[發明專利]一種深部地熱資源利用及能量轉化的新工藝

無效

• 申請號: 201210396761.4
• 申請日: 2012-10-18
• 公開（公告）號: CN102913403A
• 公開（公告）日: 2013-02-06
• 發明（設計）人: 秦勇;常文玖;王金云
• 申請（專利權）人: 秦勇;常文玖;王金云
• 主分類號: F03G4/00
• 分類號: F03G4/00;E21B43/26
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種深部地熱資源利用及能量轉化的方法，針對深部地層豐富高溫一定壓力水體的地層，通過大型壓裂技術，鉆井技術，利用定向鉆井技術對目標水層進行改造，采出井采水至地面，通過熱交換裝置，使液氨(NH₃)轉化為氣體，從而推動渦輪發電機發電，將地下熱能轉化為電能的轉化過程。

背景技術

利用深部勘探技術尋找地熱資源目的層，地層溫度達到100℃以上，地層梯度為2.5°，也就是深部數百米至數千米的地層、豐富高溫、一定壓力水體的地層，用鉆井技術鉆至目的層下套管進行固井，同時對高溫水層求產和水層改造。根據目標層構造情況利用定向鉆井技術，通過石油工程壓裂技術對日標水層礦體進行改造，使其供水量(供熱量)達到合理的需求，依據供水量，確定地面電廠的設計發電量。通過采出井采水至地面，用熱交換器等裝置，使液氨轉化為氣體，推動渦輪發電機發電，將地下熱能轉化為電能的過程。通過熱交換器的地下水，再次循環注入地層，循環注采。

深部地熱資源利用及能量轉化的新工藝，是一種經濟，清潔，環保，再生，同時可循環利用的“清潔能源”，在石油勘探開發過程中，大批井深超過數千米的油氣井存在著極為豐富的地熱資源，待油氣井開發結束后，可利用“深部地熱資源利用及能量轉化的新工藝”就地轉化為地熱資源，將其開發利用，形成綠色、清潔能源，可滿足未來幾十年的用電需求。

發明內容

利用石油勘探開發中，油氣井開發結束后，本發明提供深部地熱資源利用及能量轉化的新工藝，尤其是針對異常高溫地區(地殼薄弱處，巖漿活動區)，以及深大斷層處所儲藏的豐富的地熱資源。該方法包括：

1、用深部勘探技術尋找地熱資源目的層；

2、目的層為深部地層豐富高溫，一定壓力水體的地層；

3、用鉆井技術，鉆至目的層下套管固井；

4、通過大型壓裂技術，定向鉆井技術，對目標水層進行改造；

5、井身結構中套管和采水管柱、地面管網用特殊的保溫層進行保溫，環空用99％的氮氣填充，有效避免熱損失；

6、改造后的水層，使其供水量(供熱量)達到合理需求，依據供水量，確定地面電廠的設計發電量；

7、采注水井，依據目標地層的水位儲量和熱源供應恢復周期確定單組或多組方案，以保證生產；

8、通過熱交換器的地下水，再次循環注入地層，循環注采。

上述的目標層位深部地層，豐富高溫、一定壓力水體的地層。

井網分布方案依據目標地層的水位儲量和熱源供應，可采用單組或多組采注井，以保證正常穩定的生產。

上述的井網分布方案依據目標地層的水位儲量和熱源供應，可采用單組或多組采注井，以保證正常穩定的生產。

上述所有采注出井通過大型壓裂技術，利用定向鉆井技術進行改造。

通過熱交換器的地下水，再次循環注入地層，循環注采。

在我國石油勘探開發過程中，存在著大批井深超過6000m的油氣井，在油氣井開發結束后，利用“深部地熱資源利用及能量轉化的新工藝”，可就地轉化為地熱資源的開發利用。

具體優點如下：

1、本發明是一種經濟、清潔、環保、再生、可循環利用的“清潔能源”，對環境不會造成任何的污染。

2、本項專利技術基礎建設投入少，成本低。

3、可對井深數百米至數千米的油氣井進行熱能的轉化。油氣井開發結束后，可利用原有裝置就地轉化為地熱資源，減少了新建設備所需花費的成本。

4、豐富的地熱資源量能夠滿足未來幾十年的用電需求。

附圖說明

圖1為本發明壓裂改造剖面示意圖；

圖2為本發明生產工藝流程平面示意圖；

具體實施方式

以下結合附圖對本發明的具體實施例做進一步詳述。

參照圖1，本發明通過大型壓裂技術，鉆井技術，對目標水層(6)進行定向鉆井，鉆至目的層，對采水管柱或注水管柱(1)下套管(2)固井，環空用99％的氮氣(3)充填，用封隔器(4)將環空氮氣與高溫水層(5)進行分隔。采注水井，要依據目標地層的水位儲量和熱源供應恢復周期確定單組或多組采注井。

參照圖2，本發明處理工藝通過采出井采水至地面，用熱交換器等裝置，使液氨轉化為氣體，推動渦輪發電機發電，將地下熱能轉化為電能的過程。