一种干热岩分段制造并全封闭开发的方法技术

本发明专利技术公开了一种干热岩分段制造并全封闭开发的方法，包括如下步骤：S1.先钻进一口直井，再钻进一口水平井，水平井和直井连通，并下套管，形成一个全封闭循环系统；S2.利用石油压裂技术把低渗透热传导率高的水泥压进地层制造干热岩，使该水泥相当于干热岩，该水泥为仿干热岩水泥；S3.在全封闭连通井的水平段目的层，分多段挤压进该仿干热岩水泥于目的层中制造干热岩，使全封闭连通井周围都是干热岩，使远距离的热能更快的聚集到地热井井眼周围，增加全封闭连通井的换热面积。本发明专利技术能够使远距离的地热能更快聚集到地热井周围，能够开发任何地层的地热，能够开发任何地区的地热，应用范围更广泛。范围更广泛。范围更广泛。

【技术实现步骤摘要】
一种干热岩分段制造并全封闭开发的方法


[0001]本专利技术涉及地热能开发领域，具体涉及一种干热岩分段制造并全封闭开发的方法。

技术介绍

[0002]干热岩是一种新兴的清洁地热资源，它位于地下3
‑
10千米处，温度在150
‑
650℃，是一种不透水的致密岩体，国际上公认的高效低碳清洁能源。干热岩地热开采出的热量利用广泛，可用于发电，可用于供暖，可应用于石油的强化开采措施等方面。开发利用过程中几乎不产生N,S氧化物等污染物，十分环保。
[0003]若实现技术突破，规模化开发利用可有效降低温室效应和酸雨对环境的影响。干热岩发电技术不会受到季节和气候的制约，据有关资料报道，干热岩发电的成本仅为风力发电的1/2，只有太阳能发电的1/10。
[0004]干热岩的开发利用目前主要是利用岩体的热量，通过水平井，直井或U型井注入高压冷水，吸收热量，转化为蒸汽，通过同一平面的水平井，直井贯通的人工热储构造平面抽取到地表进行利用，提取了热量后将水回注干热岩中。达到“取热不取水”无干扰转换的目的。
[0005]现有干热岩开发方案主要包括以下两种：
[0006](1)水力压裂开发利用干热岩。通过注水井将高压水注入地下2000～6000米的岩层，使其渗透进入岩层中人工压裂造出的缝隙并吸收地热能量；再通过另一个开发井(相距约200～600米左右)将岩石裂隙中的高温水、汽提取到地面；取出的水、汽温度可达150～200℃，通过热交换及地面循环装置用于发电；冷却后的水再次通过高压泵注入地下热交换系统循环使用。该方法需要进行大型水力压裂，存在压裂成本高、压裂裂缝不易控制、压裂液化学品具有潜在的污染等缺陷。
[0007](2)单井闭式循环开发利用干热岩。将同轴或U型井筒热交换器安装在井筒中，通过封闭的流体循环系统从地下提取热量，井筒中循环的流体不与周围地层接触。该方法避免了大型水力压裂施工，同时，循环流体不与地层直接接触，避免了流体对管柱的腐蚀和管柱结垢堵塞通道，但存在取热效率低，功率有限的缺陷。
[0008]中国专利CN106948795A公开了一种多分支水平井闭式循环开发水热型地热的方法。该方法在生产层和回灌层分别采用套管侧钻开窗钻若干分支径向水平井眼，并利用封隔器分隔导管和套管环空，流体通过环空、回灌层分支井眼进入地层加热，再通过生产层分支井眼进入导管返回地面。但该方法套管侧钻分支水平井，钻井工艺复杂、钻井周期长，成本高。同时流体在地层中渗流加热，适应于渗透率高的地热储层，不适应于干热岩储层，使其应用范围受限。
[0009]中国专利CN107989589A公开了一种提高干热岩压裂后热交换效率的方法。该方法采用单井压裂技术，在干热岩储层水力压裂出灌注耐高温导热水泥，使水力压裂近井区域密集裂缝封闭，仅留存远井区域的裂缝，达到改善携热流体流通路径，提高换热效率的目
的。但该方法需要采用水力压裂技术，裂缝成本相对较高。同时，流体与地层直接接触，容易造成管柱结垢和腐蚀，，使其应用范围受限。
[0010]中国专利CN205957523U公开了一种干热岩单井多分支换热系统。该系统由注入系统、换热系统和排出系统组成。其中，换热系统包括分支裸眼井孔、热交换工质容腔和干热岩体。该方法的分支裸眼井孔相互连通，施工难度大。同时，流体与地层直接接触，容易造成管柱结垢和腐蚀。该方法的分支裸眼井孔相互连通，施工难度大。同时，流体与地层直接接触，容易造成管柱结垢和腐蚀，使其应用范围受限。

技术实现思路

[0011]有鉴于此，为解决上述技术问题，本专利技术的目的在于提出一种干热岩分段制造并全封闭开发的方法，其能够使远距离的地热能更快聚集到地热井周围，能够开发任何地层的地热，能够开发任何地区的地热，应用范围更广泛。
[0012]所采用的技术方案为：
[0013]一种干热岩分段制造并全封闭开发的方法，包括如下步骤：
[0014]S1.先钻进一口直井，再钻进一口水平井，水平井和直井连通，并下套管，形成一个全封闭循环系统；
[0015]S2.利用石油压裂技术把低渗透热传导率高的水泥压进地层制造干热岩，使该水泥相当于干热岩，该水泥为仿干热岩水泥；
[0016]S3.在全封闭连通井的水平段目的层，分多段挤压进该仿干热岩水泥于目的层中制造干热岩，使全封闭连通井周围都是干热岩，使远距离的热能更快的聚集到地热井井眼周围，增加全封闭连通井的换热面积。
[0017]进一步地，仿干热岩水泥按重量百分比计，由以下组分组成：
[0018][0019]进一步地，所述低钙硅比水泥的化学成分中钙硅摩尔比为1.4
‑
1.5。
[0020]进一步地，所述强度处理剂为纳米二氧化硅。
[0021]进一步地，所述强度增强剂为氧化石墨烯。
[0022]进一步地，所述缓凝剂为柠檬酸和聚乙烯醇的混合物。
[0023]进一步地，所述消泡剂为聚二甲基硅氧烷。
[0024]进一步地，所述减阻剂为聚环氧乙烷；所述减水剂为钙基膨润土。
[0025]进一步地，所述导热剂为2
‑
3mm的短切碳纤维。
[0026]进一步地，所述的干热岩分段制造并全封闭开发的方法还包括S4.
[0027]向直井中注入高压水，高压水沿全封闭连通井与聚集的地热进行热交换，得到的高温水通过泵抽吸至地面，待与热交换器完成热交换后，再次注入垂直井中，循环生产。
[0028]本专利技术的有益效果在于：
[0029]本专利技术在全封闭连通井的水平段目的层，分多段挤压进该仿干热岩水泥于目的层中制造干热岩，使全封闭连通井周围都是干热岩，使远距离的热能更快的聚集到地热井井眼周围，增加全封闭连通井的换热面积，这样就可以所有的地区的地热能源开发利用。
附图说明
[0030]为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0031]图1为一种干热岩分段制造并全封闭开发系统的结构示意图。
[0032]图2为一种循环开采干热岩地热的结构示意图。
具体实施方式
[0033]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术优选的实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0034]实施例1
[0035]结合参见图1
‑
图2所示，本专利技术的一种干热岩分段制造并全封闭开发的方法，包括如下步骤：
[0036]S1.先钻进一口直井1，再钻进一口水平井2，水平井2和直井1连通，并下套管3，形成一个全封闭循环系统；
[00本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种干热岩分段制造并全封闭开发的方法，其特征在于，包括如下步骤：S1.先钻进一口直井，再钻进一口水平井，水平井和直井连通，并下套管，形成一个全封闭循环系统；S2.利用石油压裂技术把低渗透热传导率高的水泥压进地层制造干热岩，使该水泥相当于干热岩，该水泥为仿干热岩水泥；S3.在全封闭连通井的水平段目的层，分多段挤压进该仿干热岩水泥于目的层中制造干热岩，使全封闭连通井周围都是干热岩，使远距离的热能更快的聚集到地热井井眼周围，增加全封闭连通井的换热面积。2.根据权利要求1所述的干热岩分段制造并全封闭开发的方法，其特征在于，仿干热岩水泥按重量百分比计，由以下组分组成：3.根据权利要求2所述的干热岩分段制造并全封闭开发的方法，其特征在于，所述低钙硅比水泥的化学成分中钙硅摩尔比为1.4
‑
1.5。4.根据权利要求2所述的干热岩分段制造并全封闭开发的方法，其特征在于，所述强度处理剂为纳...

【专利技术属性】
技术研发人员：史洪军，徐天申，
申请(专利权)人：利丰新能源技术山东股份有限公司，
类型：发明
国别省市：