一种裂隙型干热岩储层双斜井分段调控强化采热方法技术

地下热能开采利用技术领域，是一种裂隙型干热岩储层双斜井分段调控强化采热方法；在干热岩原生裂隙发育带钻入倾斜的注入井和采出井，通过由下至上按序对两井分段注入高压低温流体，实现对裂隙发育带的循环剪切卸荷扰动，提高干热岩储层裂隙网络压裂连通效果；然后智能调控注采井分段，向注入井分段注入低温液体，将充分换热后的高温液体从采出井分段采出；本发明专利技术使储层裂隙发育带的原生裂隙在水力压剪和卸荷扰动共同作用下达到充分交叉

【技术实现步骤摘要】
一种裂隙型干热岩储层双斜井分段调控强化采热方法


[0001]本专利技术属于地下热能开采利用
，涉及一种裂隙型干热岩储层双斜井分段调控强化采热方法。

技术介绍

[0002]地热资源以其清洁、运行稳定和空间分布广泛的特性，已成为世界各国重点研究和开发的新能源。按照存在形式划分，地热资源可分为水热型和干热岩型两种类型，其中对于干热地热的开采，是目前国内外商业化地热开采的关注重点，也是未来地热资源开采的发展方向。然而，在目前的开采过程中，干热岩裂隙压裂连通面积低，注水循环差，热突破严重，这都严重制约了干热岩地热开发的进程。注水剪切刺激技术作为一种人为改造储层及增产的技术，是依靠地面高压泵注入流体，并采用一定的注入工艺技术和程序，对含原生裂隙的热储层施加一定泵注压力，使得密集的原生裂隙网络产生剪切滑移而与新生裂隙交叉贯通形成裂隙网络，由于干热岩地热井通常在结晶岩（花岗岩）中，因此剪切滑移后的裂隙具有相当大的自支撑能力，从而可实现储层渗透性的增强改造，然后将冷水持续注入岩石原生裂缝和新生裂缝中，实现对热储层热能的提取。
[0003]目前，国内外深部干热岩开采项目一般都是采用单井注水、双垂直井或双水平井注水循环进行人工热储层的建造和采热。传统的单井注水、双垂直井或双水平井注水循环进行人工热储层建造时，单纯地注水压裂或剪切刺激受缝长和波及范围限制，使得裂缝扩展和延伸受限，容易形成单一裂缝，波及范围小，最终形成的人工热储体积和换热面积很难有显著的提高。由于干热岩储层所处的高温、高压环境，使得单纯依靠注水压裂或注水剪切刺激技术难以建造大体积的人工裂隙热储，且通常所需泵注压力过高，实施困难，使得矿层裂隙压剪连通面积小，导致热采效率低，更甚会引发断层滑移、地表沉陷等一系列的地质灾害问题；此外，在长期注采阶段，由于流体更倾向于在局部渗流路径中形成优势通道，这使得流动难以形成高密度的渗流通道，造成热储发生热短路，过早地形成热突破。
[0004]一般而言，地热开采关注三方面：1）高注入量；2）高换热量；3）高回采量，其中前两者取决于储层裂隙网络发育情况，而后者取决于井眼布置及注采工艺。因此，如何利用干热岩储层天然裂隙系统及地温特征，在干热岩地热储层中设计钻井布置及注采工艺，关系着干热岩储层的成功改造及高效热能开采。

技术实现思路

[0005]本专利技术克服了现有技术的不足，提出一种裂隙型干热岩储层双斜井分段调控强化采热方法，以增强热储层渗透率并实现热能的高效提取。
[0006]为了达到上述目的，本专利技术是通过如下技术方案实现的。
[0007]一种裂隙型干热岩储层双斜井分段调控强化采热方法，包括以下步骤：S1：在干热岩地热开采区地表布置垂直对井，然后分别转斜井倾斜进入目标热储层并固井，形成注入井和采出井。
[0008]S2：将注入井的倾斜段和采出井的倾斜段分别对应进行分段，从注入井和采出井标高最低的斜井分段开始，逐段向上注入高压低温流体，高压低温流体通过斜井分段上的射孔进入目标热储层实施剪切刺激，以逐步形成对储层区域的卸荷扰动影响。
[0009]S3：将注入井和采出井的各个斜井分段进行独立密封，从注入井标高最低的斜井分段开始注入低温液体与干热岩储层裂隙间发生充分热交换，再通过采出井上的对应分段采出；然后关闭标高最低的斜井分段，向上一斜井分段进行采热，以此类推逐层采热。
[0010]优选的，步骤S2中逐段向上注入高压低温流体，以及步骤S3中逐层采热的过程均为循环多次进行。
[0011]优选的，注入井的倾斜段钻入目标热储层低温区，采出井的倾斜段钻入目标热储层高温区。
[0012]更优的，注入井的倾斜段和采出井的倾斜段等间距分布，均垂直于热储裂隙区的主裂隙方向，且采出井的倾斜段位于注入井的倾斜段上方。
[0013]优选的，在注入井和采出井之间设置有监测井，所述监测井设置有微震监测装置。
[0014]优选的，高压低温流体的注入方式采用恒流量注入或单调注入或循环注入方式。
[0015]优选的，在注入井的倾斜段和采出井的倾斜段内设置可通过低温流体的导管，导管连接有射孔器，且导管外面布置有套管，套管与井筒间采用水泥固井。
[0016]更优的，射孔器在压裂侧留有孔，另一侧为封堵的结构。
[0017]优选的，采用封隔器对斜井分段进行分隔或独立密封，所述封隔器设置有温度传感器和水压传感器，可监测分段内流体温度和水压变化。
[0018]优选的，各封隔器的温度传感器和水压传感器通过信号线连接至地面控制平台，所述地面控制平台与主机通过接口通信，加入温度阈值报警功能。
[0019]优选的，封隔器设置有控制阀门，所述控制阀门用于控制封隔器与导管内的水压连通。
[0020]优选的，在步骤S2循环多次进行中，地面控制平台根据各分段内封隔器的温度测量反馈，通过温度阈值判断，通过控制器灵活调节封隔器的控制阀门，控制封隔器内密封水压大小，完成封隔器的开启/关闭状态的智能控制。
[0021]优选的，所述的高压低温流体为水或盐酸或超临界CO2。
[0022]本专利技术相对于现有技术所产生的有益效果为：本专利技术通过由下至上按序对注采井分段实施注高压低温流体剪切刺激，实现对裂隙发育带的剪切卸荷扰动，释放高压裂隙热储内的有效体积应力，增加储层内裂缝张开度和长度，从而有效提高干热岩储层裂隙网络压裂连通效果。
[0023]同时通过动态智能调控注采井分段，可避免由于单一注采路径产生过早热突破而导致采热效率降低，也有利于已开采分段的热恢复，从而实现快速、大规模地从深部干热岩储层中开采地热的目的，以满足裂隙型热储商业性开发与地质环境调控需求。
附图说明
[0024]图1为本专利技术的双斜井分段调控强化采热系统布置示意图。
[0025]图2为本专利技术注采井分段的建造示意图。
[0026]图3为本专利技术的双斜井分段注水剪切卸压增透改造效果图。
[0027]图4为封隔器设置的传感器控制电路图。
[0028]附图标号说明：1
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注入井；2
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采出井；3
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监测井；4
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断层；5
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斜井部分；6
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斜井分段；7
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耐高温水压膨胀型金属封隔器；8
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注水剪切卸压扰动区；9
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岩浆库；10
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干热岩开采储层；11
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原生裂隙发育带；12
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水泥；13
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套管；14
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导管；15
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注射孔；16
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射孔器；17
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水力裂隙；18
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注入井第一分段；19
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注入井第二分段；20
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注入井第三分段；21
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注入井第四分段；22
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注入井第五分段；23
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种裂隙型干热岩储层双斜井分段调控强化采热方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：在干热岩地热开采区地表布置垂直对井，然后分别转斜井倾斜进入目标热储层并固井，形成注入井和采出井；S2：将注入井的倾斜段和采出井的倾斜段分别对应进行分段，从注入井和采出井标高最低的斜井分段开始，逐段向上注入高压低温流体，高压低温流体通过斜井分段上的射孔进入目标热储层实施剪切刺激，以逐步形成对储层区域的卸荷扰动影响；S3：将注入井和采出井的各个斜井分段进行独立密封，从注入井标高最低的斜井分段开始注入低温液体与干热岩储层裂隙间发生充分热交换，再通过采出井上的对应分段采出；然后关闭标高最低的斜井分段，向上一斜井分段进行采热，以此类推逐层采热。2.根据权利要求1所述的一种裂隙型干热岩储层双斜井分段调控强化采热方法，其特征在于，步骤S2中逐段向上注入高压低温流体，以及步骤S3中逐层采热的过程均为循环多次进行。3.根据权利要求1所述的一种裂隙型干热岩储层双斜井分段调控强化采热方法，其特征在于，注入井的倾斜段钻入目标热储层低温区，采出井的倾斜段钻入目标热储层高温区。4.根据权利要求3所述的一种裂隙型干热岩储层双斜井分段调控强化采热方法，其特征在于，注入井的倾斜段和采出井的倾斜段等间距分布，均垂直于热储裂隙区的主裂隙方向，且采出井的倾斜段位于注入井的倾斜段上方。5.根据权利要求1所述的一种裂隙型干热岩储层双斜井分段调...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈跃都，梁卫国，
申请(专利权)人：太原理工大学，
类型：发明
国别省市：