[實用新型]一種中深部砂巖地熱水平井開采結構

有效

• 申請號: 201720545565.7
• 申請日: 2017-05-16
• 公開（公告）號: CN207348839U
• 公開（公告）日: 2018-05-11
• 發明（設計）人: 駱進;朱永強;趙強;項偉
• 申請（專利權）人: 中國地質大學（武漢）
• 主分類號: E21B43/30
• 分類號: E21B43/30;E21B7/04;E21B43/14;F24T10/30;E21B43/26;E21B43/32
• 代理公司: 武漢知產時代知識產權代理有限公司 42238
• 代理人: 曹雄

本實用新型公開了一種中深部砂巖地熱水平井開采結構，在砂巖地熱儲層上建造水平井，形成由豎直井和水平井組合的生產井，最終形成開采和回灌的地熱生成井的新技術和方法；其中水平井為單個水平井或多個平行的水平井；提高了鉆井與儲層的有效接觸表面積，增大開采和回灌效率，大幅增加地熱井的產量，提高經濟效益。

技術領域

本實用新型涉及地熱資源開采技術領域，具體涉及一種中深部砂巖地熱水平井開采結構。

背景技術

地熱能資源可分為淺層地熱、水熱型和干熱巖型，在我國地熱資源大部分以中低溫的水熱為主，主要分布在東南沿海和內陸盆地中。目前，已經發現的水熱型地熱2900多處，總計天然放熱量相當于750萬噸標準；其中，我國已經探明的深部水熱型地熱資源多為盆地型的砂巖儲層。

相關技術中，地熱資源的開采是向地熱資源的儲層打入一口(或幾口)豎直方向的地熱井，其中一口(或幾口)作為回灌井注入較低溫度的水，另一口(或幾口)作為抽水井提取出較高溫度的水，地熱水回灌即將地熱尾水通過人工加壓或自然回灌的方式注入到開采中的熱儲層。但是，在中深部水熱型地熱資源的開采和回灌中長期以來都是豎直方向的地熱井，導致垂直井開采和回灌的效率低下，尤其是在中深部的砂巖地熱資源中，使得抽取和回灌的流量特別低，這使得地熱資源的利用率較差，經濟效益低。

實用新型內容

針對上述技術問題，本實用新型的實施例提供了一種提高開采效率的中深部砂巖地熱水平井開采結構。

為解決上述技術問題，本實用新型實施例提供了一種中深部砂巖地熱水平井開采結構，包括豎直井、傾斜分支井和水平井，所述豎直井位于砂巖地熱儲層，沿所述豎直井的下部增斜鉆進形成多個所述傾斜分支井，采用組合導向鉆具沿每一所述傾斜分支井進行水平鉆進形成多個所述水平分支井。

優選地，所述豎直井的直徑不小于0.4m，其傾斜角度不超過1.5°。

優選地，所述目標儲層的厚度最小為20m，其孔隙度大于20％，滲透率大于0.38μm2。

優選地，所述組合導向鉆具還包括1.5°的單彎螺桿，所述單彎螺桿與所述螺旋穩定器組合后與所述PDC鉆頭螺紋連接。

優選地，所述水平分支井的傾斜角度小于5°，鉆進距離為500m～3000m。

優選地，相鄰水平分支井之間相隔距離大于所述目標儲層的降水漏斗影響半徑。

本實用新型的實施例還提供了一種中深部砂巖地熱水平井開采方法，包括以下步驟：

(1)選取中深部砂巖地熱田的目標儲層，采用滿眼鉆具鉆取豎直井，所述豎直井的底部至所述目標儲層的目標深度處停止；

(2)下放外層套管于所述豎直井的上部，并選用適宜的水泥漿在固井水泥環處進行固井；

(3)采用復合鉆進的方式，對所述豎直井進行增斜鉆進，形成傾斜分支井；

(4)沿所述傾斜分支井進行水平鉆進，利用套管開窗技術，采用組合導向鉆具鉆取水平分支井，所述組合導向鉆具包括加重鉆桿、無磁鉆鋌、螺旋穩定器和PDC鉆頭，所述加重鉆桿、無磁鉆鋌、螺旋穩定器和PDC鉆頭從上往下依次螺紋連接；

(5)每間隔一定深度向所述目標儲層下部的不同方向鉆取水平分支井，直至所述豎直井的底部，并固井；

(6)所述水平分支井的底部下放封隔器，并在所述水平分支井上建造射孔，然后下入生產套管，形成導流通道，進行測井；

(7)重復步驟(1)～(6)形成多個地熱井，對所述地熱井進行洗井和測井；

(8)采用抽吸泵抽取所述目標儲層熱水，熱水通過所述地熱井到達地面；