[發(fā)明專利]一種干熱巖地?zé)崛斯醿Φ慕ㄔ旆椒?/span>有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 201610064672.8 | 申請日: | 2016-01-29 |
| 公開(公告)號: | CN105696996B | 公開(公告)日: | 2018-12-11 |
| 發(fā)明(設(shè)計)人: | 郤保平;崔繼明;馮增朝;趙陽升;鄭曉琛;李廣林 | 申請(專利權(quán))人: | 太原理工大學(xué) |
| 主分類號: | E21B43/26 | 分類號: | E21B43/26;E21B43/30;E21B49/00;F24T10/20 |
| 代理公司: | 太原科衛(wèi)專利事務(wù)所(普通合伙) 14100 | 代理人: | 朱源 |
| 地址: | 030024 *** | 國省代碼: | 山西;14 |
| 權(quán)利要求書: | 查看更多 | 說明書: | 查看更多 |
| 摘要: | |||
| 搜索關(guān)鍵詞: | 一種 干熱巖 地?zé)?/a> 人工 建造 方法 | ||
1.一種干熱巖地?zé)崛斯醿Φ慕ㄔ旆椒ǎ涮卣髟谟冢涸谌Χǖ牡責(zé)岙惓^(qū)選定干熱巖地?zé)衢_發(fā)區(qū)域,利用鉆井施工所獲得的巖層地質(zhì)結(jié)構(gòu)資料,通過地質(zhì)識別和分析,確定火成巖相形成的軟弱結(jié)構(gòu)面或軟弱層的位置,并繪制地質(zhì)剖面圖,然后沿著火成巖相形成的軟弱結(jié)構(gòu)面或軟弱層進行超臨界二氧化碳分段壓裂產(chǎn)生主裂縫,待群井間的主裂縫貫通后,應(yīng)用大排量水力致裂方式在群井間的主裂縫內(nèi)進行二次壓裂,高溫巖層在溫度差和水壓的共同作用下,產(chǎn)生體積破裂或者叢式破裂,火成巖層內(nèi)或火成巖層間裂縫互相搭接形成裂隙網(wǎng)絡(luò),形成一個滲透性較強、熱交換面積較大的裂縫群或裂縫帶,實現(xiàn)高溫巖體地?zé)崛斯醿Φ慕ㄔ欤?/p>
其具體實施的步驟為:
(1)在圈定的地?zé)岙惓^(qū)選定干熱巖地?zé)衢_發(fā)區(qū)域進行井組布置,井組的布置方式呈四邊形、五邊形或六邊形,一般由5到7口鉆井組成;
(2)首先施工中心位置的注入井(1),當(dāng)鉆井施工到溫度為180℃以上的巖層時,開始取巖芯,繼而依次施工生產(chǎn)井(2),測試溫度并鉆取巖芯;
(3)對取得的巖芯進行地質(zhì)識別和分析,確定由巖相形成的軟弱結(jié)構(gòu)面或軟弱層(3)在巖層中的位置和厚度,并繪制其地質(zhì)剖面圖;
(4)根據(jù)所繪制的地質(zhì)剖面圖,沿井組間的軟弱結(jié)構(gòu)面或軟弱層(3)進行超臨界二氧化碳分段壓裂,直到群井內(nèi)所有鉆井之間都產(chǎn)生主裂縫(4);
(5)采用大排量的水力壓裂方式在群井間主裂縫(4)內(nèi)進行二次壓裂,由于流量大,會在主裂縫(4)周圍的巖體內(nèi)形成溫度差,主裂縫(4)在溫度差和水壓共同作用下產(chǎn)生二次破裂區(qū)(5),巖體內(nèi)逐步形成體積破裂或者叢式破裂;
(6)對群井內(nèi)所有鉆井反復(fù)循環(huán)進行超臨界二氧化碳分段壓裂和水力壓裂,直到巖層內(nèi)的主裂縫(4)和二次破裂區(qū)(5)的裂隙互相搭接連通,形成一個滲透性較強、熱交換面積較大的裂縫群或裂縫帶;
(7)從注入井(1)注入大量的低溫水,經(jīng)過裂縫群或裂縫帶熱交換后,從生產(chǎn)井(2)得到源源不斷的過熱水蒸汽或高溫水用于發(fā)電。
2.按照權(quán)利要求1所述的一種干熱巖地?zé)崛斯醿Φ慕ㄔ旆椒ǎ涮卣髟谟冢核霾襟E(1)中,井組中心為注入井(1),生產(chǎn)井(2)均等的布置在以注入井(1)為圓心、L為半徑的圓周上,注入井(1)至生產(chǎn)井(2)的距離L的數(shù)值范圍為500-1000m。
3.按照權(quán)利要求1所述的一種干熱巖地?zé)崛斯醿Φ慕ㄔ旆椒?,其特征在于:所述步驟(3)中,在對取得的巖芯進行地質(zhì)識別和分析,確定巖層的種類、軟弱結(jié)構(gòu)面或軟弱層(3)的位置及其厚度,并繪制地質(zhì)剖面圖后,通過巖石力學(xué)實驗,測定壓裂段巖石的垂向抗拉強度σt。
4.按照權(quán)利要求1所述的一種干熱巖地?zé)崛斯醿Φ慕ㄔ旆椒ǎ涮卣髟谟冢核霾襟E(4)中,在沿著軟弱結(jié)構(gòu)面或軟弱層(3)處進行超臨界二氧化碳分段壓裂時,分段高度根據(jù)其巖層厚度來確定,一般為2-4m。
5.按照權(quán)利要求1所述的一種干熱巖地?zé)崛斯醿Φ慕ㄔ旆椒?,其特征在于:所述步驟(4)(5)(6)中,進行超臨界二氧化碳分段壓裂和水力壓裂時,注入的二氧化碳的溫度為常溫,水的溫度為常溫或常溫以下,壓裂壓力P控制在壓裂地層垂直地應(yīng)力σv和壓裂地層垂直地應(yīng)力σv與巖石的垂向抗拉強度σt之和之間,即σv﹤P﹤σv+σt。
6.按照權(quán)利要求1所述的一種干熱巖地?zé)崛斯醿Φ慕ㄔ旆椒ǎ涮卣髟谟冢核霾襟E(6)中,所建成的滲透性較強、熱交換面積較大的裂縫群或裂縫帶的體積v=πL2H,形成的人工熱儲的有效體積為V=nπL2H,式中H為壓裂段高度,n為人工熱儲的有效系數(shù),L為生產(chǎn)井與注入井之間的距離。
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