[發明專利]一種異型羽狀地熱井開發系統

有效

• 申請號: 202011528335.2
• 申請日: 2020-12-22
• 公開（公告）號: CN112627797B
• 公開（公告）日: 2022-12-23
• 發明（設計）人: 汪健生;謝經軒;劉雪玲
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: E21B43/30
• 分類號: E21B43/30
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 程毓英

本發明提供一種異型羽狀地熱井開發系統，包括注入井、生產井和干熱巖儲層，位于所述注入井和所述生產井之間巖體被壓裂，形成連通所述注入井和所述生產井的裂隙網絡。其特征在于：所述注入井包括注入井垂直段、注入井造斜段和注入井主井段；所述注入井主井段向下傾斜延伸；沿所述注入井主井段向下延伸方向，在不同的平面上設置N層分支井；所述生產井位于注入井的上方H處，所述生產井的結構與所述注入井的注入井垂直段、注入井造斜段和注入井主井段平行；所述注入井和所述生產井在所述干熱巖儲層的體對角方向上布置。

技術領域

本發明屬于深部干熱巖地熱能開發利用領域，特別涉及一種異型羽狀地熱井開發系統。

背景技術

干熱巖地熱資源具有儲量大、溫度高、利用過程無碳排放等優點，在未來可再生能源發展領域應用潛力巨大。但高溫干熱巖地熱資源往往埋藏深和滲透性差，導致高品質地熱能利用效率低。增強型地熱系統作為深部干熱巖地熱能開發的有效技術手段，在近年來得到廣泛的關注。其中，完整的增強型地熱系統是由循環工質、注采井、有效的裂隙網絡和特定的目標熱儲層組成。由此可以看出，合理的布井方案設計及應用是深層干熱巖地熱資源高效開發的關鍵。

專利CN 202020566317.2，一種干熱巖水平井多分支連通換熱系統，采用多流道連通方法改變工質的流動方向，增強工質與巖體的換熱。

專利CN 201820398305.6，一種干熱巖雙層水平多分支換熱井系統，采用多組水平井與多組分支井相連通的方法，提高工質的過流面積。

專利CN 201711127849.5，一種采用水平井開發干熱巖地熱能的工藝方法，采用“兩注一采”的水平布井方案與分段壓裂相結合的方法，提高地熱能的開發效率。

專利CN201710263932.9，一種雙水平循環超臨界二氧化碳開發干熱巖的方法，采用超臨界二氧化碳作為壓裂和循環介質實現碳封存，避免水巖作用，提高干熱巖地熱資源的經濟性開發。

專利CN201710182823.4，單井干熱巖熱能提取系統，采用井下放置換熱器的方式，實現熱能的提取。

在以上干熱巖地熱資源的開發模式中，大都采用水平井布置方案提高工質的過流面積來提高增強型地熱系統的開發效率。根據報道，在國際上規定干熱巖開發的注入速率為80kg/s，熱儲體積大于1000m³。但這樣的方式難以實現熱儲層的立體開發，局部巖體的降溫還會導致儲層內部的地應力場分布不均，在注入井附近壓應力降低明顯，在生產井附近壓應力有上升趨勢，從而導致熱產能降低、注入壓力升高、熱突破時間提前。

綜上所述，隨著儲層改造技術的成熟，依據目前所存在的問題提出采熱率高、開發成本低的干熱巖資源開發模式具有重要意義。

發明內容

本發明的目的：為了提高深部干熱巖地熱資源的利用效率，實現大儲層地熱能的立體開發，特提供一種異型羽狀地熱井開發系統。為達到上述目的，本發明采取的技術方案是：

一種異型羽狀地熱井開發系統，包括注入井、生產井和干熱巖儲層，位于所述注入井和所述生產井之

間巖體被壓裂，形成連通所述注入井和所述生產井的裂隙網絡。其特征在于：

所述注入井包括注入井垂直段、注入井造斜段和注入井主井段；所述注入井主井段向下傾斜延伸；

沿所述注入井主井段向下延伸方向，在不同的平面上設置N層分支井；

所述生產井位于注入井的上方H處，所述生產井的結構與所述注入井的注入井垂直段、注入井造斜段和注入井主井段平行；

所述注入井和所述生產井在所述干熱巖儲層的體對角方向上布置。