[發(fā)明專利]一種多井聯(lián)合干熱巖人工熱儲(chǔ)建造系統(tǒng)及建造方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810734516.7
• 申請(qǐng)日: 2018-07-06
• 公開（公告）號(hào): CN108678722A
• 公開（公告）日: 2018-10-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 吳海東;張森琦;付雷;李小杰;葉成明;李夢;李勝濤;李炳平
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國地質(zhì)調(diào)查局水文地質(zhì)環(huán)境地質(zhì)調(diào)查中心
• 主分類號(hào): E21B43/26
• 分類號(hào): E21B43/26;E21B43/27;F24T10/17
• 代理公司: 長春市四環(huán)專利事務(wù)所(普通合伙) 22103
• 代理人: 張冉昕

本發(fā)明公開了一種多井聯(lián)合干熱巖人工熱儲(chǔ)建造系統(tǒng)及建造方法，本發(fā)明是針對(duì)干熱巖人工熱儲(chǔ)建造的一種新思路，以多井聯(lián)合建造法為核心，綜合水力壓裂和化學(xué)刺激等手段，多井聯(lián)合儲(chǔ)層建造可形成“群井效應(yīng)”，有效提高干熱巖開發(fā)中注入井與開采井的連通距離，增大人工熱儲(chǔ)的有效體積和換熱面積，多井持續(xù)長時(shí)間低泵量的剪切壓裂與化學(xué)刺激，泵入壓力和規(guī)模小、應(yīng)力釋放過程緩慢，可有效降低誘發(fā)地震的風(fēng)險(xiǎn)；本發(fā)明方法實(shí)現(xiàn)干熱巖有效大規(guī)模人工熱儲(chǔ)建造，提高干熱巖開發(fā)的經(jīng)濟(jì)效益，以滿足商業(yè)性開發(fā)的要求。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于高溫地?zé)豳Y源開采技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種多井聯(lián)合干熱巖人工熱儲(chǔ)建造系統(tǒng)及建造方法。

背景技術(shù)

近年來，地?zé)豳Y源的開發(fā)利用迅速發(fā)展，已成為世界各國重點(diǎn)開發(fā)的清潔可再生能源之一。依據(jù)存在形式，主要分為水熱型和干熱巖型兩種類型。干熱巖是指埋藏于地下數(shù)千米內(nèi)部不含水或蒸汽的高溫巖體，以火成巖為主，溫度高于180℃，具有高溫、堅(jiān)硬和致密的特點(diǎn)，干熱巖資源開發(fā)潛力巨大，據(jù)估計(jì)地殼深部3-10千米深度范圍內(nèi)干熱巖所蘊(yùn)含的能量相當(dāng)于全球化石能源總能量的30倍。干熱巖資源作為一種綠色、清潔、安全、高效的高溫地?zé)崮茉矗滟Y源量巨大、分布廣泛，是未來戰(zhàn)略性接替能源，越來越受到世界各國的重視。干熱巖資源的開發(fā)需要在高溫堅(jiān)硬致密的干熱巖體中建造范圍足夠大的人工換熱儲(chǔ)層(人工熱儲(chǔ))，并利用載熱流體(一般為水)通過人工換熱儲(chǔ)層與干熱巖體進(jìn)行熱交換，將熱量采出地面，如何建造熱交換體積和面積足夠大的人工換熱儲(chǔ)層，是實(shí)現(xiàn)干熱巖資源經(jīng)濟(jì)性和規(guī)模化開發(fā)利用的難點(diǎn)。

目前，國內(nèi)外干熱巖項(xiàng)目一般采用單井水力壓裂和雙井注水循環(huán)進(jìn)行人工熱儲(chǔ)層建造。干熱巖為堅(jiān)硬致密巖石，破裂壓力極高(70-90MPa)，單井水力壓裂過程中裂縫的擴(kuò)展和延伸受限，容易形成單一裂縫，波及范圍小；雙井注水循環(huán)作業(yè)時(shí)受限于單井壓裂的縫長和波及范圍，最終形成的人工熱儲(chǔ)體積和換熱面積很難有顯著提高。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是解決上述背景技術(shù)中，現(xiàn)有國內(nèi)外干熱巖項(xiàng)目一般采用單井水力壓裂和雙井注水循環(huán)進(jìn)行人工熱儲(chǔ)層建造，單井水力壓裂過程中裂縫的擴(kuò)展和延伸受限，容易形成單一裂縫，波及范圍小；雙井注水循環(huán)作業(yè)時(shí)受限于單井壓裂的縫長和波及范圍，最終形成的人工熱儲(chǔ)體積和換熱面積很難有顯著提高等問題，提供一種多井聯(lián)合干熱巖人工熱儲(chǔ)建造系統(tǒng)及建造方法，本發(fā)明以多井聯(lián)合系統(tǒng)和方法為核心，綜合水力壓裂和化學(xué)刺激等手段，進(jìn)行干熱巖人工熱儲(chǔ)建造，可有效增大巖體裂縫的長度和數(shù)量，顯著提高干熱巖開發(fā)中井間連通距離、人工熱儲(chǔ)有效體積和換熱面積，保證干熱巖人工熱儲(chǔ)具有足夠的開采效率和服務(wù)壽命。

一種多井聯(lián)合干熱巖人工熱儲(chǔ)建造系統(tǒng)，是由注入井、中繼井、開采井、封隔器、井內(nèi)注入管柱、高溫井口及潛水泵、主泵、混液車、添加劑罐、清水罐、化學(xué)刺激液罐、中繼泵、地面高壓管線和壓裂監(jiān)測裝備組成，添加劑罐和清水罐通過地面高壓管線與混液車連接，向混液車供應(yīng)配制壓裂液所需的添加劑和清水；混液車通過地面高壓管線分別與主泵和中繼泵連接，向泵供應(yīng)壓裂液；化學(xué)刺激液罐通過地面高壓管線分別與主泵和中繼泵連接，向泵供應(yīng)化學(xué)刺激液；主泵和中繼泵分別通過井內(nèi)注入管柱向注入井和中繼井泵注壓裂液或化學(xué)刺激液；封隔器安裝在注入井和中繼井內(nèi)的，用于封隔上下地層；高溫井口及潛水泵安裝在開采井內(nèi)；注入井、中繼井和開采井通過地下干熱巖人工熱儲(chǔ)相連通，壓裂監(jiān)測裝備以注入井井深為中心布設(shè)；

所述注入井的數(shù)量為1-2眼，中繼井的數(shù)量為3-5眼，開采井的數(shù)量為1-2眼。

一種多井聯(lián)合干熱巖人工熱儲(chǔ)建造系統(tǒng)的建造方法，其具體建造方法如下：

一、中繼井采用小井眼施工，以開發(fā)場地為中心、以注入井井深為半徑，布設(shè)數(shù)個(gè)壓裂監(jiān)測裝備，用于監(jiān)測干熱巖人工熱儲(chǔ)發(fā)展優(yōu)勢方向，指導(dǎo)中繼井和開采井的布置，鉆井與單井水力壓裂順序?yàn)椋菏紫冗M(jìn)行注入井的鉆井和壓裂，然后進(jìn)行中繼井的鉆井和壓裂，最后進(jìn)行開采井的鉆井和壓裂；