以及模拟分析的结构，计算出主裂缝的延伸长度，以及注入井远端和近端的裂缝宽度；根据地层温度情况及生产井与注入井井底水平间距大小，计算出换热介质吸热至满足发电需求温度所需要的最小换热时间；结合上述数据，计算出堵塞注入井远端裂缝所需要的暂堵剂尺寸及总量，从而对暂堵剂材料的暂堵时间进行优化设计；暂堵剂使用量计算公式为：其中：V为暂堵剂使用总量，单位为m3；为平均缝宽，可根据FracproPT三维模拟软件在排量为Q的条件下模拟得到，单位为m；ΔL为暂堵距离，ΔL的计算公式为Heq为裂缝高度，且Heq的计算公式为H为裂缝高度，可根据FracproPT三维模拟软件在排量为Q的条件下模拟得到，单位为m；Q为地面泵注排量，单位为m3/min；ueq为颗粒平衡流速，可结合室内试验及数值模拟得到，单位为m/s；3ρsc为暂堵剂混合物密度，单位为g/cm；Δp为暂堵附加压差；单位为Pa；uweq为颗粒阻力速度，可结合室内试验及数值模拟得到，单位为m/s；通过本井及邻井地层岩心实物资料、地层物性数据，获得地层压裂的相关参数及裂缝展布规律，并结合以上公式来计算暂堵剂总用量。5)将暂堵剂与换热介质的混合液从注入井输入地下，直至暂堵剂将生产井井底处的裂缝堵住，换热介质在暂堵剂材料所堵塞的端口处无法继续向前，换热介质滞留在干热岩缝隙中加热直至达到设计温度；6)暂堵材料自身发生溶解或在注入溶解剂后裂缝通道被打开，换热介质所变成的蒸汽通过裂缝继续向前移动至生产井，然后再到达发电系统的内部进行发电。2.根据权利要求1所述的适用于干热岩短井距换热的方法，其特征在于：所述相互配合的生产井和注入井为一个井组；所述井组的数量为多个；每组井组轮流向发电系统提供高温流体。2CN111561304A说明书1/4页一种适用于干热岩短井距换热的方法技术领域[0001]本发明涉及一种短井距换热方法，特别是一种适用于干热岩发电工程的短井距换热方法，属于干热岩热能利用技术领域。背景技术[0002]近年来，随着工业的发展，对能源的需求也日益增加，而干热岩是绿色新能源中新兴起的能源；干热岩具有分布领域广、资源潜力大、经济价值高的优势特点，且干热岩为清洁环保型能源，可用于发电、供暖、养殖等多种行业，在一定程度上缓解我国能源危机的同时，可为干热岩开发工区所在地带来一定的经济与社会效益；目前优质干热岩资源的主流开发方式是基于EGS工程进行发电利用，EGS工程是国际上通用的干热岩开发技术也是增强型地热系统的简称；其主要原理是通过由地表通往优质热储层的注入井向下泵入高压低温流体，流体经由注入井井底穿过优质热储层中的自然裂缝与人工压裂裂缝形成的缝网，在缝