[實用新型]地壓地熱能氣水同采完井系統

有效

• 申請號: 201720213715.4
• 申請日: 2017-03-06
• 公開（公告）號: CN207348831U
• 公開（公告）日: 2018-05-11
• 發明（設計）人: 劉明鑫;任威嚴;查永進;杜世亮;竇雪穎
• 申請（專利權）人: 中國石油集團鉆井工程技術研究院;中國石油大學（北京）
• 主分類號: E21B43/10
• 分類號: E21B43/10;E21B47/06;E21B47/04;E21B34/06;F24T10/20
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本實用新型涉及地壓地熱能氣水同采完井系統，其特點主要包括：表層套管、技術套管、油管、安全密封閥門和壓力測量裝置。地壓地熱能氣水同采完井系統是針對水熱型地熱系統熱儲層中存在水和天然氣時設計的開采方法，該氣水同采完井方法與普通水熱型地熱系統開采方法的不同之處是讓儲層水通過油管流到地面，儲層天然氣通過油管與技術套管之間的環形空間流到地面，實現水和天然氣的通過不同流道采出到地面，產出的水在地面進行熱交換發電，產出的天然氣通過燃燒鍋爐發電；在采氣設計中，油管與技術套管之間的環形空間上部安裝安全密封閥門封閉環形空間，環形空間上部有壓力測量裝置，當壓力測量裝置所測壓力小于設定值時安全密封閥門關閉，當所測壓力達到設定值時安全密封閥門打開，開采天然氣。

技術領域

本實用新型涉及地熱開采技術領域，具體涉及地壓地熱能氣水同采完井系統。

背景技術

不可再生常規能源不斷地開發(石油、天然氣及煤等)以及開發帶來的資源與環境問題日益嚴峻，然而地熱資源作為一種清潔、低碳、安全、高效的可再生能源進入了我人們視野，尤其對于地壓地熱能開發利用。地壓地熱能是指存儲于某些大型沉積盆地深處(地層3km-6km) 的高溫高壓流體，并且高溫高壓流體含大量甲烷氣體。

地壓地熱能資源具有較高壓力以及其中含有大量溶解氣體，溶解氣體主要成分為甲烷。通常在標準溫度與壓力條件下，甲烷很難溶解于水中，然而隨著壓力的不斷增加，甲烷在水中的溶解度快速上升，例如：位于井深2400米地層處(地層壓力高于標準大氣壓數十倍)，甲烷在水中溶解度為地面100倍。地壓地熱能含有高溫水熱能和可燃燒甲烷氣體，如果既要將地層高溫熱水開采到地面，又要將地層甲烷氣體開采到地面，采用通常地熱能開采方法來獲取利用地壓地熱能資源，則會將地層高溫水和甲烷通過一個流道同時采出地面，氣水混合物流到地面后不僅需要進行氣液分離等措施，而且還存在甲烷氣體燃燒爆炸危險等問題，因此，迫需提出一套專門針對地壓地熱系統來開采地壓地熱能資源。

基于以上分析，本實用新型專利設計了地壓地熱能氣水同采完井系統，旨在補充我國在目前在地壓地熱能氣水同采完井系統的缺陷，該系統只需要鉆一口井，通過油管采出熱水，通過油管與套管之間的環形空間來采出氣體，實現氣水同采和氣水分離，通過該設計來降低地壓地熱系統的開發成本，以實現對地熱能的安全、高效、可持續、低成本開發和利用。

實用新型內容

本實用新型目的在于為地壓地熱能開發系統提供地壓地熱能氣水同采完井系統，以此來高效地開發利用地壓地熱能資源。

為了達到上述目的，本實用新型采用如下的技術方案：

地壓地熱能氣水同采完井系統主要由表層套管、技術套管、油管、安全密封閥門和壓力測量裝置組成。本實用新型中開發地壓地熱能采用井型為直井，套管下入順序為表層套管、技術套管、油管，本實用新型中的直井井身結構特點在于油管下入到地熱儲層位置比技術套管下入位置深，技術封套管下入到所述地熱儲層上部，油管下入到地熱儲層下部，油管下入深度與技術套管下入深度的差別由地熱儲層厚度決定，該設計為了實現油管開采地熱儲層下部的高溫熱水，利用油管與技術套管之間的環形空間開采氣體。

地壓地熱系統氣開采時，氣體溶解于水中，當鉆井鉆開地壓地熱儲層時地層壓力降低，氣體從水中緩慢解析，形成的小氣泡緩慢上浮，使得氣體緩慢上浮到地熱儲層上部，地熱儲層下部的水中的溶解氣體全部解析出來，儲層下部是水，儲層上部則是氣水混合物。由于設計的油管端部位置比油管與技術套管之間的環形空間端部位置長200m，儲層下部的水通過油管采出到地面用來發電，儲層上部的氣水混合物則流向油管與套管之間的環形空間中。