KR101190326B1 - System and method of creating EGS having zonal injection wells - Google Patents

System and method of creating EGS having zonal injection wells Download PDF

Info

Publication number
KR101190326B1
KR101190326B1 KR1020100046729A KR20100046729A KR101190326B1 KR 101190326 B1 KR101190326 B1 KR 101190326B1 KR 1020100046729 A KR1020100046729 A KR 1020100046729A KR 20100046729 A KR20100046729 A KR 20100046729A KR 101190326 B1 KR101190326 B1 KR 101190326B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
section
interval
open hole
injection
injection wells
Prior art date
Application number
KR1020100046729A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20100061641A (en
Inventor
이시우
Original Assignee
이시우
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 이시우 filed Critical 이시우
Priority to KR1020100046729A priority Critical patent/KR101190326B1/en
Publication of KR20100061641A publication Critical patent/KR20100061641A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101190326B1 publication Critical patent/KR101190326B1/en

Links

Images

Classifications

    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH DRILLING; MINING
    • E21BEARTH DRILLING, e.g. DEEP DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B43/00Methods or apparatus for obtaining oil, gas, water, soluble or meltable materials or a slurry of minerals from wells
    • E21B43/25Methods for stimulating production
    • E21B43/26Methods for stimulating production by forming crevices or fractures
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24TGEOTHERMAL COLLECTORS; GEOTHERMAL SYSTEMS
    • F24T10/00Geothermal collectors
    • F24T10/20Geothermal collectors using underground water as working fluid; using working fluid injected directly into the ground, e.g. using injection wells and recovery wells
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/10Geothermal energy

Abstract

본 발명은 구간별 주입정을 축조하는 이지에스 조성시스템 및 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 지열수를 생산해낼 전체구간을 오픈홀(Open Hole)로 완결하고 수압파쇄를 할 경우, 일부 구간에만 파쇄대가 생성되고, 직통파쇄대(Short-circuit)로 확장될 가능성이 높은 심부암층에, 상기 전체구간을 파쇄대의 생성방향 및 형태와 지열생산특성에 기초하여 최적의 수의 구간들로 나누고, 각개 구간만을 오픈홀로 완결한 구간별 주입정들을 축조하여 이지에스(EGS: Enhanced Geothermal Systems)를 조성하는 시스템 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an AGS composition system and method for constructing injection wells for each section, and more particularly, when the entire section for producing geothermal water is completed with an open hole and subjected to hydraulic fracturing, In the deep rock layer where the crushing band is generated and is likely to expand to a short-circuit, the entire section is divided into an optimal number of sections based on the generation direction and shape of the crushing band and the geothermal production characteristics. The present invention relates to a system and method for constructing EGS (Enhanced Geothermal Systems) by constructing sectioned injection wells completed with open holes in the bay.

본 발명은, 전체구간에 파쇄대를 분산?생성시킬 수 있게 만들고, 주입압력을 조절해서 직통파쇄대의 형성을 막을 수 있게 만들어, 생산해낼 수 있는 지열에너지의 량을 현저히 증대시키는 효과를 제공하며, 또한 상기한 효과를 통해서, 우리 국토에서 그만큼 더 많은 우수한 성능의 이지에스(EGS)들을 조성해서 지열발전을 펼쳐, 순수국산에너지만으로 전력을 생산하게 만듦으로써, 우리나라의 에너지자급률을 높이고, 그만큼 에너지 수입과 온실가스 배출을 줄이게 만드는 효과를 제공한다.The present invention makes it possible to disperse and generate crushing zones over the entire section, and to control the injection pressure to prevent the formation of direct crushing zones, thereby providing an effect of significantly increasing the amount of geothermal energy that can be produced. Through the above-mentioned effects, by creating more high-performance EGS in Korea, by expanding geothermal power generation, it is possible to produce electricity with pure domestic energy, thereby increasing the energy self-sufficiency rate of Korea and the energy import and greenhouse. Provides the effect of reducing gas emissions.

구간별 주입정, 수압파쇄, 심부시추, 생산정, 이지에스, 주입압력, 주입정, 지열발전, 지열수, 직통파쇄대, 파쇄대 Injection wells, hydraulic fracturing, deep drilling, production wells, GS, injection pressure, injection wells, geothermal power generation, geothermal water, direct shredding zones, shredding zones

Description

구간별 주입정을 축조하는 이지에스 조성시스템 및 방법 {System and method of creating EGS having zonal injection wells}System and method of creating EGS having zonal injection wells

본 발명은 구간별 주입정을 축조하는 이지에스 조성시스템 및 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 지열수를 생산해낼 전체구간을 오픈홀(Open Hole)로 완결하고 수압파쇄를 할 경우, 상기 전체구간 중 일부에만 파쇄대가 생성되고, 직통파쇄대(Short-circuit)로 확장될 가능성이 높은 심부암층에, 상기 전체구간을 파쇄대의 생성방향 및 형태와 지열생산특성에 기초하여 최적의 수의 구간들로 나누고, 각개 구간만을 오픈홀로 완결한 구간별 주입정들을 축조하여 이지에스(EGS: Enhanced Geothermal Systems)를 조성함으로써, 상기 전체구간에 파쇄대를 분산?생성시킬 수 있게 만들고, 또한 구간별 주입정의 웰헤드(Wellhead)에서 해당 구간에 대해 주입압력을 조절해서 직통파쇄대의 형성을 막을 수 있게 만들어, 생산해낼 수 있는 지열에너지의 량을 현저히 증대시키는 이지에스 조성시스템 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an EGS composition system and method for constructing the injection wells for each section, and more particularly, when the entire section to produce geothermal water is completed in an open hole and subjected to hydraulic fracturing, the entire section Only a few of the fracture zones are generated, and in deep rock layers that are likely to extend to short-circuit, the entire section is divided into an optimal number of sections based on the generation direction and shape of the fracture zone and the geothermal production characteristics. By constructing EGS (Enhanced Geothermal Systems) by constructing injection wells in each section, which is completed with only open holes in each section, it is possible to disperse and generate crushing zones in the entire section, and also wellhead of each injection well. ), It is possible to prevent the formation of the direct crushing zone by adjusting the injection pressure for the section, which significantly increases the amount of geothermal energy that can be produced. GS relates to a composition system and method.

이지에스(EGS: Enhanced Geothermal Systems)를 조성해서 생산하는 지열수(Geothermal Fluid)를 열원으로 이용하는 바이너리 지열발전(Binary Geothermal Power Generation)은, 문헌 1의 설명과 같이, 유?가스 가격상승과 공급불안에 더해 온실가스 감축압력이 가중됨으로 인해 점점 더 어려워지고 있는 에너지상황에 대한 유망한 해결책으로 떠오르고 있다.Binary Geothermal Power Generation, which uses Geothermal Fluid (EGS) to produce and produce Enhanced Geothermal Systems (EGS) as a heat source, is described in Literature 1. In addition, increasing pressures on greenhouse gases have emerged as a promising solution to the increasingly difficult energy situation.

대한민국의 영토 안에도 지열에너지는 어느 지점에나 지하에 부존돼 있고, 그 규모도 거의 무한에 가깝다. 다만, 전 세계에서 펼쳐진 지열발전사업들에 비해 같은 온도의 지열에너지가 부존돼 있는 심도가 보다 깊을 뿐이다.Geothermal energy exists underground at any point in Korea's territory, and its size is almost infinite. However, the depth of geothermal energy at the same temperature is deeper than that of geothermal power generation projects around the world.

우리 국토에서도 많은 지역에서 지하 3km 내지 4km 암층부터는 이지에스(EGS)를 조성하면 바이너리 지열발전을 이룰 수 있는 온도의 지열에너지를 생산해낼 수 있다. 따라서 저비용?고효율의 심부시추기술 등 핵심기술들을 확보?발전시켜 나가면, 상승하는 에너지가격과 병행하여, 점점 더 깊게 시추하며 지열에너지를 생산해서 지열발전을 펼쳐나갈 수 있다.In many areas of Korea, it is possible to produce geothermal energy at a temperature that can achieve binary geothermal power generation if EGS is formed from 3km to 4km underground. Therefore, by securing and developing core technologies such as low-cost and high-efficiency deep drilling technology, it is possible to carry out geothermal power by drilling deeper and producing geothermal energy in parallel with rising energy prices.

우리 국토에 부존된 심부지열에너지는 종래의 지열발전방법으로는 개발할 가치가 없는 것으로 인식되어 전혀 개발되지 못한 채 방치돼 왔으나, 최근에 와서, 문헌 1 내지 5에서 실익 있는 지열에너지 생산 및 바이너리 지열발전을 이룰 수 있게 만드는 수단과 방법들이 개시된 바 있다.Deep geothermal energy existing in our country has been left undeveloped because it was recognized as not worth developing with conventional geothermal power generation methods. Recently, however, beneficial geothermal energy production and binary geothermal power generation have been disclosed in Documents 1-5. Means and methods have been disclosed to achieve this.

우리나라는 에너지자급률이 3%대로 낮아 소요에너지의 97%를 수입에 의존해야 하는 매우 취약한 구조인데, 유?가스 가격은 오르고 있고, 설상가상으로 '기후 변화에 관한 UN협약'에 따라 세계 10위권 온실가스 배출국인 관계로 온실가스 감축 의무 압력이 가중되고 있어 에너지상황은 점점 더 어려워지는 방향으로 옥죄이고 있는 실정이므로, 문헌 1 내지 5에 개시된 시스템 및 방법들에 더하여, 이지 에스(EGS) 조성, 지열에너지 생산 및 지열발전의 효율과 경제성을 더욱 향상시킬 수 있는 수단과 방법의 창출이 요구되고 있다.Korea's energy self-sufficiency rate is as low as 3%, and it is a very fragile structure that requires 97% of the energy required to be imported, and oil and gas prices are rising, making matters worse, according to the UN Convention on Climate Change. Due to the increasing pressure on greenhouse gas reduction due to the emission country, the energy situation is being condemned in an increasingly difficult direction. Therefore, in addition to the systems and methods disclosed in Documents 1 to 5, EEG composition and geothermal energy The creation of means and methods to further improve the efficiency and economics of production and geothermal power generation is required.

종래기술의 문헌정보Literature Information of the Prior Art

[문헌 1] KR 특허출원번호: 10-2008-0044966, "심해수를 이용한 바이너리 지열발전방법(Method of binary geothermal power generation using deep seawater)", 출원일자: 2008.05.15.[Document 1] KR Patent Application No. 10-2008-0044966, "Method of binary geothermal power generation using deep seawater", filed: 2008.05.15.

[문헌 2] KR 특허출원번호: 10-2008-0105167, "하천구역을 활용한 바이너리 지열발전시스템 및 방법(System and method of binary geothermal power generation utilizing river zone)", 출원일자: 2008.10.27.[Document 2] KR Patent Application No. 10-2008-0105167, "System and method of binary geothermal power generation utilizing river zone", filed date: October 27, 2008.

[문헌 3] KR 특허출원번호: 10-2008-0131009, "경부하전력을 이용한 지열에너지 생산시스템 및 방법(System and method of producing geothermal energy utilizing off-peak power)", 출원일자: 2008.12.22.[Patent 3] KR Patent Application No. 10-2008-0131009, "System and method of producing geothermal energy utilizing off-peak power", application date: December 22, 2008.

[문헌 4] KR 특허출원번호: 10-2009-0003582, "경부하전력을 이용한 이지에스 조성시스템 및 방법(System and method of creating EGS utilizing off-peak power) ", 출원일자: 2009.01.16.[Patent 4] KR Patent Application No. 10-2009-0003582, "System and method of creating EGS utilizing off-peak power", filed: 2009.01.16.

[문헌 5] KR 특허출원번호: 10-2009-0078070, "타워크레인 마스트를 이용한 시추탑 축조시스템 및 방법(System and method of constructing drilling derrick utilizing tower crane mast)", 출원일자: 2009.08.24[Patent 5] KR Patent Application No. 10-2009-0078070, "System and method of constructing drilling derrick utilizing tower crane mast", filed: 2009.08.24

[문헌 6] US Patent Application 20100000736, "Enhanced Geothermal Systems and Reservoir Optimization", Bour et al. January 7, 2010Document 6 US Patent Application 20100000736, "Enhanced Geothermal Systems and Reservoir Optimization", Bour et al. January 7, 2010

이지에스(EGS)를 조성하기 위해 시추한 생산정(Production Well) 또는 주입정(Injection Well)에는 지열수 등을 생산해내거나 주입할 지하심부의 암층을 제외한 나머지 시추공(Drilled Hole) 전체에 케이싱(Casing)을 삽입하고 시멘팅(Cementing) 하게 된다. 상기 케이싱을 삽입한 구간을 케이스드홀(Cased Hole) 구간이라 칭하고, 상기 케이싱을 삽입하지 아니한 구간을 오픈홀(Open Hole) 구간이라 칭한다. 상기 오픈홀 구간에는 일반적으로 슬롯티드 라이너(Slotted Liner)를 삽입한다.Production wells or injection wells drilled to create EGS are casing throughout the entire drilled hole except for the rock layers in the subterranean core where geothermal water is produced or injected. Insert and comment. The section in which the casing is inserted is called a casing hole section, and the section in which the casing is not inserted is called an open hole section. A slotted liner is generally inserted into the open hole section.

상기 주입정 또는 생산정의 오픈홀 구간에서 수압파쇄를 하게 되는데, 수압파쇄 결과, 이지에스(EGS)가 최적의 형태로 조성되면, 오픈홀(Open Hole) 구간 전체에 걸쳐 다수의 미세한 파쇄대가 분산되어 생성되고, 다수의 미세한 파쇄대로 주입정과 생산정 간이 연결됨으로써, 주입정에 주입하는 주입수가 파쇄대를 천천히 통과하면서 심부암층의 지열을 충분히 흡수해 가열되면서 생산정에 도달하게 돼, 필요한 온도와 유량의 지열수를 생산정에서 연속해서 생산할 수 있게 된다.Hydraulic fracturing is performed in the open hole section of the injection well or production well, and as a result of the hydraulic fracturing, if EGS is formed in an optimal form, a plurality of fine shredding zones are dispersed and generated throughout the open hole section. When the injection well and the production well are connected with a plurality of fine crushing zones, the injection water injected into the injection well slowly passes through the crushing zone to sufficiently absorb the geothermal heat of the deep rock layer and reach the production well while heating the geothermal well at the required temperature and flow rate. Water can be produced continuously in production wells.

그런데 난제는, 비교적 긴 오픈홀(Open Hole) 구간에서 수압파쇄(Hydraulic Fracturing)를 할 때, 해당 심부암층의 응력분포특성으로 인하여 상당한 경우 오픈홀 구간 전체에 걸쳐 미세한 파쇄대가 분산되어 생성되지 못하고, 일부 구간에만 집중적으로 파쇄대가 생성될 수 있다. 최악의 시나리오는 주입정의 오픈홀 구간의 상단 매우 작은 구간에만 파쇄대가 집중적으로 생성되어 확장되면서 생산정과 연결 되어 직통파쇄대(Short-circuit or Channel)를 형성하는 경우다.However, the difficulty is that, when performing hydraulic fracturing in a relatively long open hole section, due to the stress distribution characteristics of the deep rock layer, in some cases, fine fracture zones are not dispersed throughout the open hole section. The crushing zone may be generated only in some sections. The worst case scenario is when the crushing band is concentrated and generated only in the very small section of the top of the open hole section of the injection well and is connected to the production well to form a short-circuit or channel.

상기와 같이 직통파쇄대가 형성되면, 주입수의 대부분이 직통파쇄대를 통해 너무 빨리 생산정에 도달하게 됨으로써 심부암층의 지열을 제대로 흡수하지 못하게돼 생산되는 지열수의 온도가 떨어지게 될 뿐만 아니라, 파쇄대가 생성되지 못한 부분의 암층에 부존돼 있는 지열에너지는 물론이고 미세한 파쇄대가 적절히 생성된 부분의 암층에 부존돼 있는 지열에너지까지도 생산할 수 없게 된다. 직통파쇄대가 너무 확장되면, 결국 이지에스(EGS)는 쓸모없게 된다.When the direct crushing zone is formed as described above, most of the injected water reaches the production well too quickly through the direct crushing zone so that the geothermal water of the deep rock layer is not absorbed properly and the temperature of the produced geothermal water falls, as well. Not only geothermal energy existing in the rock layer of the unproduced portion, but also geothermal energy existing in the rock layer of the portion where the fine crushing zone is properly generated cannot be produced. If the direct failure zone is too extended, EGS will eventually become useless.

문헌 1의 문헌 1(MIT 보고서)의 '4.11 Remaining Needs'에도 언급된 바와 같이, 이지에스(EGS)를 성공적으로 조성하고 운용하기 위해서는 상기 직통파쇄대의 형성을 막고 극복할 수 있는 수단과 방법의 창출이 시급한 실정이다.As noted in '4.11 Remaining Needs' of Document 1 of Document 1 (MIT Report), the creation of means and methods to prevent and overcome the formation of the direct breaking zone is necessary for the successful creation and operation of EGS. It is urgent.

이지에스(EGS)관련 산업계는 상기 직통파쇄대와 관련된 난제를 해결하고자 많은 노력을 기울여 왔다. 한 예로서 문헌 6에 개시된 기술을 들 수 있다.The industry related to EGS (EGS) has made a lot of efforts to solve the problems associated with the direct shredding zone. One example is the technique disclosed in Document 6.

문헌 6에 개시된 기술은, 오픈홀(Open Hole) 구간에서 수압파쇄를 실시한 결과, 일부 구간에만 파쇄대가 생성되는 경우, 생성된 파쇄대를 임시밀폐제(Temporary Sealant)로 밀폐시킨 후, 2차 수압파쇄를 실시하여 다른 구간에 추가로 파쇄대를 생성시키고, 2차 수압파쇄 결과, 아직도 파쇄대가 생성되지 못한 구간이 상당할 경우, 2차 수압파쇄로 생성된 파쇄대 역시 임시밀폐제로 밀폐시킨 후, 3차 수압파쇄를 실시하여 다른 구간에도 추가로 파쇄대를 생성시키는 방법 등을 이용하여 오픈홀 구간 전체에 걸쳐 다수의 파쇄대를 분산?생성시키는 것이다.In the technique disclosed in Document 6, in the case where the crushing band is generated only in some sections as a result of the hydraulic fracturing in the open hole section, the resulting crushing stand is sealed with a temporary sealant, and then the secondary hydraulic fracturing is performed. In addition, if additional sections are generated in another section, and the second hydraulic fracturing resulted in a considerable number of sections in which the fracturing zone is still not generated, the third-generation hydraulic fracturing may be performed after the second fracturing fracturing unit is sealed with a temporary sealing agent. It is to distribute and generate a plurality of crushing zones over the entire open hole section using a method such as to generate additional crushing zone in another section.

하지만, 상당한 비용을 들여 상기와 같이 특수공법을 동원하여 여러 차례의 수압파쇄를 실시해서 오픈홀 구간 전체에 걸쳐 다수의 파쇄대를 분산시켜 생성시키더라도, 직통파쇄대의 형성을 얼마나 오래 막아낼 수 있을지에 대해서는 낙관하기 어렵다. 왜냐하면, 수압파쇄 결과, 오픈홀 구간 중 일부 구간에만 파쇄대가 생성되는 이유는, 해당 암층의 응력분포특성으로 인해 그 부분 암층의 파쇄대 개시압력(Fracture Initiation Pressure)이 다른 부분에 비해 낮기 때문이다. 따라서 주입이 계속되면, 점진적으로 파쇄대 개시압력이 낮은 부분의 암층에 생성된 파쇄대의 확장속도가 다른 부분들 보다 빨라지게 돼, 결국 직통파쇄대로 확장될 수 있다.However, even if a large amount of hydraulic fracturing is carried out using a special method as described above at a considerable cost to distribute a large number of shredding bands throughout the open hole section, how long can it prevent the formation of a direct fracturing band? It is hard to be optimistic about it. This is because, as a result of the hydraulic fracturing, the fracture zone is generated only in some sections of the open hole section because the fracture initiation pressure of the partial rock layer is lower than that of the other parts due to the stress distribution characteristics of the rock layer. Therefore, if the injection is continued, the expansion rate of the crushing zone generated in the rock layer of the portion of the low crushing zone starting pressure gradually becomes faster than the other portions, and can eventually expand to the direct crushing zone.

파쇄대의 확장속도가 빠른 구간이 있더라도, 그 구간에 다른 구간보다 낮은 주입압력(Injection Pressure)으로 주입할 수만 있다면 직통파쇄대로 확장되는 것을 막을 수 있겠는데, 비교적 긴 주입구간을 오픈홀로 완결하는 통상의 주입정의 구조에서는 특정 구간에 대해 비용효과적으로 주입압력을 조절하기란 매우 어렵다.Even if there is a section with a rapid expansion speed, the section can be prevented from extending into a direct crushing block if it can be injected at a lower injection pressure than other sections. In the injection well structure, it is very difficult to control the injection pressure cost effectively for a particular section.

이에, 우리나라 국토에서 우수한 성능의 이지에스(EGS)들을 다수 조성해서 지열발전 등을 활발히 펼쳐나가기 위해서는, 상기한 바와 같은 난제들을 해결할 수 있는 수단과 방법의 창출이 요구되고 있다.Accordingly, in order to actively develop geothermal power generation by forming a large number of EGSs having excellent performance in the Korean land, creation of means and methods capable of solving the above-mentioned difficulties are required.

본 발명은 이상의 필요성에 따라 창출된 것으로, 본 발명의 목적은, 지열수를 생산해낼 전체구간을 오픈홀(Open Hole)로 완결하고 수압파쇄를 할 경우, 상기 전체구간 중 일부 구간에만 파쇄대가 생성되고, 상기 파쇄대가 직통파쇄대로 확장될 가능성이 높은 특성을 지닌 심부암층에 있어서도, 상기 전체구간에 파쇄대를 분산?생성시킬 수 있게 만들고, 또한 직통파쇄대의 형성을 막을 수 있게 만들어, 지열생산기간을 연장시키고, 해당 심부암층에서 생산해낼 수 있는 지열에너지의 량을 현저히 증대시킬 수 있는 이지에스(EGS) 조성시스템 및 방법을 제공하는 것이다.The present invention has been created in accordance with the above necessity, the object of the present invention, when the complete section to produce geothermal water to open holes (open hole) and the hydraulic fracturing, the crushing zone is generated only in a portion of the entire section Also, even in a deep rock layer having a high probability of expanding the crushing zone, the crushing zone can be dispersed and generated in the entire section, and the formation of the direct crushing zone can be prevented, thereby increasing the geothermal production period. It is to provide an EGS (EGS) composition system and method that can extend and significantly increase the amount of geothermal energy that can be produced in the core rock layer.

상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명인은 장기간에 걸쳐 우리 국토에 다양한 형태로 부존돼 있는 지열에너지자원의 특성과 개발여건 및 기술 등에 대해 심도 깊은 조사?연구를 계속해오던 중, 생산정의 오픈홀 구간에 대응되는 주입구간을, 해당 심부암층에서의 파쇄대 생성방향 및 형태와 지열생산특성에 기초하여, 최적의 수의 구간들로 나누고, 각개 구간만을 오픈홀로 완결한 구간별 주입정들을 축조하여 이지에스(EGS)를 조성함으로써, 상기 주입구간 전체에 파쇄대를 분산?생성시킬 수 있고, 또한 구간별 주입정의 웰헤드(Wellhead)에서 해당 구간에 대해 주입압력(Injection Pressure)을 조절해서 직통파쇄대(Short-circuit)의 형성을 막을 수 있어, 해당 심부암층에서 생산해낼 수 있는 지열에너지의 량을 현저히 증대시킬 수 있게 돼, 상기한 목적을 달성할 수 있다는 결론과 함께 본 발명에 이르게 되었다.In order to achieve the above object, the present inventors have been conducting in-depth investigation and research on the characteristics, development conditions, and technologies of geothermal energy resources existing in various forms in our land for a long time. The injection section corresponding to is divided into an optimal number of sections based on the direction and shape of the fracture zone in the core rock layer, and the geothermal production characteristics. EGS) can be dispersed and generated throughout the injection section, and the injection pressure in the wellhead of the injection section for each section is adjusted to control the injection pressure (Short-circuit) for the section. ), It is possible to significantly increase the amount of geothermal energy that can be produced in the deep rock layer, to achieve the above object With conclusions that led to the present invention.

그에 따라, 상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 지열수(Geothermal Fluid)를 생산해낼 전체구간을 오픈홀(Open Hole)로 완결(Completion)하고 수압파쇄(Hydraulic Fracturing)를 할 경우, 상기 전체구간 중 일부 구간에만 파쇄대가 생성되고, 상기 파쇄대가 직통파쇄대로 확장될 가능성이 높은 특성을 지닌 심부암층에 상기 문제점들을 해결하여 생산해낼 수 있는 지열에너지의 량을 현저히 증대시킬 수 있는 이지에스(EGS)를 조성하는 것을 특징으로 한다.Accordingly, the present invention for achieving the above object, when the completion of the entire section to produce a geothermal fluid (Open Geothermal) (Open Hole) and the hydraulic fracturing (Hydraulic Fracturing), the whole EEG (EGS) that can generate significantly the amount of geothermal energy that can be produced by solving the above problems in the deep rock layer having a characteristic that is generated only in some sections of the section, and the fracture zone is likely to extend to the direct rupture zone Characterized in that.

본 발명에 있어서, 단일 이지에스(EGS)는 1개의 생산정(Production Well)과 2개 이상의 구간별 주입정(Injection Well)들로, 즉 구간1 주입정, 구간2 주입정 등으로 구성되고, 상기 생산정은 해당 심부암층에서 지열수를 생산해낼 전체구간을 오픈홀(Open Hole) 구간으로 완결(Completion)하는 것을 특징으로 한다.In the present invention, a single EGS is composed of one production well and two or more injection wells, that is, interval 1 injection wells, interval 2 injection wells, and the like. The production well is characterized in that the entire section to produce geothermal water in the core rock layer is completed with an open hole section.

또한, 상기 구간별 주입정들은, 상기 생산정의 오픈홀 구간에 대응되는 주입구간을, 해당 심부암층에서의 파쇄대의 생성방향 및 형태와 지열생산특성에 기초하여, 윗 구간에 생성된 파쇄대의 하단으로부터 연직으로 50m 이상 더 깊은 필요한 심도로부터 필요한 일정 구간을 다음 구간으로 정하는 식으로, 구간1, 구간2, 구간3 등 최적의 수의 구간들로 나누고, 각개 구간만을 오픈홀로 완결하는 구간1 주입정들, 구간2 주입정들, 구간3 주입정들 등 최적의 수의 구간별 주입정들을 순서대로 시추?완결하여, 수압파쇄를 실시해 생산정의 오픈홀 구간과 파쇄대로 연결시켜, 상기 구간별 주입정들에 주입하는 주입수가 파쇄대를 통과하면서 심부암층의 지열을 흡수해 가열되면서 상기 생산정으로 흘러나오도록 조성하는 것을 특징으로 한다.In addition, the injection wells for each section, the injection section corresponding to the open hole section of the production wells, from the bottom of the crusher created in the upper section, based on the generation direction and shape of the fracture zone in the core rock layer and geothermal production characteristics Section 1 injection wells are divided into the optimal number of sections, such as section 1, section 2, section 3, and the like by setting the required section from the required depth deeper than 50m deeper vertically into the next section. , By drilling and completing an optimal number of injection wells in each section, such as section 2 injection wells and section 3 injection wells, and performing hydraulic fracturing to connect the open hole section of the production well with the shredding zone, It is characterized in that the injection water injected into the absorbing geothermal heat of the deep rock layer while passing through the crushing zone to flow into the production well while heating.

또한, 상기 구간별 주입정들의 오픈홀 구간들은, 상기 생산정의 오픈홀 구간의 위치로부터 수평으로 200m 이상 떨어지고, 또 다른 모든 구간별 주입정들의 오픈홀 구간의 위치들로부터 수평으로 50m 이상 떨어진 최적의 위치들에 배치하는 것을 특징으로 한다.Further, the open hole sections of the injection wells for each section are 200 m or more horizontally away from the position of the open hole section of the production well, and 50 m or more horizontally away from the positions of the open hole sections of all the other injection wells. And at locations.

삭제delete

상기한 조성시스템 및 방법에 따라, 해당 이지에스(EGS)의 지하 및 지상의 제반조건들에 따라 결정되는 최적의 수의 구간별 주입정들을 순서대로 축조하여 이 지에스(EGS)를 조성함으로써, 상기 전체구간에 파쇄대를 분산?생성시킬 수 있게 만들고, 또한 구간별 주입정의 웰헤드(Wellhead)에서 해당 구간에 대해 주입압력을 조절해서 직통파쇄대의 형성을 막을 수 있게 만들어, 해당 심부암층에서 생산해낼 수 있는 지열에너지의 량을 현저히 증대시키는 것을 특징으로 한다.According to the above-described composition system and method, by constructing an optimal number of injection wells in intervals determined in accordance with all the conditions of the ground and ground of the EGS in order to form the EGS (EGS), It is possible to disperse and generate crushing zones in the sections, and to control the injection pressure for the sections in the wellhead of each injection section to prevent the formation of direct rupture zones. It is characterized by remarkably increasing the amount of geothermal energy.

본 발명의 이지에스 조성시스템 및 방법은, 지열수를 생산해낼 전체구간을 오픈홀(Open Hole)로 완결하고 수압파쇄를 할 경우, 상기 전체구간 중 일부 구간에만 파쇄대가 생성되고, 상기 파쇄대가 직통파쇄대(Short-circuit)로 확장될 가능성이 높은 특성을 지닌 심부암층에 있어서도, 파쇄대를 상기 전체구간에 분산?생성시킬 수 있게 만들고, 또한 구간별 주입정의 웰헤드(Wellhead)에서 해당 구간에 대해 주입압력(Injection Pressure)을 조절해서 직통파쇄대의 형성을 막을 수 있게 만듦으로써, 지열생산기간을 연장시키고, 해당 심부암층에서 생산해낼 수 있는 지열에너지의 량을 현저히 증대시키는 효과를 제공한다.In the EGS composition system and method of the present invention, when the entire section for producing geothermal water is completed by an open hole and subjected to hydraulic fracturing, the shredding stand is generated only in a portion of the whole section, and the shredding stand is a direct shredding stand. For deep rock formations that are likely to expand to short-circuit, the fracture zone can be dispersed and generated throughout the entire section, and also the injection pressure for that section in the wellhead of the sectioned injection wells. By controlling the injection pressure, it is possible to prevent the formation of a direct fracture zone, thereby extending the geothermal production period and providing a significant increase in the amount of geothermal energy that can be produced in the deep rock layers.

그에 따라 본 발명은, 상기 효과를 통해서, 우리 국토에서 그만큼 더 많은 우수한 성능의 이지에스(EGS)들을 조성해서 지열발전을 펼칠 수 있게 만들어, 순수국산에너지만으로 생산해내는 전력의 량을 증대시켜, 우리나라의 에너지자급률을 높이고, 그만큼 에너지 수입과 온실가스 배출을 줄이게 만드는 효과를 제공한다.Accordingly, the present invention, through the above effect, to make geothermal power generation by developing more excellent EGS (EGS) in our country, by increasing the amount of power produced by pure domestic energy only, It increases the energy self-sufficiency rate and reduces the energy import and greenhouse gas emissions.

본 발명의 구간별 주입정을 축조하는 이지에스 조성시스템 및 방법은, 지열수(Geothermal Fluid)를 생산해낼 전체구간을 오픈홀(Open Hole)로 완결 (Completion)하고 수압파쇄(Hydraulic Fracturing)를 할 경우, 상기 전체구간 중 일부 구간에만 파쇄대가 생성되고, 상기 파쇄대가 직통파쇄대(Short-circuit or Channel)로 확장될 가능성이 높은 특성을 지닌 심부암층에 상기 문제점들을 해결하여 생산해낼 수 있는 지열에너지의 량을 현저히 증대시키는 이지에스(EGS: Enhanced Geothermal Systems)를 조성하는데 이용된다.The easy composition system and method for constructing the injection well for each section of the present invention, when the entire section to produce geothermal fluid (Completion) to open holes (Completion) and the hydraulic fracturing (Hydraulic Fracturing) The amount of geothermal energy that can be produced by solving the problems in the deep rock layer having a characteristic that the crushing band is generated only in a part of the entire section and the crushing band is likely to be extended to a short-circuit or channel. It is used to create Enhanced Geothermal Systems (EGS), which significantly increases the yield.

본 발명에 있어서, 1개의 이지에스(EGS)는 1개의 생산정(Production Well)과 하기와 같이 축조되는 2개 이상의 구간별 주입정(Injection Well)들로 구성되며, 상기 생산정은 해당 심부암층에서 지열수를 생산해낼 전체구간을 오픈홀(Open Hole) 구간으로 완결(Completion)하고, 상기 구간별 주입정들은, 상기 생산정의 오픈홀 구간에 대응되는 주입구간을, 해당 암층에서의 파쇄대 생성방향 및 형태와 지열생산특성에 기초하여, 도 1의 예와 같이, 구간1, 구간2, 구간3 등 최적의 수의 구간들로 나누고, 각개 구간만을 오픈홀로 완결하는 구간1 주입정들, 구간2 주입정들, 구간3 주입정들 등 최적의 수의 구간별 주입정들을 순서대로 시추?완결하여, 수압파쇄를 실시해서 생산정의 오픈홀 구간과 파쇄대로 연결시켜, 상기 구간별 주입정들에 주입하는 주입수가 파쇄대를 통과하면서 심부암층의 지열을 흡수해 가열되면서 상기 생산정으로 흘러나오도록 조성한다.In the present invention, one EGS is composed of one production well and two or more injection wells, which are constructed as follows, wherein the production well is geothermal in the deep rock layer. Completion the entire section to produce water into an open hole section, the injection wells for each section, the injection section corresponding to the open hole section of the production well, the direction and shape of the fracture zone in the rock layer Based on the geothermal production characteristics, as shown in the example of Figure 1, divided into the optimal number of sections, such as section 1, section 2, section 3, interval 1 injection wells, interval 2 injection wells to complete only each section with an open hole Injection and injection into the injection wells of each section by drilling and completing an optimal number of injection wells in each section, such as section 3 and injection wells. Number passing through the crusher As heat in absorbing the deep geothermal terrain and the composition to come to flow into the production process.

상기 구간별 주입정들의 오픈홀 구간들은, 가능한 한 평면상에서 상기 생산정의 오픈홀 구간을 가운데에 두고 포위하는 형태로 배치하는 것이 바람직하다.The open hole sections of the injection wells for each section are preferably arranged in such a way as to surround the production hole with the open hole section in the center.

수압파쇄에 의해 생성되는 파쇄대는 해당 심부암층의 응력분포특성에 따라 특유의 3차원적 방향성 및 형태를 지니게 된다. 즉, 특정 방향으로 그리고 특유의 형태를 지니며 3차원적으로 생성되고 확장되는 특성을 지닌다. 따라서 상기 파쇄대의 생성방향 및 형태에 기초하여, 구간별 주입정들의 오픈홀 구간들과 생산정의 오픈홀 구간 간이 소기의 파쇄대로 연결될 수 있도록, 생산정의 오픈홀 구간, 그에 대응되는 주입구간 그리고 주입구간을 최적의 수로 나눈 각개 구간들을 정하게 된다.The crushing zone generated by the hydraulic fracturing has a unique three-dimensional orientation and shape according to the stress distribution characteristics of the core rock layer. That is, it has a characteristic of being created and expanded in three directions in a specific direction and in a specific form. Therefore, based on the generation direction and the shape of the crushing bar, the open hole section of the production well, the injection hole and the corresponding injection section and the injection section so that the connection between the open hole intervals of the injection wells and the production hole open hole interval of each production zone Each interval divided by the optimal number is determined.

상기 생산정의 오픈홀 구간에 대응되는 주입구간을, 도 1의 예와 같이, 구간1, 구간2, 구간3 등으로 나눔에 있어, 윗 구간에 생성된 파쇄대의 하단으로부터 연직으로 50m 이상 더 깊은 필요한 심도로부터 다음 구간을 정하는데, 이렇게 하는 첫째 이유는, 필요한 온도의 지열수를 20여 년간 생산하기 위해서는, 지열생산특성 특히 암층의 열전도 특성에 의거할 때, 상하 구간의 파쇄대들 사이에 적어도 50m의 암층이 필요하기 때문이다. 상기 50m는 하한선이며, 여건이 허락한다면 100m 내지 150m로 함이 보다 바람직하다. 하지만 150m 보다 크게 하면 실익이 미미해진다.In order to divide the injection section corresponding to the open hole section of the production well into sections 1, 2, 3, etc., as shown in the example of FIG. From the depth, the next section is determined. The first reason for this is to produce geothermal water at the required temperature for over 20 years, based on geothermal production characteristics, especially the thermal conductivity of the rock, at least 50m between the crushing zones of the upper and lower sections. This is because a rock layer is needed. 50 m is a lower limit, and if conditions permit, it is more preferable to set it as 100 m-150 m. However, if it is larger than 150m, the profit is negligible.

상기와 같이 윗 구간에 생성된 파쇄대의 하단으로부터 연직으로 50m 이상 더 깊은 필요한 심도로부터 다음 구간을 정하는 둘째 이유는, 수압파쇄에 의해 생성되는 파쇄대가 인접된 윗 구간으로 확장되는 것을 막기 위한 것이다. 상기한 목적을 위해서도 50m는 하한선이므로, 특히 파쇄대가 상하로 확장되는 특성이 강한 암층에서는 훨씬 더 크게 설정할 필요가 있다. 최적의 거리는, 해당 암층에 적어도 1개의 주입정을 시추하고 수압파쇄를 실시해봄으로써, 산출할 수 있게 된다.The second reason for determining the next section from the required depth vertically 50 m or more deeper from the bottom of the shredding table generated in the upper section as described above is to prevent the shredding table generated by the hydraulic fracturing from extending to the adjacent upper section. Since 50m is also a lower limit for the said purpose, it is necessary to set it much larger especially in the rock layer with strong characteristic that a fracture zone expands up and down. The optimum distance can be calculated by drilling at least one injection well in the rock layer and performing hydraulic fracturing.

상기 구간별 주입정들의 오픈홀 구간들을 상기 생산정의 오픈홀 구간의 위치로부터 수평으로 200m 이상 떨어진 최적의 위치에 축조하는데, 이렇게 하는 이유 는, 주입수가 그 정도 거리의 파쇄대를 통과하면서 지열을 흡수해 가열되면서 생산정에 도달하도록 하는 것이다. 지열생산특성 특히 지열흡수 특성에 의거할 때, 상기 200m는 하한선이므로, 암층의 온도 및 파쇄대의 특성 등에 따라서는 500m 이상의 거리가 필요할 수 있다. 최적의 거리는, 적어도 1개의 구간별 주입정과 생산정의 성능을 상당기간 관측함으로써, 산출할 수 있게 된다.The open hole sections of the injection wells for each section are constructed at an optimal position at least 200 m horizontally from the position of the open hole sections of the production well. The reason for this is that the injection water absorbs geothermal heat while passing through the crushing zone at that distance. It is to reach the production wells when heated. Based on geothermal production characteristics, particularly geothermal heat absorption characteristics, since the 200m is the lower limit, a distance of 500m or more may be necessary depending on the temperature of the rock layer and the characteristics of the crushing zone. The optimum distance can be calculated by observing the performance of the injection wells and production wells of at least one section for a considerable period of time.

또한, 상기 구간별 주입정들의 오픈홀 구간들을 다른 모든 구간별 주입정들의 오픈홀 구간들의 위치들로부터 수평으로 50m 이상 떨어진 최적의 위치에 축조하는데, 이렇게 하는 이유 역시 필요한 온도의 지열수를 20여 년간 생산하기 위해서는, 지열생산특성 특히 암층의 열전도 특성에 의거할 때, 구간별 주입정들의 오픈홀 구간들 사이에 적어도 50m의 암층이 필요하기 때문이다.In addition, the open hole sections of the injection wells for each section are constructed at an optimal position 50 m or more horizontally from the positions of the open hole sections of all the other wells, and the reason for this is also about 20 geothermal waters of the required temperature. For annual production, at least 50 m of rock is required between open hole sections of sectioned injection wells, based on geothermal production characteristics, in particular the thermal conductivity of rock layers.

상부 오픈홀 구간과 하부 오픈홀 구간의 연직거리가 수백m가 넘는 경우일지라도, 10년 이상 주입정을 운용하다보면, 케이싱(Casing)이나 시멘팅(Cementing)이 약화되어 차단되었던 구간으로 주입이 발생될 수 있다. 이 같은 상황까지 감안하여 모든 주입정들의 오픈홀 구간들을 상기와 같이 50m 이상 떨어진 위치에 축조한다.Even if the vertical distance between the upper open hole section and the lower open hole section is more than several hundred meters, when the injection well is operated for more than 10 years, the injection occurs to the section where casing or cementing was weakened and blocked. Can be. Considering such a situation, the open hole sections of all the injection wells are constructed at a position 50 m or more as described above.

상기와 같이 배치함에 있어서, 주입정들의 오픈홀 구간들과 생산정의 오픈홀 구간 간의 거리가 200m 이상이고, 또 상기 주입정들의 오픈홀 구간들이 가능한 한 평면상에서 상기 생산정의 오픈홀 구간을 가운데에 두고 포위하는 형태로 배치되는 점을 감안할 때, 주입정들의 오픈홀 구간들 간의 거리를 50m 이상 떨어지게 배치하는데는 별 어려움이 없다. 상기 50m는 하한선이므로, 여건이 허락하는 한 보다 멀리 떨어지도록 배치하는 것이 바람직하다.In the arrangement as described above, the distance between the open hole intervals of the injection wells and the open hole intervals of the production wells is 200 m or more, and the open hole intervals of the production wells are centered on the plane as much as possible. Given the enclosed shape, there is no difficulty in arranging the distance between the open hole sections of the injection wells more than 50m apart. Since 50m is a lower limit, it is preferable to arrange | position further away as conditions permit.

또한, 본 발명에 있어서 1개의 이지에스(EGS)는 1개의 생산정과 2개 이상의 구간별 주입정들로 구성되므로, 상기 구간별 주입정들에는 상기 생산정의 마지막 케이싱(Casing)의 직경의 0.75배 보다 작은 직경의 마지막 케이싱을 설치하는 것이 바람직하다. 상기 마지막 케이싱은 통상의 시추과정에서 컨덕터파이프(Conductor Pipe), 써휘스케이싱(Surface Casing) 및 중간케이싱(Intermediate Casing)들에 이어 맨 마지막에 설치되는 생산케이싱(Production Casing)에 해당되는 케이싱(Casing)으로서, 일반적으로 오픈홀(Open Hole) 구간의 상단으로부터 웰헤드(Wellhead)까지 연결된 상태로 설치되고 시멘팅(Cementing)하게 된다.In addition, in the present invention, since one EGS is composed of one production well and two or more injection wells in each section, the injection wells in each section have more than 0.75 times the diameter of the last casing of the production wells. It is desirable to install a small diameter final casing. The last casing is the casing corresponding to the production casing, which is installed last after the conductor pipe, surface casing, and intermediate casings in a conventional drilling process. In general, it is installed and cemented in a state connected from an upper end of an open hole section to a wellhead.

상기한 0.75배는 본 발명의 가장 단순한 형태인 1개의 생산정과 2개의 구간별 주입정들로 구성되는 이지에스(EGS)에 대한 것으로서, 구간별 주입정들의 수가 많아질수록 구간별 주입정의 마지막 케이싱의 직경은 점점 더 작아질 수 있다. 예컨대, 1개의 생산정과 6개의 구간별 주입정들로 구성되는 이지에스(EGS)의 경우, 구간별 주입정들의 마지막 케이싱의 직경은 생산정의 마지막 케이싱(Casing)의 직경의 0.4배 정도면 된다. 그에 따라 구간별 주입정 당 시추비도 그만큼 적어지게 된다.0.75 times is for the EEG composed of one production well and two interval injection wells, which is the simplest form of the present invention, and as the number of injection wells is increased, The diameter can be made smaller and smaller. For example, in the case of an EGS consisting of one production well and six division injection wells, the diameter of the last casing of the injection wells per section may be about 0.4 times the diameter of the last casing of the production wells. As a result, the drilling cost per injection well for each section is also reduced.

상기한 본 발명의 이지에스 조성시스템 및 방법을 이용하여, 다음 순서에 따라 해당 심부암층에 1개의 이지에스(EGS)를 조성한다.Using the above-described AGS composition system and method of the present invention, one AGS is formed in the core rock layer according to the following procedure.

(1) 첫 번째 '구간1 주입정'을 시추?완결한다. 도 1의 예와 같이, 지열수를 생산해낼 전체구간의 최상단에 대응되는 심도로부터 필요한 일정구간을 첫 번째 구간1 주입정의 구간1로 정하고, 상기 구간1만을 오픈홀 구간으로 완결한다.(1) Drill and complete the first section 1 injection well. As shown in the example of FIG. 1, a predetermined section required from the depth corresponding to the top end of the entire section to produce geothermal water is defined as section 1 of the first section 1 injection well, and only section 1 is completed as an open hole section.

첫 번째 구간1 주입정에는 생산정의 마지막 케이싱(Casing)의 직경의 0.75배 보다 작은 직경의 마지막 케이싱을 삽입하고, 첫 번째 구간1 주입정에서 수압파쇄를 실시하면서 미소지진 관측(Microseismic Monitoring), 검층(Well Logging) 등을 통해 파쇄대의 생성방향 및 형태와 지열생산특성을 파악한다.In the first section 1 injection well, insert the last casing with a diameter smaller than 0.75 times the diameter of the last casing of the production well, and perform the hydraulic fracturing in the first section 1 injection well. (Well Logging) to identify the direction and form of crushing zone and geothermal production characteristics.

파쇄대의 생성방향 및 형태에 관한 기초자료가 빈약한 단지에서는, 상기 첫 번째 구간1 주입정의 오픈홀 구간을 일단 지열수를 생산해낼 전체구간으로 완결하여 수압파쇄에 의한 파쇄대의 생성방향 및 형태를 파악하는 것이 바람직하다.In the complex where the basic data on the generation direction and shape of the crushing block is poor, the open hole section of the first section 1 injection well is completed into the whole section to produce the geothermal water to grasp the direction and form of the crushing table by the hydraulic fracturing. It is desirable to.

연이어 축조되는 생산정 및 추가 주입정들에서 취득되는 자료들을 분석하여 파쇄대의 생성방향 및 형태와 지열생산특성을 보다 상세히 파악해나간다.Analyze the data obtained from successive production wells and additional injection wells to better understand the direction and shape of the fracture zone and the geothermal production characteristics.

(2) 생산정을 시추?완결한다. 파악된 파쇄대의 생성방향 및 형태와 지열생산특성에 기초하여, 생산정의 오픈홀(Open Hole) 구간의 위치 및 심도를 정한다.(2) Drill and complete production wells. The location and depth of the open hole section of the production well are determined based on the identified direction and shape of the fracture zone and the geothermal production characteristics.

생산정의 오픈홀 구간은, 도 1의 예와 같이, 상기 구간1의 상단에 대응되는 심도를 상단으로 하여 지열수를 생산해낼 전체구간으로 한다.Open hole section of the production well, as in the example of Figure 1, the depth corresponding to the upper end of the section 1 as the upper end of the entire section to produce geothermal water.

생산정의 오픈홀 구간은 첫 번째 구간1 주입정의 오픈홀 구간의 위치로부터 수평으로 200m 이상 떨어진 최적의 위치에 배치한다.The open hole section of the production well is positioned at an optimal position at least 200m horizontally from the position of the open hole section of the first section 1 injection well.

생산정에서도 수압파쇄를 실시하여, 첫 번째 구간1 주입정의 오픈홀 구간과 생산정의 오픈홀 구간 간을 파쇄대로 연결시킨다.Hydraulic fracturing is also carried out in the production wells, connecting the open hole section of the first section 1 injection well with the open hole section of the production well.

상기와 같이 첫 번째 구간1 주입정 다음에 생산정을 시추?완결하는 이유는, 상기 주입정에서 파쇄대의 생성방향 및 형태를 파악하고, 그에 기초하여 생산정의 오픈홀 구간을 보다 정확하게 배치하기 위한 것이다. 하지만 필요시, 생산정을 먼저 시추?완결하고 파쇄대의 생성방향 및 형태를 파악할 수도 있다.The reason for drilling and finalizing the production well after the first interval 1 injection well as described above is to grasp the direction and shape of the crushing stand in the injection well and to more accurately arrange the open hole section of the production well based on the injection well. . However, if necessary, the well can be drilled and completed first, and the direction and form of the crushing band can be identified.

(3) 두 번째 '구간1 주입정'을 시추?완결한다. 파악된 파쇄대의 생성방향 및 형태와 지열생산특성에 기초하여, 두 번째 구간1 주입정의 오픈홀 구간의 위치 및 심도를 정한다.(3) Drill and complete the second section 1 injection well. Based on the formation direction and shape of the fracture zone and the geothermal production characteristics, the position and depth of the open hole section of the second section 1 injection well are determined.

생산정의 오픈홀 구간의 상단에 대응되는 심도로부터 필요한 일정구간을 두 번째 구간1 주입정의 구간1로 정하고, 상기 구간1만을 오픈홀 구간으로 완결한다.The required interval from the depth corresponding to the upper end of the open hole section of the production well is defined as section 1 of the second section 1 injection well, and only section 1 is completed as an open hole section.

두 번째 구간1 주입정의 오픈홀 구간은 생산정의 오픈홀 구간의 위치로부터 수평으로 200m 이상 떨어지고, 또한 첫 번째 구간1 주입정의 오픈홀 구간의 위치로 부터 수평으로 50m 이상 떨어진 최적의 위치에 배치한다.The open hole section of the second section 1 injection well shall be positioned at an optimal position at least 200m horizontally from the position of the open hole section of the production well and at least 50m horizontally from the position of the open hole section of the first section 1 injection well.

두 번째 구간1 주입정에는 생산정의 마지막 케이싱(Casing)의 직경의 0.75배 보다 작은 직경의 마지막 케이싱을 삽입하고, 수압파쇄를 실시하여, 두 번째 구간1 주입정의 오픈홀 구간과 생산정의 오픈홀 구간 간을 파쇄대로 연결시킨다.In the second section 1 injection well, insert the last casing with a diameter smaller than 0.75 times the diameter of the last casing of the production well, and perform hydraulic fracturing to open the open hole section of the second section 1 injection well and the open hole section of the production well. Connect the liver to the crusher.

(4) 세 번째 '구간1 주입정'을 시추?완결한다. 파악된 파쇄대의 생성방향 및 형태와 지열생산특성에 기초하여, 세 번째 구간1 주입정의 오픈홀 구간의 위치 및 심도를 정한다.(4) Drill and complete the third 'Section 1 injection well'. Based on the identified direction and shape of the fracture zone and the geothermal production characteristics, the position and depth of the open hole section of the third section 1 injection well are determined.

생산정의 오픈홀 구간의 상단에 대응되는 심도로부터 필요한 일정구간을 세 번째 구간1 주입정의 구간1로 정하고, 상기 구간1만을 오픈홀 구간으로 완결한다.The required interval from the depth corresponding to the top of the open hole section of the production well is defined as section 1 of the third section 1 injection well, and only section 1 is completed as an open hole section.

세 번째 구간1 주입정의 오픈홀 구간은 생산정의 오픈홀 구간의 위치로부터 수평으로 200m 이상 떨어지고, 또한 축조된 모든 구간1 주입정들의 오픈홀 구간의 위치들로부터 수평으로 50m 이상 떨어진 최적의 위치에 배치한다.The open hole section of the third section 1 injection well is at least 200m horizontally from the position of the open hole section of the production well, and is also positioned at an optimal position 50m or more horizontally from the positions of the open hole section of all constructed section 1 injection wells. do.

세 번째 구간1 주입정에는 생산정의 마지막 케이싱(Casing)의 직경의 0.75배 보다 작은 직경의 마지막 케이싱을 삽입하고, 수압파쇄를 실시하여, 세 번째 구간1 주입정의 오픈홀 구간과 생산정의 오픈홀 구간 간을 파쇄대로 연결시킨다.In the third section 1 injection well, insert the last casing with a diameter smaller than 0.75 times the diameter of the last casing of the production well, and perform hydraulic fracturing to open the open hole section of the third section 1 injection well and the open hole section of the production well. Connect the liver to the crusher.

(5) 상기한 시스템 및 방법에 따라, 네 번째 구간1 주입정, 다섯 번째 구간1 주입정 등 최적의 수의 구간1 주입정들을 축조한다.(5) According to the system and method described above, construct an optimal number of interval 1 injection wells, such as the fourth interval 1 injection well and the fifth interval 1 injection well.

(6) 첫 번째 '구간2 주입정'을 시추?완결한다. 파악된 파쇄대의 생성방향 및 형태와 지열생산특성에 기초하여, 첫 번째 구간2 주입정의 오픈홀 구간의 위치 및 심도를 정한다.(6) Drill and complete the first section 2 injection well. Based on the identified direction and shape of the fracture zone and the geothermal production characteristics, the location and depth of the open hole section of the first section 2 injection well are determined.

상기 구간1 주입정들의 오픈홀 구간들과 생산정의 오픈홀 구간 간에 생성된 파쇄대의 하단으로부터 연직으로 50m 이상 더 깊은 필요한 심도로부터 필요한 일정 구간을 첫 번째 구간2 주입정의 구간2로 정하고, 상기 구간2만을 오픈홀 구간으로 완결한다.From the bottom of the crushing band created between the open hole intervals of the interval 1 injection wells and the open hole interval of the production wells, a predetermined interval from the required depth deeper than 50m or more is defined as the interval 2 of the first interval 2 injection wells, and the interval 2 Complete the bay into an open hole section.

첫 번째 구간2 주입정의 오픈홀 구간은 생산정의 오픈홀 구간의 위치로부터 수평으로 200m 이상 떨어지고, 또한 축조된 모든 구간1 주입정들의 오픈홀 구간의 위치들로부터 수평으로 50m 이상 떨어진 최적의 위치에 배치한다.The open-hole section of the first section 2 injection well is at least 200m horizontally from the position of the open-hole section of the production well, and is also positioned at an optimal position 50m or more horizontally from the positions of the open-hole section of all the constructed section 1 injection wells. do.

첫 번째 구간2 주입정에는 생산정의 마지막 케이싱의 직경의 0.75배 보다 작은 직경의 마지막 케이싱을 삽입하고, 수압파쇄를 실시하여, 첫 번째 구간2 주입정의 오픈홀 구간과 생산정의 오픈홀 구간 간을 파쇄대로 연결시킨다.In the first section 2 injection well, insert the last casing with a diameter smaller than 0.75 times the diameter of the last casing of the production well, and perform hydraulic fracturing, breaking the gap between the open hole section of the first section 2 injection well and the open hole section of the production well. Connect with

(7) 두 번째 '구간2 주입정'을 시추?완결한다. 파악된 파쇄대의 생성방향 및 형태와 지열생산특성에 기초하여, 두 번째 구간2 주입정의 오픈홀 구간의 위치 및 심도를 정한다.(7) Drill and complete the second section 2 injection well. Based on the formation direction and shape of the fracture zone and the geothermal production characteristics, the position and depth of the open hole section of the second section 2 injection well are determined.

상기 구간1 주입정들의 오픈홀 구간들과 생산정의 오픈홀 구간 간에 생성된 파쇄대의 하단으로부터 연직으로 50m 이상 더 깊은 필요한 심도로부터 필요한 일정 구간을 두 번째 구간2 주입정의 구간2로 정하고, 상기 구간2만을 오픈홀 구간으로 완결한다.From the lower end of the crushing band generated between the open hole intervals of the interval 1 injection wells and the production hole open intervals of the production wells, a predetermined interval required from a depth required more than 50m deeper than the vertical interval is defined as interval 2 of the second interval 2 injection wells, and the interval 2 Complete the bay into an open hole section.

두 번째 구간2 주입정의 오픈홀 구간은 생산정의 오픈홀 구간의 위치로부터 수평으로 200m 이상 떨어지고, 또한 축조된 모든 주입정들의 오픈홀 구간의 위치들로부터 수평으로 50m 이상 떨어진 최적의 위치에 배치한다.The open hole section of the second section 2 injection well is located at an optimum position spaced at least 200m horizontally from the position of the open hole section of the production well and at least 50m horizontally from the positions of the open hole section of all constructed injection wells.

두 번째 구간2 주입정에는 생산정의 마지막 케이싱의 직경의 0.75배 보다 작은 직경의 마지막 케이싱을 삽입하고, 수압파쇄를 실시하여, 두 번째 구간2 주입정의 오픈홀 구간과 생산정의 오픈홀 구간 간을 파쇄대로 연결시킨다.In the second section 2 injection well, insert the last casing with a diameter smaller than 0.75 times the diameter of the last casing of the production well, and perform hydraulic fracturing, breaking the gap between the open hole section of the second section 2 injection well and the open hole section of the production well. Connect with

(8) 세 번째 '구간2 주입정'을 시추?완결한다. 파악된 파쇄대의 생성방향 및 형태와 지열생산특성에 기초하여, 세 번째 구간2 주입정의 오픈홀 구간의 위치 및 심도를 정한다.(8) Drill and complete the third 'Section 2 Injection Well'. Based on the formation direction and shape of the fracture zone and the geothermal production characteristics, the position and depth of the open hole section of the third section 2 injection well are determined.

상기 구간1 주입정들의 오픈홀 구간들과 생산정의 오픈홀 구간 간에 생성된 파쇄대의 하단으로부터 연직으로 50m 이상 더 깊은 필요한 심도로부터 필요한 일정 구간을 세 번째 구간2 주입정의 구간2로 정하고, 상기 구간2만을 오픈홀 구간으로 완결한다.From the bottom of the crushing band created between the open hole intervals of the interval 1 injection wells and the open hole intervals of the production wells, a predetermined interval required from a required depth of more than 50 m deeper is defined as the interval 2 of the third interval 2 injection wells, and the interval 2 Complete the bay into an open hole section.

세 번째 구간2 주입정의 오픈홀 구간은 생산정의 오픈홀 구간의 위치로부터 수평으로 200m 이상 떨어지고, 또한 축조된 모든 주입정들의 오픈홀 구간의 위치들로부터 수평으로 50m 이상 떨어진 최적의 위치에 배치한다.The open hole section of the third section 2 injection well is located at an optimum position spaced at least 200m horizontally from the position of the open hole section of the production well and at least 50m horizontally from the positions of the open hole section of all the constructed wells.

세 번째 구간2 주입정에는 생산정의 마지막 케이싱의 직경의 0.75배 보다 작은 직경의 마지막 케이싱을 삽입하고, 수압파쇄를 실시하여, 세 번째 구간2 주입정 의 오픈홀 구간과 생산정의 오픈홀 구간 간을 파쇄대로 연결시킨다.In the third section 2 injection well, insert the last casing with a diameter smaller than 0.75 times the diameter of the last casing of the production well, and perform hydraulic fracturing to separate the open hole section of the third section 2 injection well and the open hole section of the production well. Connect with a crusher.

(9) 상기한 시스템 및 방법에 따라, 네 번째 구간2 주입정, 다섯 번째 구간2 주입정 등 최적의 수의 구간2 주입정들을 축조한다.(9) According to the system and method described above, an optimal number of interval 2 injection wells, such as the fourth interval 2 injection well and the fifth interval 2 injection well, is constructed.

(10) 첫 번째 '구간3 주입정'을 시추?완결한다. 파악된 파쇄대의 생성방향 및 형태와 지열생산특성에 기초하여, 첫 번째 구간3 주입정의 오픈홀 구간의 위치 및 심도를 정한다.(10) Drill and complete the first section 3 injection well. Based on the formation direction and shape of the fracture zone and the geothermal production characteristics, the position and depth of the open hole section of the first section 3 injection well are determined.

상기 구간2 주입정들의 오픈홀 구간들과 생산정의 오픈홀 구간 간에 생성된 파쇄대의 하단으로부터 연직으로 50m 이상 더 깊은 필요한 심도로부터 필요한 일정 구간을 첫 번째 구간3 주입정의 구간3으로 정하고, 상기 구간3만을 오픈홀 구간으로 완결한다.From the bottom of the crushing band created between the open hole intervals of the interval 2 injection wells and the open hole intervals of the production wells, a predetermined interval required from a required depth of more than 50 m deeper is defined as the interval 3 of the first interval 3 injection wells, and the interval 3 Complete the bay into an open hole section.

첫 번째 구간3 주입정의 오픈홀 구간은 생산정의 오픈홀 구간의 위치로부터 수평으로 200m 이상 떨어지고, 또한 축조된 모든 주입정들의 오픈홀 구간의 위치들로부터 수평으로 50m 이상 떨어진 최적의 위치에 배치한다.The open hole section of the first section 3 injection well is at least 200m horizontally from the position of the open hole section of the production well, and is also placed at an optimal position 50m or more horizontally from the positions of the open hole section of all constructed wells.

첫 번째 구간3 주입정에는 생산정의 마지막 케이싱의 직경의 0.75배 보다 작은 직경의 마지막 케이싱을 삽입하고, 수압파쇄를 실시하여, 첫 번째 구간3 주입정의 오픈홀 구간과 생산정의 오픈홀 구간 간을 파쇄대로 연결시킨다.In the first section 3 injection well, insert the last casing with a diameter smaller than 0.75 times the diameter of the last casing of the production well and perform hydraulic fracturing to break the gap between the open hole section of the first section 3 injection well and the open hole section of the production well. Connect with

(11) 두 번째 '구간3 주입정'을 시추?완결한다. 파악된 파쇄대의 생성방향 및 형태와 지열생산특성에 기초하여, 두 번째 구간3 주입정의 오픈홀 구간의 위치 및 심도를 정한다.(11) Drill and complete the second section 3 injection well. Based on the formation direction and shape of the fracture zone and the geothermal production characteristics, the position and depth of the open hole section of the second section 3 injection well are determined.

상기 구간2 주입정들의 오픈홀 구간들과 생산정의 오픈홀 구간 간에 생성된 파쇄대의 하단으로부터 연직으로 50m 이상 더 깊은 필요한 심도로부터 필요한 일정 구간을 두 번째 구간3 주입정의 구간3으로 정하고, 상기 구간3만을 오픈홀 구간으로 완결한다.From the bottom of the crushing band generated between the open hole intervals of the interval 2 injection wells and the open hole interval of the production wells, a predetermined interval required from the required depth of more than 50m deeper vertically is defined as the interval 3 of the injection interval 2, interval 3 Complete the bay into an open hole section.

두 번째 구간3 주입정의 오픈홀 구간은 생산정의 오픈홀 구간의 위치로부터 수평으로 200m 이상 떨어지고, 또한 축조된 모든 주입정들의 오픈홀 구간의 위치들로부터 수평으로 50m 이상 떨어진 최적의 위치에 배치한다.The open hole section of the second section 3 injection well is located at an optimum position spaced at least 200m horizontally from the position of the open hole section of the production well and at least 50m horizontally from the positions of the open hole section of all constructed wells.

두 번째 구간3 주입정에는 생산정의 마지막 케이싱의 직경의 0.75배 보다 작은 직경의 마지막 케이싱을 삽입하고, 수압파쇄를 실시하여, 두 번째 구간3 주입정의 오픈홀 구간과 생산정의 오픈홀 구간 간을 파쇄대로 연결시킨다.In the second section 3 injection well, insert the last casing with a diameter smaller than 0.75 times the diameter of the last casing of the production well, and perform hydraulic fracturing to break between the open hole section of the second section 3 injection well and the open hole section of the production well. Connect with

(12) 세 번째 '구간3 주입정'을 시추?완결한다. 파악된 파쇄대의 생성방향 및 형태와 지열생산특성에 기초하여, 세 번째 구간3 주입정의 오픈홀 구간의 위치 및 심도를 정한다.(12) Drill and complete the third section 3 injection well. Based on the identified direction and shape of the fracture zone and the geothermal production characteristics, the location and depth of the open hole section of the third section 3 injection well are determined.

상기 구간2 주입정들의 오픈홀 구간들과 생산정의 오픈홀 구간 간에 생성된 파쇄대의 하단으로부터 연직으로 50m 이상 더 깊은 필요한 심도로부터 필요한 일정 구간을 세 번째 구간3 주입정의 구간3으로 정하고, 상기 구간3만을 오픈홀 구간으로 완결한다.From the bottom of the crushing band created between the open hole sections of the section 2 injection wells and the open hole section of the production wells, a predetermined section required from the required depth deeper than 50m deeper is defined as section 3 of the third section 3 injection section, and section 3 Complete the bay into an open hole section.

세 번째 구간3 주입정의 오픈홀 구간은 생산정의 오픈홀 구간의 위치로부터 수평으로 200m 이상 떨어지고, 또한 축조된 모든 주입정들의 오픈홀 구간의 위치들로부터 수평으로 50m 이상 떨어진 최적의 위치에 배치한다.The open hole section of the third section 3 injection well is located at an optimal position spaced at least 200m horizontally from the position of the open hole section of the production well and at least 50m horizontally from the positions of the open hole section of all constructed injection wells.

세 번째 구간3 주입정에는 생산정의 마지막 케이싱의 직경의 0.75배 보다 작 은 직경의 마지막 케이싱을 삽입하고, 수압파쇄를 실시하여, 세 번째 구간3 주입정의 오픈홀 구간과 생산정의 오픈홀 구간 간을 파쇄대로 연결시킨다.In the third section 3 injection well, insert the last casing with a diameter smaller than 0.75 times the diameter of the last casing of the production well, and perform hydraulic fracturing, so that the gap between the open hole section of the third section 3 injection well and the open hole section of the production well is Connect with a crusher.

(13) 상기한 시스템 및 방법에 따라, 네 번째 구간3 주입정, 다섯 번째 구간3 주입정 등 최적의 수의 구간3 주입정들을 축조한다.(13) According to the system and method described above, construct an optimal number of interval 3 injection wells, such as the fourth interval 3 injection well and the fifth interval 3 injection well.

(14) 상기와 같이, 구간1을 정하고 구간1 주입정들을 시추하여 완결하며, 그 다음, 구간2를 정하고 구간2 주입정들을 시추하여 완결하며, 그 다음, 구간3을 정하고 구간3 주입정들을 시추하여 완결하는 방법에 따라, 구간4를 정하고 구간4 주입정들을 시추하여 완결하며, 그 다음, 구간5를 정하고 구간5 주입정들을 시추하여 완결하는 등 해당 이지에스(EGS)의 지하 및 지상의 제반조건들에 따라 결정되는 최적의 수의 구간들을 정하여, 구간별 주입정들을 시추하여 완결하고, 수압파쇄를 실시하여 구간별 주입정들의 오픈홀 구간들과 생산정의 오픈홀 구간 간을 파쇄대로 연결시켜, 이지에스(EGS)를 조성한다.(14) As described above, the interval 1 is determined, and the interval 1 injection wells are completed, and then the interval 2 is determined, the interval 2 injection wells are completed, the interval 3 is determined, and the interval 3 injection wells are completed. According to the method of drilling and completion, the section 4 is determined, the section 4 injection wells are drilled, and then the section 5 is determined and the section 5 injection wells are drilled and completed. Determine the optimal number of sections determined according to the conditions, complete by drilling the injection wells for each section, and perform hydraulic fracturing to connect the open hole sections of the injection wells and the open hole sections of the production wells , EGS is formed.

상기와 같이 해당 심부암층에서의 파쇄대 생성방향 및 형태와 지열생산특성에 기초하여 생산정 및 구간별 주입정들의 오픈홀 구간들을 순서대로 정해나가는 관계로, 파쇄대가 3차원으로 경사지게 생성되는 심부암층에서는, 대응되는 구간들의 연직심도(해수면 기준)들이 크게 달라질 수 있다. 예컨대, 생산정의 오픈홀 구간의 상단의 연직심도는 해수면 기준으로 3,100m이고, 상기 상단에 대응되는 구간1 주입정의 오픈홀 구간의 상단의 연직심도는 해수면 기준으로 3,200m일 수 있다.As described above, the open hole sections of the production wells and the injection wells for each section are determined in order based on the direction and shape of the fracture zone generation and the geothermal production characteristics in the corresponding deep rock layers. In other words, the vertical depths (sea level) of corresponding sections may be greatly changed. For example, the vertical depth of the upper end of the open hole section of the production wells may be 3,100 m based on sea level, and the vertical depth of the upper end of the open hole section of the interval 1 injection well corresponding to the upper end may be 3,200 m based on sea level.

상기와 같은 이유로, 같은 구간에 축조된 주입정들에 있어서도, 오픈홀 구간들의 연직심도(해수면 기준)들이 위치에 따라 달라질 수 있다. 예컨대, 첫 번째 구간2 주입정의 오픈홀 구간의 상단은 해수면 기준으로 3,350m이고, 두 번째 구간2 주입정의 오픈홀 구간의 상단은 해수면 기준으로 3,400m일 수 있다.For the same reason, even in the injection wells constructed in the same section, the vertical depths (sea level reference) of the open hole sections may vary depending on the position. For example, an upper end of the open hole section of the first section 2 injection well may be 3,350 m based on sea level, and an upper end of the open hole section of the second section 2 injection well may be 3400 m based on the sea level.

상기한 조성시스템 및 방법에서는 구간1 주입정들을 모두 축조하고, 그 다음 구간2 주입정들을 모두 축조하며, 그 다음 구간3 주입정들을 모두 축조하는 순서로 이지에스(EGS)를 조성하였는데, 필요에 따라서는, 1개의 구간1 주입정을 축조하고, 그 다음 1개의 구간2 주입정을 축조하며, 그 다음 1개의 구간3 주입정을 축조하는 순서로 모든 구간들에 대해 1개씩의 주입정을 축조한 다음에, 각개 구간들에 필요한 수의 추가 주입정들을 축조하여 이지에스(EGS)를 조성할 수도 있다.In the above-described composition system and method, EGS was formed in order to construct all interval 1 injection wells, then construct all interval 2 injection wells, and then construct all interval 3 injection wells. Construct one injection well for all the sections in the order of constructing one interval 1 injection well, then constructing one interval 2 injection well, and then constructing one interval 3 injection well. Next, the required number of additional injection wells in each of the sections may be constructed to form an EGS.

상기와 같이 이지에스(EGS)를 조성함으로써, 지열수(Geothermal Fluid)를 생산해낼 전체구간을 오픈홀(Open Hole)로 완결하고 수압파쇄를 할 경우, 상기 전체구간 중 일부 구간에만 파쇄대가 생성되고, 상기 파쇄대가 직통파쇄대(Short-circuit)로 확장될 가능성이 높은 특성을 지닌 심부암층에 있어서도, 상기 전체구간에 파쇄대를 분산?생성시킬 수 있고, 또한 구간별 주입정의 웰헤드(Wellhead)에서 해당 구간에 대해 주입압력을 조절할 수 있어, 파쇄대 개시압력(Fracture Initiation Pressure)이 다른 구간에 비해 낮은 구간에 대해서는 주입압력(Injection Pressure)을 조절함으로써, 직통파쇄대의 형성을 막을 수 있게 돼, 지열생산기간을 연장시키고, 해당 심부암층에서 생산해낼 수 있는 지열에너지의 량을 현저히 증대시킬 수 있게 된다.By constructing the EGS as described above, when the entire section to produce geothermal fluid is completed with an open hole and subjected to hydraulic fracturing, a fracture zone is generated only in a partial section of the entire section. Even in deep rock layers having a high probability of expanding the crushing zone into a short-circuit, the crushing zone can be dispersed and generated in the entire section, and the corresponding section in the wellhead of the sectioned injection wells. The injection pressure can be adjusted with respect to the zone, and the injection pressure is adjusted in the section where the fracture initiation pressure is lower than the other sections, thereby preventing the formation of the direct fracture zone. It is possible to increase the amount of geothermal energy that can be produced in the deep rock layers.

본 발명의 이지에스 조성시스템 및 방법에 있어서, 축조할 수 있는 구간별 주입정들의 수는 해당 이지에스(EGS)의 지하 및 지상의 제반조건들에 따라, 특히 시추비(Drilling Cost)에 따라 결정된다.In the AGS composition system and method of the present invention, the number of injection wells that can be constructed is determined in accordance with various conditions of underground and ground of the EGS, in particular according to drilling cost.

1개 시추사이트(Drilling Site)에서 시추장비(Drilling Rig)를 스키딩(Skidding) 시키면서 생산정 및 구간별 주입정들을 모두 시추한다 하더라도, 통상의 시추장비를 사용하여 위와 같이 시추하는 데는 소요비용 등 어려움이 예상된다.Even if you drill both production wells and section injection wells by skidding drilling rigs at one drilling site, it is difficult to do the above costs using conventional drilling rigs. This is expected.

하지만 문헌 5에 개시된 '타워크레인 마스트를 이용한 시추탑'을 사용하면, 시추탑을 스키딩시키지 아니한 상태에서, 필요한 정(Well)들을 모두 시추할 수 있을 뿐만 아니라, 시추작업장에 추가하여 시추보조작업장을 설치할 수 있고, 또한 케이싱 삽입작업(Casing Lowering Operation) 시에 발생되는 최대훅하중(Hook Load)을 상기 삽입작업 시에만 보강기둥탑을 가설(假設)하여 해결할 수 있으며, 특히 통상의 시추탑으로는 운반이나 설치가 불가능한 소로로 연결된 협소한 장소에도 설치할 수 있는 등 통상의 시추장비가 갖고 있지 못한 여러 기능들을 지니고 있어 훨씬 적은 비용으로 필요한 수의 정(Well)들을 시추할 수 있게 된다.However, if the drilling tower using the tower crane mast disclosed in Document 5 is used, not only the drilling wells can be drilled without skid drilling tower but also the drilling auxiliary workshop is added to the drilling workshop. It can be installed, and also the maximum hook load generated during the casing lowering operation can be solved by hypothesizing the reinforcement column tower only during the inserting operation. It can be installed in narrow spaces connected by lanes that cannot be transported or installed, and has many functions that conventional drilling equipment does not have, so that the required number of wells can be drilled at a much lower cost.

도 1은 구간별 주입정들의 오픈홀(Open Hole) 구간들과 생산정의 오픈홀 구간이 파쇄대로 연결된 바람직한 예를 개략적으로 보인 설명도이다.1 is an explanatory view schematically showing a preferred example in which open hole sections of injection wells of each section and open hole sections of production wells are connected to a crushing zone.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>Description of the Related Art

10 : 생산정(Production Well)의 오픈홀(Open Hole) 구간10: Open hole section of production well

11 : 구간1 주입정(Injection Well)의 오픈홀 구간11: Open hole section of section 1 injection well

12 : 구간2 주입정의 오픈홀(Open Hole) 구간12: Open hole section of section 2 injection well

13 : 구간3 주입정의 오픈홀 구간13: Open hole section of section 3 injection well

14 : 구간1 주입정과 생산정의 오픈홀 구간들을 연결한 파쇄대14: Crushing stand connecting section 1 injection hole and production hole open hole section

15 : 구간2 주입정과 생산정의 오픈홀 구간들을 연결한 파쇄대15: Crushing stand connecting section 2 injection hole and production hole open hole

16 : 구간3 주입정과 생산정의 오픈홀 구간들을 연결한 파쇄대16: crushing stand connecting section 3 injection hole and production hole open hole section

20 : 케이스드홀(Cased Hole) 구간20: Cased Hole Section

Claims (1)

지열수(Geothermal Fluid)를 생산해낼 전체구간을 오픈홀(Open Hole)로 완결하고 수압파쇄를 할 경우, 상기 전체구간 중 일부 구간에만 파쇄대가 생성되고, 상기 파쇄대가 직통파쇄대(Short-circuit)로 확장될 가능성이 높은 특성을 지닌 심부암층에 이지에스(EGS: Enhanced Geothermal Systems)를 조성하는 방법에 있어서,When the entire section to produce geothermal fluid is completed with an open hole and the hydraulic fracturing is performed, a fracture zone is generated in only a part of the entire zone, and the fracture zone is a short-circuit. In a method of forming enhanced geothermal systems (EGS) in a deep rock layer having a high potential to expand, 생산정 1개와 2개 이상의 구간별 주입정들(구간1 주입정들, 구간2 주입정들 등)로 구성되고, 상기 생산정(Production Well)은 지열수를 생산해낼 전체구간을 오픈홀 구간으로 완결하며, 상기 생산정의 오픈홀 구간과 상기 구간별 주입정(Injection Well)들의 오픈홀 구간들 간의 수평거리가 200m 이상 되도록, 또한 상기 구간별 주입정들의 오픈홀 구간들 간의 수평거리가 50m 이상 되도록, 상기 구간별 주입정들의 오픈홀 구간들을 분산?배치하며, 수압파쇄를 실시해서 상기 구간별 주입정들의 오픈홀 구간들과 상기 생산정의 오픈홀 구간 간을 파쇄대로 연결시켜 조성되는 이지에스(EGS);It is composed of one production well and two or more injection wells (section 1 injection wells, interval 2 injection wells, etc.), and the production well (opening section) is a whole hole for producing geothermal water as an open hole section. The horizontal distance between the open hole section of the production well and the open hole sections of the injection wells for each section is 200 m or more, and the horizontal distance between the open hole sections of the injection wells for each section is 50 m or more. EEG (EGS) is formed by dispersing and arranging the open hole sections of the injection wells for each section and performing hydraulic fracturing to connect the open hole sections of the injection wells for each section with the open hole sections of the production well. ; 상기 이지에스(EGS)의 생산정의 오픈홀 구간에 대응되는 주입구간의 상단으로부터 필요한 일정구간을 구간1로 정하고, 상기 구간1만을 오픈홀 구간으로 완결하는 필요한 수의 구간1 주입정들;A predetermined number of interval 1 injection tablets for setting a predetermined interval as the interval 1 from the upper end of the injection interval corresponding to the open hole interval of the production well of the EGS and completing only the interval 1 as an open hole interval; 상기 구간1 주입정들의 오픈홀 구간들과 상기 생산정의 오픈홀 구간 간에 생성된 파쇄대의 하단으로부터 연직으로 50m 이상 더 깊은 필요한 심도로부터 필요한 일정구간을 구간2로 정하고, 상기 구간2만을 오픈홀 구간으로 완결하는 필요한 수의 구간2 주입정들;From the lower end of the crushing table created between the open hole intervals of the interval 1 injection wells and the open hole interval of the production wells, a predetermined interval is required as the interval 2 from the required depth deeper than 50m vertically, and only the interval 2 is an open hole interval. The required number of interval 2 injection wells to complete; 상기 구간2 주입정들의 오픈홀 구간들과 상기 생산정의 오픈홀 구간 간에 생성된 파쇄대의 하단으로부터 연직으로 50m 이상 더 깊은 필요한 심도로부터 필요한 일정구간을 구간3으로 정하고, 상기 구간3만을 오픈홀 구간으로 완결하는 필요한 수의 구간3 주입정들; 및From the bottom of the crushing table created between the open hole intervals of the interval 2 injection wells and the open hole interval of the production wells, a predetermined interval is required as the interval 3 from the required depth more than 50 m deeper vertically, and only the interval 3 is an open hole interval. The required number of interval 3 injection tablets to complete; And 상기와 같이, 구간1을 정하고 구간1 주입정들을 완결하며, 그 다음, 구간2를 정하고 구간2 주입정들을 완결하며, 그 다음, 구간3을 정하고 구간3 주입정들을 완결하는 방법에 따라, 구간4를 정하고 구간4 주입정들을 완결하며, 그 다음, 구간5를 정하고 구간5 주입정들을 완결하는 등 필요한 수의 구간들을 정하고 구간별 주입정들을 완결하여 상기 이지에스(EGS)를 조성하는 것을 특징으로 하는 구간별 주입정을 축조하는 이지에스 조성방법.As described above, the interval 1 is determined and the interval 1 injection wells are completed, and the interval 2 is determined, the interval 2 injection wells are completed, and the interval 3 is determined, and the interval 3 injection wells are completed. Determine 4, complete interval 4 injection wells, determine interval 5, complete interval 5 injection wells, and define the required number of intervals, and complete the injection wells for each interval to form the EGS. The method of forming ASG to build injection wells for each section.
KR1020100046729A 2010-05-19 2010-05-19 System and method of creating EGS having zonal injection wells KR101190326B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020100046729A KR101190326B1 (en) 2010-05-19 2010-05-19 System and method of creating EGS having zonal injection wells

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020100046729A KR101190326B1 (en) 2010-05-19 2010-05-19 System and method of creating EGS having zonal injection wells

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20100061641A KR20100061641A (en) 2010-06-08
KR101190326B1 true KR101190326B1 (en) 2012-10-11

Family

ID=42362194

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020100046729A KR101190326B1 (en) 2010-05-19 2010-05-19 System and method of creating EGS having zonal injection wells

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101190326B1 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101237723B1 (en) * 2012-06-29 2013-02-26 한국지질자원연구원 Drilling and connection system of wellbore for enhanced geothermal system and drilling method thereof

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4223729A (en) 1979-01-12 1980-09-23 Foster John W Method for producing a geothermal reservoir in a hot dry rock formation for the recovery of geothermal energy
US20030102124A1 (en) 2001-04-24 2003-06-05 Vinegar Harold J. In situ thermal processing of a blending agent from a relatively permeable formation
WO2006002325A2 (en) 2004-06-23 2006-01-05 Curlett Harry B Method of developingand producing deep geothermal reservoirs

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4223729A (en) 1979-01-12 1980-09-23 Foster John W Method for producing a geothermal reservoir in a hot dry rock formation for the recovery of geothermal energy
US20030102124A1 (en) 2001-04-24 2003-06-05 Vinegar Harold J. In situ thermal processing of a blending agent from a relatively permeable formation
WO2006002325A2 (en) 2004-06-23 2006-01-05 Curlett Harry B Method of developingand producing deep geothermal reservoirs

Also Published As

Publication number Publication date
KR20100061641A (en) 2010-06-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107100605B (en) Method for developing dry hot rock by using double horizontal wells and circulating supercritical carbon dioxide
CN114391083B (en) Operating scheme for collecting heat producing formations
CN208594924U (en) Develop the well pattern structure of enhanced underground heat
CN102606129B (en) Method and system for thin interbed oilfield development
Li et al. Application and development of drilling and completion of the ultrashort-radius radial well by high pressure jet flow techniques
CN105909214A (en) Method for exploiting compact dry heat rock geothermal energy by utilizing long horizontal well self-circulation structure
CN113738317A (en) Method for combined exploitation of deep coal bed gas and dry hot rock type geothermal
CN103161434A (en) Mining method for low permeability reservoir of shale gas and the like
CN111827878B (en) Method for quickly and accurately probing hidden water inrush channel of coal seam floor
CN111022014A (en) Method for developing hot dry rock resources by utilizing gravity drainage technology
CN108930529B (en) Oil-heat-electricity co-production method based on waste oil and gas wells
Song et al. Review of high-temperature geothermal drilling and exploitation technologies
WO2015132404A1 (en) Geothermal plant using hot dry rock fissured zone
KR101190326B1 (en) System and method of creating EGS having zonal injection wells
Suranto et al. Smart completion design in cyclic steam stimulation process: an alternative for accelerating heavy oil recovery
CN103628914A (en) Low-permeability thick-layer bedrock aquifer exploring and draining method for low-angle coal seam slicing mining
Yang et al. Application of well factory drilling technology in shale gas development in the Sichuan basin
CN102913203B (en) Method for developing low-permeability gas reservoir
CN104453792A (en) Coal seam mining method and structure
Yuan et al. Hybrid geothermal energy and hydrocarbon resources production by repurposing horizontal wells in shale gas reservoirs in horn river basin, British Columbia, Canada
KR101419973B1 (en) System and method of creating EGS Group utilizing fault zone
KR101190386B1 (en) System and method of creating EGS Group
RU112366U1 (en) UNDERGROUND HEATING ACCUMULATOR
CN108979611A (en) A kind of oil-gas reservoir reservoir-level seam horizontal well drilling completion fracturing reform method
Wang A review on shale gas development in Fuling

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
G170 Re-publication after modification of scope of protection [patent]
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20150722

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160928

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170908

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180928

Year of fee payment: 7

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190930

Year of fee payment: 8