[發(fā)明專利]一種提高干熱巖壓裂后換熱效率的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201711215435.8
• 申請日: 2017-11-28
• 公開（公告）號: CN107989589B
• 公開（公告）日: 2019-12-03
• 發(fā)明（設計）人: 許偉林;羅銀飛;雷玉德;王萬平
• 申請（專利權）人: 青海九0六工程勘察設計院;青海省環(huán)境地質勘查局
• 主分類號: E21B43/26
• 分類號: E21B43/26;E21B33/13;E21B33/122
• 代理公司: 22103 長春市四環(huán)專利事務所(普通合伙)
• 代理人: 張建成<國際申請>=<國際公布>=<進入

本發(fā)明公開了一種提高干熱巖壓裂后換熱效率的方法，屬于地熱能開發(fā)領域。本發(fā)明采用單井壓裂技術，在干熱巖儲層水力壓裂處灌注耐高溫導熱水泥，使水力壓裂近井區(qū)域密集裂縫封閉，僅留存據(jù)遠井區(qū)域的裂縫，達到了改善攜熱流體流通路徑，提高換熱效率的目的。上部流通孔眼和下部流通孔眼的布設可最大限度的擴大攜熱流體的流動區(qū)域，促進攜熱流體與干熱巖儲層的熱交換，在地面抽吸力的作用下，攜熱流體通過上部流通孔眼、壓裂裂縫、下部流通孔眼和隔熱油管返回地面，同樣可提高干熱巖壓裂后的換熱效率。單井技術和提高干熱巖壓裂后換熱效率方法的應用，可降低干熱巖開發(fā)費用，并減小了環(huán)境破壞，對地熱能的廣泛應用有積極作用。

技術領域

本發(fā)明涉及地熱能開發(fā)領域，具體的涉及一種提高干熱巖壓裂后換熱效率的方法。

背景技術

在全球能源消費逐漸趨于清潔化和可再生化的背景下，地熱能成為當下熱門的新型能源。地熱能分布廣泛，開發(fā)利用方便，是優(yōu)良的可再生能源，有著良好的利用前景。干熱巖是賦存在地層深處的沒有水或者蒸汽的熱巖體，普遍埋藏于地表以下3-10km處，溫度范圍在150-650℃之間，是地熱能資源的重要組成部分。

獲取干熱巖中熱能的方法通常稱為增強型地熱系統(tǒng)，其是通過深部鉆井、儲層改造、流體循環(huán)等工藝從干熱巖中提取具有經(jīng)濟價值的地熱資源的工程技術。水力壓裂是增強型地熱系統(tǒng)儲層改造的主要方式，該技術通過在目標地層進行人工造縫，來達到使增強型地熱系統(tǒng)換熱充分的目的。

然而，由于地下巖體結構復雜，又缺乏實用的監(jiān)測方式，水力壓裂往往難以完全控制裂縫的展布和數(shù)量。在水力壓裂近井區(qū)域，通常會形成密集的裂縫，過多的裂縫則會造成攜熱流體的漏失，難以形成有效的換熱路徑，致使換熱效率較低。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種干熱巖壓裂后換熱效率的方法，通過在干熱巖儲層水力壓裂處灌注耐高溫導熱水泥，使水力壓裂近井區(qū)域密集裂縫封閉，僅留存遠井區(qū)域的裂縫，以改善攜熱流體流通路徑，使干熱巖儲層充分換熱，提高換熱效率。

一種干熱巖壓裂后換熱效率的方法，包括以下步驟：

1)選取干熱巖儲層，采用鉆井設備鉆穿干熱巖蓋層，鉆進至干熱巖儲層底部區(qū)域；

2)提出鉆具后，沿鉆井軌跡下入生產(chǎn)套管及井底封隔器，并使用耐高溫導熱水泥固井；

3)將射孔設備下入干熱巖壓裂目標儲層，將生產(chǎn)套管、水泥環(huán)和干熱巖儲層射穿后，形成干熱巖壓裂孔眼；

4)將水力壓裂設備下入干熱巖壓裂目標儲層，通過干熱巖壓裂孔眼注入壓裂液，大范圍壓裂干熱巖儲層；

5)將水泥注漿設備下至干熱巖壓裂孔眼處，通過干熱巖壓裂孔眼注入耐高溫導熱水泥，從而封閉水力壓裂近井區(qū)域的密集裂縫；

6)再次將射孔設備下入鉆井，在干熱巖壓裂孔眼上部區(qū)域和下部區(qū)域分別射孔，形成上部流通孔眼和下部流通孔眼；

7)在生產(chǎn)套管中下入隔熱生產(chǎn)油管，提供攜熱流體采出通道；

8)沿生產(chǎn)套管和隔熱生產(chǎn)油管間的油套環(huán)空下入封隔器，將上部封隔器安裝在上部流通孔眼以下，將下部封隔器安裝在下部流通孔眼以上，以防止攜熱流體在油套環(huán)空中流動；

9)沿油套環(huán)空注入攜熱流體，攜熱流體沿上部流通孔眼和壓裂裂縫流入干熱巖儲層上部區(qū)域，在注入壓力和重力作用下流向干熱巖儲層下部區(qū)域；

10)在地面安裝抽吸裝置，攜熱流體將在抽吸力作用下從壓裂裂縫流入下部流通孔眼，并沿隔熱生產(chǎn)油管流回地面，通過熱交換設備，可獲取攜熱流體中的熱能。

優(yōu)選的是：步驟2)和步驟5)中耐高溫導熱水泥的導熱系數(shù)應大于8W/(m·K)。

優(yōu)選的是：步驟2)中生產(chǎn)套管的導熱系數(shù)應大于90W/(m·K)。