[發明專利]一種中深層U型對接地熱井套管管路密封運行的工藝方法

在審

• 申請號: 201711124371.0
• 申請日: 2017-11-14
• 公開（公告）號: CN107642329A
• 公開（公告）日: 2018-01-30
• 發明（設計）人: 王永全;季學庭;程英好
• 申請（專利權）人: 中國煤炭地質總局水文地質局
• 主分類號: E21B7/00
• 分類號: E21B7/00;E21B7/04;E21B43/30;E21B7/18;E21B33/13;E21B43/10
• 代理公司: 天津濱海科緯知識產權代理有限公司12211
• 代理人: 張峻

技術領域

本發明屬于地熱能源開發技術領域，尤其是涉及一種中深層U型對接地熱井套管管路密封運行的工藝方法。

背景技術

地熱能是一種綠色清潔能源，對于獲取地熱能的方式主要分為兩種：一是將地熱水取出，直接或通過地面熱交換，獲取地熱能；這種方法優點是工藝簡單、熱能的利用率較高，缺點是：地下水需要回灌，局部地區無法回灌，造成地下水位下降、環境受到破壞、部分地熱資源豐富地區無水，無法采用此方法。二是取熱不取水，通過向井內注入流體介質，通過流體介質循環或儲存，實現熱交換，獲取地熱能。

目前，在第二種獲取地熱能方式方面，一是采用向井內插入中心管，進行流體介質的循環，通過熱交換，獲取地熱能；二是將換熱裝置連同中心管下入井內，通過熱交換，獲取地熱能。這兩種方式，都存在以下缺點：

(1)向井內下入大量的中心管或換熱裝置，存在不安全因素，在井深較大時，更為突出；

(2)地熱井全井段進行熱交換，難以控制換熱井段；

(3)在獲取高地熱能的定向地熱井、水平地熱井中，難以實施。

發明內容

有鑒于此，本發明旨在提出一種中深層U型對接地熱井套管管路密封運行的工藝方法，以解決現有技術中存在的問題，有效高效地獲取地熱能。

為達到上述目的，本發明的技術方案是這樣實現的：

一種中深層U型對接地熱井套管管路密封運行的工藝方法，其特征在于：包括如下步驟：根據對接層的地層情況，從以下是三種循環類型中選取任意一種循環類型進行施工：

類型A、裸眼通道型

適用地層情況：對接層段地層穩定、完整，且無孔隙、裂隙、溶洞；

施工方法：直井鉆進至預定深度A點，在直井中下入生產套管至A點，采用小于生產套管內徑的小徑取芯鉆進，繼續向下鉆進5-6mm到達C點，然后大泵量清井眼，采用精準定向鉆進方法將對接井鉆進至預定深度B點，在對接井中下入生產套管至B點，采用小于生產套管內徑的小徑取芯鉆進，與直井的小井眼連通；

通過循環漿液貫通，使井底和井眼內無沉淀；然后進行打壓試驗，在井口處設有壓力表，壓力合格后即建立完整的循環通道；

類型B、水泥體井眼通道型

對接層段地層穩定、完整性較差，且有孔隙、裂隙何溶洞；

施工方法：直井鉆進至預定深度C點，采用水力方法造腔，保證腔徑≥10m,腔體高度≥10m，注入水泥形成水泥體，水泥體凝固24h后，用高壓槍沖掃至A點，沖掃進入水泥體，在直井中下入生產套管至A點，采用小于生產套管內徑的小徑取芯鉆進，繼續向下鉆進5-6mm到達C點，然后大泵量清井眼，采用精準定向鉆進方法將對接井鉆進至預定深度B點，進入水泥體，在對接井中下入生產套管至B點，采用小于生產套管內徑的小徑取芯鉆進，與直井的小井眼連通；

通過循環漿液貫通，使井底和井眼內無沉淀；然后進行打壓試驗，在井口處設有壓力表，壓力合格后即建立完整的循環通道；

類型C、水泥體襯管井眼通道型

對接層段地層穩定、完整性差，孔隙、裂隙何溶洞多，采用機械方法和水力方法無法造成較大的腔室；

施工方法：直井鉆進至預定深度C點，采用水力方法造腔，最終腔徑≥4m,腔體高度＜10m，注入水泥形成水泥體，水泥體凝固24h后，用高壓槍沖掃至A點，沖掃進入水泥體，水泥體凝固72h后，在直井中下入生產套管至A點，采用小于生產套管內徑的小徑取芯鉆進，繼續向下鉆進5-6mm到達C點，然后大泵量清井眼，采用精準定向鉆進方法將對接井鉆進至預定深度B點，進入水泥體，在對接井中下入生產套管至B點，采用小于生產套管內徑的小徑取芯鉆進，與直井的小井眼連通；

通過循環漿液貫通，使井底和井眼內無沉淀；在直井、對接井與水泥體的連接處下入膨脹套管，然后進行打壓試驗，在井口處設有壓力表，壓力合格后即建立完整的循環通道。

優選的，所述對接層由上至下分為非熱交換層和熱交換層。

優選的，所述類型A、類型B和類型C的施工方法中通過在非熱交換層設置中心管建立完整的循環通道。

優選的，所述中心管的末端套裝有封隔器，封隔器下方為熱交換層。

優選的，所述類型A、類型B和類型C的施工方法中小徑取芯鉆進時的內徑均比生產套管的內徑小4mm。

優選的，所述類型B和類型C的施工方法中，水泥體中注入的水泥為42.5及以上標號的水泥。

優選的，所述類型C中的膨脹套管伸入水泥體井眼中的長度大于2m，膨脹套管在生產套管中的長度大于2m。