[發明專利]注超臨界CO2開采干熱巖地熱的預防滲漏工藝

有效

• 申請號: 201410804911.X
• 申請日: 2014-12-22
• 公開（公告）號: CN104675360A
• 公開（公告）日: 2015-06-03
• 發明（設計）人: 張亮;崔國棟;李欣;任韶然
• 申請（專利權）人: 中國石油大學（華東）
• 主分類號: E21B33/138
• 分類號: E21B33/138;F24J3/08
• 代理公司: 無
• 代理人: 無

1.一種注超臨界CO₂開采干熱巖地熱的預防滲漏工藝，其特征在于：其具體工藝步驟為：

(1)經前期地質勘查，選取合適干熱巖儲層位置，鉆取注入井；

(2)采用注入泵，將水基壓裂液和支撐劑，通過注入井的井口裝置，大排量注入到干熱巖儲層中，進行水力壓裂，建造人工地熱儲層，人工熱儲半徑在500-1000m，厚度在500-1000m；

(3)在注入井的兩側各鉆取1口生產井，穿過人工熱儲的兩翼，形成注采回路；

(4)將高濃度無機鹽溶液，同時等速注入到人工熱儲中，作為前置段塞，共0.3PV；

(5)將氣體或水，同時等速注入到人工熱儲中，作為間隔段塞，共0.15PV。注入到人工熱儲中的氣體或水，對前期注入的高濃度無機鹽溶液和后續注入的溶液或氣體起到有一定的隔絕作用，防止后置段塞注入在近井地帶造成前置段塞的沉淀，堵塞近井地層。

(6)將后置段塞(鹽、酸或CO₂)，同時等速注入到人工熱儲中，作為誘導段塞，共0.3PV；

(7)再同時向人工熱儲中持續注入高壓CO₂，CO₂在地熱儲層中處于超臨界狀態，并將各段塞頂替至人工熱儲深處；

(8)同時采用微地震手段，監測超臨界CO₂向人工熱儲深處運移的前緣，當監測到的超臨界CO₂運移前緣超出之前的人工熱儲邊界，并可觀察到CO₂注入壓力明顯升高，停止CO₂的注入。隨著各段塞向人工熱儲深處運移，間隔段塞不斷溶解于前緣的無機鹽溶液和后置段塞中，最終高濃度無機鹽溶液前置段塞和后置段塞在人工熱儲邊緣及圍巖中相接觸，導致高濃度鹽溶液發生沉淀現象，沉淀出來的鹽類堵塞人工熱儲邊緣及圍巖中的原生孔隙、微裂縫等滲漏通道。

(9)向注入井持續注入常溫高壓CO₂，采用生產井生產高溫高壓CO₂，利用超臨界CO₂將干熱巖地熱攜帶出來，用于發電、供暖等用途；

(10)隨著超臨界CO₂在人工熱儲中滲流，及向熱儲圍巖中的緩慢滲漏，圍巖孔隙中的殘余地層水不斷蒸發，溶解在地層水中的鹽類及其他礦物成分會進一步沉淀出來，加強對人工熱儲邊緣及圍巖滲漏通道的堵塞，降低超臨界CO₂在循環采熱過程中向圍巖中的滲漏損失，有助于超臨界CO₂的循環采熱以及地質埋存安全。

2.如權利要求1中所述的注超臨界CO₂開采干熱巖地熱的預防滲漏工藝，其特征在于：步驟(2)中壓裂液壓裂干熱巖所需用量較多，壓裂一口井大約需要10000m³水。

3.如權利要求1中所述的注超臨界CO₂開采干熱巖地熱的預防滲漏工藝，其特征在于：步驟(3)中采用一注兩采式井網時，井間間距為500～1000m。當采用其他生產井網時(如一注一采或一注四采式)，應視具體情況設計井間間距。

4.如權利要求1中所述的注超臨界CO₂開采干熱巖地熱的預防滲漏工藝，其特征在于：步驟(4)、步驟(5)和步驟(6)中所采用前置/中間/后置段塞應適所選擇采用的具體無機鹽沉淀機理選擇，由于在注入時，可選擇四種無機鹽沉淀機理前三種中的任意一種，所以步驟(4)、步驟(5)和步驟(6)中組合方式種類繁多，具體可參照說明書。

5.如權利4中所述當采用①高濃度鹽水溶液與沉淀誘導劑混合機理產生無機鹽沉淀時，無機鹽采用NaCl最為經濟實用，選擇乙醇作為作為沉淀誘導劑。NaCl溶液濃度采用質量比例25％較好，NaCl溶液前置段塞與乙醇后置段塞體積比為1：1。

6.如權利要求1中所述的注超臨界CO₂開采干熱巖地熱的預防滲漏工藝，其特征在于：步驟(6)中當選擇CO₂作為后置段塞時，由于和后續操作中繼續注入的CO₂相同，故當注入CO₂作為后置段塞時，本步驟和步驟(7)在現場可直接作為同一步驟實施。

7.如權利要求1中所述的注超臨界CO₂開采干熱巖地熱的預防滲漏工藝，其特征在于：步驟(9)中采用超臨界CO₂采熱時，其注入速率為25～35kg/s。