[發(fā)明專利]地?zé)峋h(huán)壓裂縫及循環(huán)導(dǎo)熱系統(tǒng)方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010499767.9
• 申請日: 2020-06-04
• 公開（公告）號: CN111550227A
• 公開（公告）日: 2020-08-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 付睿;王冬雪;付麗;付萬春;牛輝英
• 申請（專利權(quán)）人: 付睿
• 主分類號: E21B43/26
• 分類號: E21B43/26;E21B43/267;E21B37/06;F24T50/00
• 代理公司: 成都蓉創(chuàng)智匯知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 51276
• 代理人: 趙雷

本發(fā)明公開了一種地?zé)峋h(huán)壓裂縫及循環(huán)導(dǎo)熱系統(tǒng)。本發(fā)明應(yīng)用高導(dǎo)熱的納微米級石墨烯、石墨、活性炭等支撐劑和自生泡沫壓裂液對地?zé)峋M(jìn)行壓裂，建成放射狀外環(huán)導(dǎo)熱不滲微裂縫、中環(huán)導(dǎo)熱高滲主裂縫、內(nèi)環(huán)隔熱不滲填充縫等組成的立體自密閉、超大導(dǎo)熱縫面的地?zé)峋h(huán)壓裂縫及循環(huán)導(dǎo)熱系統(tǒng)。用單口井、單相液循環(huán)導(dǎo)熱換熱開采地?zé)崮埽瑢?shí)現(xiàn)干熱型和水熱型地?zé)崮堋按竺娣e、微縫網(wǎng)，高導(dǎo)熱、高換熱，只取熱、不采水，成本低、適用廣”的清潔高效開發(fā)利用。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種地?zé)峋h(huán)壓裂縫及循環(huán)導(dǎo)熱系統(tǒng)方法。

背景技術(shù)

地?zé)崮苁翘N(yùn)藏在地球內(nèi)部的取之不盡、用之不竭、潛力巨大的自然熱能。特別是水熱型和干熱巖等地?zé)崮苁且环N分布廣、埋藏淺、資源量大、可再生的清潔新能源。在環(huán)保意識日漸增強(qiáng)和能源日趨緊缺的情況下，對地?zé)崮艿暮侠黹_發(fā)利用已愈來愈受到重視，未來將發(fā)揮日益重要的作用。

但是，現(xiàn)有的水熱型地?zé)崮艿摹安伤帷狈椒ǎ苯娱_采出地?zé)釋哟罅康臒崴Y源到地面換熱、取熱、供熱，因采出大量含鹽和有害礦物的原始地下熱水，造成供熱量和溫度不穩(wěn)定、設(shè)備腐蝕快、環(huán)境污染大、污水處理成本高，甚至因超采壓力速降、地應(yīng)力失恒和地下水位嚴(yán)重下降引發(fā)地面塌陷、滑坡、地震等地質(zhì)災(zāi)害；現(xiàn)有干熱型地?zé)崮艿摹霸鰪?qiáng)型地?zé)嵯到y(tǒng)”(EGS)技術(shù)，必須用多井壓裂形成裂縫網(wǎng)連通注入井和采出井，注入換熱水在高溫地?zé)釋恿芽p吸熱換熱成蒸汽，從采出井采出地面發(fā)電的方法，不能單井形成裂縫網(wǎng)循環(huán)系統(tǒng)，多井壓裂注采系統(tǒng)存在投資大，注入水漏失大，井間連通裂縫難控制，易短路或易堵塞，有效期短；地?zé)釋雍退膶?dǎo)熱系數(shù)低，導(dǎo)熱差，傳熱慢，換熱量和效率低，供熱不穩(wěn)定；高溫地?zé)釋訉?dǎo)換熱的主介質(zhì)水從液態(tài)到氣態(tài)變液態(tài)的多次變態(tài)轉(zhuǎn)換，溫度和流速變化大，相關(guān)設(shè)備多，熱效低，成本高。這些問題，嚴(yán)重制約水熱型和干熱巖等地?zé)崮艿母咝Лh(huán)保開發(fā)利用。

上述背景技術(shù)是為了便于理解本發(fā)明，并非是申請本發(fā)明之前已向普通公眾公開的公知技術(shù)。

術(shù)語解釋

地?zé)崮埽旱責(zé)崮苁翘N(yùn)藏在地球內(nèi)部的自然熱能，尤其是水熱型、干熱型等分布廣、埋藏淺、資源量大、可再生、可開采的地?zé)崮堋?/p>

石墨烯：石墨烯(Graphene)是具有六角型呈蜂巢晶格的高導(dǎo)熱、高抗壓、高耐熱的二維納米碳材料。

導(dǎo)熱液：用于地?zé)峋h(huán)壓裂縫及循導(dǎo)熱系統(tǒng)的專用導(dǎo)熱液體。

發(fā)明內(nèi)容

基于上述問題，本發(fā)明提供一種地?zé)峋h(huán)壓裂縫及循環(huán)導(dǎo)熱系統(tǒng)，該地?zé)峋h(huán)壓裂縫及循環(huán)導(dǎo)熱系統(tǒng)具有高導(dǎo)熱、高滲透、高強(qiáng)度、大縫面、用水少、環(huán)保好、成本低等獨(dú)特優(yōu)勢，可廣泛應(yīng)用于干熱型和水熱型地?zé)崮荛_采，用單口井、單相液在導(dǎo)熱高滲主裂縫內(nèi)循環(huán)導(dǎo)熱換熱開采地?zé)崮埽瑢?shí)現(xiàn)水熱型和干熱型地?zé)崮堋按竺娣e、微縫網(wǎng)，高導(dǎo)熱、高換熱，只取熱、不采水，成本低、適用廣”的清潔高效開發(fā)利用。本發(fā)明提供以下技術(shù)方案：

技術(shù)方案一：地?zé)峋h(huán)壓裂縫的結(jié)構(gòu)包括：

外環(huán)導(dǎo)熱不滲微裂縫，位于地?zé)釋觾?nèi)地?zé)峋坠苤車耐猸h(huán)，用于大面積導(dǎo)熱但不滲透，隔開外圍地?zé)釋拥牧黧w進(jìn)入中環(huán)的導(dǎo)熱高滲主裂縫；

中環(huán)導(dǎo)熱高滲主裂縫，位于地?zé)釋觾?nèi)地?zé)峋坠苤車闹协h(huán)，用于導(dǎo)熱液流動導(dǎo)換地?zé)崮埽?/p>

內(nèi)環(huán)隔熱不滲填充縫，位于地?zé)釋觾?nèi)地?zé)峋坠苤車膬?nèi)環(huán)，用于隔離地?zé)峋蛯?dǎo)熱高滲主裂縫的熱能和流體；

地?zé)峋坠埽瑥牡孛娲┻^地?zé)釋樱責(zé)峋坠艿挠锌籽叟c地?zé)釋觾?nèi)的導(dǎo)熱高滲主裂縫的下端口及上端口連通。

技術(shù)方案二：地?zé)峋h(huán)壓裂縫及循環(huán)導(dǎo)熱系統(tǒng)包括：

地?zé)峋h(huán)壓裂縫，技術(shù)方案一所述的地?zé)峋坠芎腿h(huán)壓裂縫網(wǎng)，用于循環(huán)進(jìn)入低溫導(dǎo)熱液，導(dǎo)熱地?zé)崮苌郎爻蔀楦邷貙?dǎo)熱液；