CN104533372A - 利用定向压裂技术开采地热能的方法 - Google Patents
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Abstract
利用定向压裂技术开采地热能的方法属于地热能源利用技术；注水井井深和直径分别为1500～4000米和100～400毫米，注水井底部位于温度≥100℃的岩层内，采用定向压裂技术对注水井底部的岩体进行压裂，形成半径尺寸100～500米的岩体辐射压裂区域，在岩体辐射压裂区域内距离注水井中心100～400米半径范围内设置多个蒸汽井，所述蒸汽井井深和直径分别为1500～4000米和50～200毫米，相邻的蒸汽井间距为≥50米，利用注水井向中高温岩体的辐射压裂区域内注水，产出蒸汽用于作业；本方法地热能利用效率高，连续性好，持续时间长，作业可靠，适应岩石层能力强。
Description
技术领域
本发明属于地热能源利用技术。
背景技术
定向压裂技术在采油及煤层气和页岩气的开采中广泛使用。在地热资源开发中也有应用。
专利申请号201410216344.6一种基于压裂技术的双井回灌地热开发系统。该专利是一采两灌地热开采方式，采用压裂技术是为了增加地下热储层连通能力，而保证回灌井顺利回灌；联通方式，以地下热储层自有渗透条件及人工压裂导通方式连接，适用于中低温地热开采，故开采的主要是地热水；应用条件是热储层必须是有热水的岩层区域。
专利申请号021210396761.4一种深部地热资源利用及能量转化的新工艺，该专利重点介绍了地热发电工艺，虽然提到了利用压裂技术和定向钻技术来增大采热量，但没提出具体方案和施工工艺，只是将地热井在井底部水平定向施工及压裂联通，目的是能够增加地热水开采量，但是因未考虑压裂层的承压水头压力和井间距对回灌水增温的影响，不能确保地热井可持续产热。在热储层选择上，该专利要求必须是高温热水富集的热储层作为开采目的层，要求地层温度≥100℃，地热梯度为2.5度，且有一定压力水体的地层；
采热方式：是以“一采一灌”的方式，开采地热水用来加热液态氨(NH3)，然后由液态氨变成气体来推动涡轮发电机发电。
发明内容
本发明的目的就是针对上述现有技术存在的问题，设计提供一种利用定向压裂技术开采地热能的方法，达到地热利用效果好、作业可靠、适应能力强的目的。
本发明的目的是这样实现的：
一种利用定向压裂技术开采地热能的方法，注水井井深为1500～4000米，注水井直径尺寸为100～400毫米，所述注水井井底部位于热储层温度≥100℃的砂岩、砂砾岩或变质岩层内，采用定向压裂技术对注水井井底部的中高温岩体进解压裂，产生压裂缝，形成以注水井为中心、半径尺寸为100～500米的岩体辐射压裂区域，在所述的岩体辐射压裂区域内、距离注水井中心半径为100～400米范围内的圆周部位处设置多个蒸汽井，所述蒸汽井井深为1500～4000米，蒸汽井直径尺寸为50～200毫米，相邻的蒸汽井间距为≥50米，通过岩体辐射压裂区域将注水井与蒸汽井连通；利用注水井向中高温岩体的辐射压裂区域内注水，水在压裂缝隙内加热升温、汽化，产出蒸汽用于作业。
本发明利用辐射压裂技术对由一个注水井与多个蒸汽井组成的井群底部岩层进行辐射压裂，使所有井相互联通形成一个地热补迳排网络体系，构成类似地下高温蓄水库，不但增加了热水量，还有利于地下岩层热能的释放，使流动的水更多更好的吸收岩层热能，保证所需热量的不断提取。本方法地热能利用效率高，连续性好，持续时间长，作业可靠，适应岩石层能力强。
附图说明
图1是辐射压裂井群采热配置方式示意图；
图2是图1的俯向视图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明实施方案进行详细描述。
一种利用定向压裂技术开采地热能的方法，注水井井深为1500～4000米，注水井直径尺寸为100～400毫米，所述注水井井底部位于热储层温度≥100℃的砂岩、砂砾岩或变质岩层内，采用定向压裂技术对注水井井底部的中高温岩体进解压裂，产生压裂缝，形成以注水井为中心、半径尺寸为100～500米的岩体辐射压裂区域，在所述的岩体辐射压裂区域内、距离注水井中心半径为100～400米范围内的圆周部位处设置多个蒸汽井，所述蒸汽井井深为1500～4000米，蒸汽井直径尺寸为50～200毫米，相邻的蒸汽井间距为≥50米，通过岩体辐射压裂区域将注水井与蒸汽井连通；利用注水井向中高温岩体的辐射压裂区域内注水，水在压裂缝隙内加热升温、汽化，产出蒸汽用于作业。
本发明的创新点和技术效果是：采用井群辐射压裂联通的一灌多采，热储层为中高温≥100℃的砂岩、砂砾岩或变质岩岩层，以中高温岩体为开发对象，开采的是地热能蒸汽，其应用条件是只要具有地温≥100℃的高温热储层分布即可，热储层有水、无水、有压力或无压力的地层均可使用。
Claims (1)
1.一种利用定向压裂技术开采地热能的方法，其特征在于：注水井井深为1500～4000米，注水井直径尺寸为100～400毫米，所述注水井井底部位于热储层温度≥100℃的砂岩、砂砾岩或变质岩层内，采用定向压裂技术对注水井井底部的中高温岩体进解压裂，产生压裂缝，形成以注水井为中心、半径尺寸为100～500米的岩体辐射压裂区域，在所述的岩体辐射压裂区域内、距离注水井中心半径为100～400米范围内的圆周部位处设置多个蒸汽井，所述蒸汽井井深为1500～4000米，蒸汽井直径尺寸为50～200毫米，相邻的蒸汽井间距为≥50米，通过岩体辐射压裂区域将注水井与蒸汽井连通；利用注水井向中高温岩体的辐射压裂区域内注水，水在压裂缝隙内加热升温、汽化，产出蒸汽用于作业。
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|---|---|
| CN (1) | CN104533372A (zh) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109505580A (zh) * | 2019-01-17 | 2019-03-22 | 东北大学 | 一种径向井低温地热开采方法 |
| CN109595834A (zh) * | 2018-11-29 | 2019-04-09 | 中国水利水电科学研究院 | 一种放射状组合u型地热开发方法 |
| CN109630070A (zh) * | 2018-11-29 | 2019-04-16 | 太原理工大学 | 一种利用天然地质断层建造干热岩人工热储的方法 |
| CN109989736A (zh) * | 2019-03-13 | 2019-07-09 | 中国科学院广州能源研究所 | 一种设计egs热储压裂和改造方案的方法 |
| CN110185389A (zh) * | 2019-05-05 | 2019-08-30 | 重庆城开能源有限公司 | 一种废弃深部矿山井地热开发利用系统及方法 |
| CN111022014A (zh) * | 2019-12-23 | 2020-04-17 | 西南石油大学 | 一种利用重力泄水技术开发干热岩资源的方法 |
| CN111810105A (zh) * | 2020-07-16 | 2020-10-23 | 中国矿业大学 | 一种区域致裂干热岩建造人工热储的方法 |
| CN113389537A (zh) * | 2021-06-29 | 2021-09-14 | 太原理工大学 | 一种深部裂缝后期充填热储层的干热岩地热开采方法 |
| CN114575836A (zh) * | 2022-01-27 | 2022-06-03 | 陕西煤田地质勘查研究院有限公司 | 一种提升水热型地热井群采灌效率的方法 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101027480A (zh) * | 2004-06-23 | 2007-08-29 | 特拉瓦特控股公司 | 开发和生产深部地热储集层的方法 |
| CN101629485A (zh) * | 2009-06-17 | 2010-01-20 | 中国地质科学院勘探技术研究所 | 地下热能源钻井连通井开采方法 |
| RU2430312C1 (ru) * | 2010-02-01 | 2011-09-27 | Тагир Мавлитович Хафизов | Установка для использования геотермальной энергии низкотемпературных подземных горных пород |
| CN103913004A (zh) * | 2014-04-10 | 2014-07-09 | 青岛理工大学 | 一种利用井下热能的方法 |
| CN104101121A (zh) * | 2013-04-03 | 2014-10-15 | 倪元武 | 多井连通循环加热提取深层地热 |
-
2014
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Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101027480A (zh) * | 2004-06-23 | 2007-08-29 | 特拉瓦特控股公司 | 开发和生产深部地热储集层的方法 |
| CN101629485A (zh) * | 2009-06-17 | 2010-01-20 | 中国地质科学院勘探技术研究所 | 地下热能源钻井连通井开采方法 |
| RU2430312C1 (ru) * | 2010-02-01 | 2011-09-27 | Тагир Мавлитович Хафизов | Установка для использования геотермальной энергии низкотемпературных подземных горных пород |
| CN104101121A (zh) * | 2013-04-03 | 2014-10-15 | 倪元武 | 多井连通循环加热提取深层地热 |
| CN103913004A (zh) * | 2014-04-10 | 2014-07-09 | 青岛理工大学 | 一种利用井下热能的方法 |
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109595834A (zh) * | 2018-11-29 | 2019-04-09 | 中国水利水电科学研究院 | 一种放射状组合u型地热开发方法 |
| CN109630070A (zh) * | 2018-11-29 | 2019-04-16 | 太原理工大学 | 一种利用天然地质断层建造干热岩人工热储的方法 |
| CN109595834B (zh) * | 2018-11-29 | 2020-07-10 | 中国水利水电科学研究院 | 一种放射状组合u型地热开发方法 |
| CN109505580A (zh) * | 2019-01-17 | 2019-03-22 | 东北大学 | 一种径向井低温地热开采方法 |
| CN109989736A (zh) * | 2019-03-13 | 2019-07-09 | 中国科学院广州能源研究所 | 一种设计egs热储压裂和改造方案的方法 |
| CN110185389A (zh) * | 2019-05-05 | 2019-08-30 | 重庆城开能源有限公司 | 一种废弃深部矿山井地热开发利用系统及方法 |
| CN111022014A (zh) * | 2019-12-23 | 2020-04-17 | 西南石油大学 | 一种利用重力泄水技术开发干热岩资源的方法 |
| CN111810105A (zh) * | 2020-07-16 | 2020-10-23 | 中国矿业大学 | 一种区域致裂干热岩建造人工热储的方法 |
| CN111810105B (zh) * | 2020-07-16 | 2021-05-14 | 中国矿业大学 | 一种区域致裂干热岩建造人工热储的方法 |
| CN113389537A (zh) * | 2021-06-29 | 2021-09-14 | 太原理工大学 | 一种深部裂缝后期充填热储层的干热岩地热开采方法 |
| CN114575836A (zh) * | 2022-01-27 | 2022-06-03 | 陕西煤田地质勘查研究院有限公司 | 一种提升水热型地热井群采灌效率的方法 |
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