KR20100101059A - System and method of creating egs group utilizing fault zone - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A system and a method for forming an Enhanced Geothermal System group using a fault zone are provided to remarkably reduce required costs by cost-efficiently forming an EGS group. CONSTITUTION: A method for forming an Enhanced Geothermal System group using a fault zone is as follows. An open hole section of a production well is arranged in a fault core of an inactive fault zone. Open hole sections of an injection well are arranged in a fault damage zone or a host rock of the fault zone to complete boring. Natural fracture zones formed in the fault zone are expanded by performing hydraulic-fracturing. An artificial fracture zone is created in the host rock when necessary.

Description

단층대를 이용한 이지에스 그룹 조성시스템 및 방법 {System and method of creating EGS Group utilizing fault zone}System and method of creating EGS Group utilizing fault zone}

본 발명은 단층대를 이용한 이지에스 그룹 조성시스템 및 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 비활성 단층대의 단층핵에 생산정의 오픈홀(Open Hole) 구간을 완결하고, 주입정들의 오픈홀 구간들은 단층손상대 또는 모암에 완결하는 특정 이지에스(EGS: Enhanced Geothermal Systems)들을, 상기 이지에스(EGS)들의 외곽경계의 일부가 서로 접하여 일부 주입정들을 공유(共有)하도록, 상기 단층핵의 주향을 따라 연이어 붙여, 이지에스 그룹(EGS Group)을 조성함으로써, 천연 파쇄대가 전무하거나 미미한 암층에 새로운 파쇄대를 생성시켜 조성하는 경우에 비해, 훨씬 적은 규모의 수압파쇄장비를 사용하면서 동시에 훨씬 더 높은 성공률로 소기의 이지에스(EGS)들을 조성할 수 있게 만들어 소요비용을 크게 낮추고, 또한 생산정 당 주입정들의 수를 현저히 줄여 그만큼 시추비 부담을 줄일 수 있게 만들어, 이지에스(EGS) 조성 관련 경제성을 현저히 향상시키는 시스템 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an ESG group composition system and method using a fault zone, and more particularly, to complete the open hole section of the production well in the fault core of the inactive fault zone, the open hole sections of the injection wells Certain Enhanced Geothermal Systems (EGSs) that complete in the mother rock are attached one after another along the periphery of the mononuclear nucleus, such that portions of the outer boundaries of the EGSs contact each other and share some injection wells. By creating the EEG Group, it is possible to use the smaller crushing units to create new crushing zones with little or no natural crushing zones, while using the smaller crushing units and at the same time with much higher success rates. Making it possible to significantly lower costs, and significantly reducing the number of injection wells per production well. Made possible to reduce the non-paid, yijieseu (EGS) relates to a system and method that significantly improves the composition of the relevant economy.

이지에스(EGS)를 조성해서 생산되는 지열수를 열원으로 이용하는 바이너리 지열발전(Binary Geothermal Power Generation)은, 문헌 1의 설명과 같이, 유·가스 가격상승과 공급불안에 더해 온실가스 감축압력이 가중됨으로써 점점 더 어려워지고 있는 에너지상황에 대한 유망한 해결책으로 떠오르고 있다.Binary Geothermal Power Generation, which uses geothermal water produced by forming EGS as a heat source, increases greenhouse gas reduction pressure in addition to rising oil and gas prices and supply instability, as explained in Document 1. It is emerging 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·발전시켜나가면, 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 technologies, 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, 특허문헌 1 내지 8에서 실익 있는 지열에너지 생산 및 바이너리 지열발전을 이룰 수 있게 만드는 수단과 방법들이 개시된 바 있다.Deep geothermal energy existing in our territory has been left undeveloped because it was recognized as not worth developing with conventional geothermal power generation methods, but recently, the geothermal energy production and binary geothermal energy which are beneficial in patent documents 1 to 8 Means and methods have been disclosed to enable development.

우리나라는 에너지자급률이 3%대로 낮아 소요에너지의 97%를 수입에 의존해야 하는 매우 취약한 구조인데, 유·가스 가격은 오르고 있고, 설상가상으로 '기후변화에 관한 UN협약'에 따라 세계 10위권의 온실가스 배출국인 관계로 온실가스 감축의무 압력이 가중되고 있어 에너지상황은 점점 더 어려워지는 방향으로 옥죄이고 있는 실정이므로, 특허문헌 1 내지 8에 개시된 시스템 및 방법들에 더하여, 이지에스(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. Oil and gas prices are rising, and to make matters worse, according to the UN Convention on Climate Change, the world's top ten greenhouses. Due to the increasing pressure on greenhouse gas reduction due to being a gas emitter, the energy situation is confined in an increasingly difficult direction. Therefore, in addition to the systems and methods disclosed in Patent Documents 1 to 8, EGS (EGS) composition, geothermal The creation of means and methods to further improve the efficiency and economics of energy production and geothermal power generation is required.

KR 특허출원번호: 10-2008-0044966, "심해수를 이용한 바이너리 지열발전방법(Method of binary geothermal power generation using deep seawater)", 출원일자: 2008.05.15.KR Patent Application No. 10-2008-0044966, "Method of binary geothermal power generation using deep seawater", application date: 2008.05.15. 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.KR Patent Application No. 10-2008-0105167, "System and method of binary geothermal power generation utilizing river zone", application date: October 27, 2008. 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.KR Patent Application No. 10-2008-0131009, "System and method of producing geothermal energy utilizing off-peak power", application date: December 22, 2008. 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.KR Patent Application No. 10-2009-0003582, "System and method of creating EGS utilizing off-peak power", filed Jan. 16, 2009. 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.KR Patent application No. 10-2009-0078070, "System and method of constructing drilling derrick utilizing tower crane mast", filed: 2009.08.24. KR 특허출원번호: 10-2010-0046729, "구간별 주입정을 축조하는 이지에스 조성시스템 및 방법(System and method of creating EGS having zonal injection wells)", 출원일자: 2010.05.19.KR Patent Application No. 10-2010-0046729, "System and method of creating EGS having zonal injection wells", dated May 19, 2010. KR 특허출원번호: 10-2010-0046735, "이지에스 그룹 조성시스템 및 방법(System and method of creating EGS Group)", 출원일자: 2010.05.19.KR Patent Application No. 10-2010-0046735, "System and method of creating EGS Group", filed May 19, 2010. KR 특허출원번호: 10-2010-0065274, "압축공기를 이용하는 이지에스 지열발전소 운용시스템 및 방법(System and method of operating EGS power plant utilizing compressed air)", 출원일자: 2010.07.07.KR Patent Application No. 10-2010-0065274, "System and method of operating EGS power plant utilizing compressed air", application date: 07.07.2010.

이지에스(EGS: Enhanced Geothermal Systems)를 조성해서 생산되는 지열수(Geothermal Fluid)를 열원으로 이용하여 지열발전 등을 펼치는 사업에 있어서, 경제성을 확보하고 향상시키기 위한 일차적이며 가장 핵심적인 과제는 소기의 이지에스(EGS)를 가능한 한 적은 비용으로 조성하는 것이다.In the project of geothermal power generation using Geothermal Fluid (EGS) produced by creating Enhanced Geothermal Systems (EGS) as a heat source, the primary and most important task for securing and improving economic feasibility is (EGS) is made at the lowest possible cost.

대한민국의 영토 안에도 무한에 가까운 심부지열자원이 부존돼 있는데도 아직 전혀 개발되지 못한 채 방치돼온 일차적이며 가장 큰 이유 역시 종래의 기술을 이용하여 이지에스(EGS)를 조성하는 비용이 매우 높았기 때문이었다.Even though there are almost infinite deep geothermal resources in the territory of Korea, the primary and biggest reason that has been left undeveloped is because the cost of creating EGS (EGS) using conventional technology was very high.

우리 국토에서는 대부분 화성암층 또는 변성암층에 이지에스(EGS)를 조성하게 되는데, 천연 파쇄대가 전무하거나 미미한 화성암층 또는 변성암층에 수압파쇄(Hydraulic Fracturing)를 실시해서 인공 파쇄대를 생성시켜 소기의 이지에스(EGS)를 조성하려면, 치밀가스전(Tight Gas Field)에서 실시되는 수준 이상으로 고압펌프 등 최신의 수압파쇄장비들을 대규모로 동원해야 한다. 하지만 국내에는 상기 장비들이 현존하지 않기 때문에 해외에서 구해 들여와야 하므로, 수압파쇄의 규모에 따라서는 정(Well) 당 U$수백만 수준의 비용이 들 수 있다.In Korea, most of the igneous rocks or metamorphic rocks are formed with EGS, and there are no natural crushing zones or no crushed igneous rocks or metamorphic rocks. In order to create a large scale, it is necessary to mobilize the latest hydraulic fracturing equipment such as high pressure pumps on a large scale above the level performed in the tight gas field. However, since the equipment is not present in the country and must be obtained from overseas, it may cost U $ millions per well depending on the size of the hydraulic fracturing.

상기와 같이 높은 비용을 들여 최신의 수압파쇄장비들을 대규모로 동원하더라도, 특허문헌 1의 문헌 1(MIT 보고서)의 제4장에 설명된 전 세계에 조성된 이지에스(EGS)들의 결과들에서 보는 바와 같이, 천연 파쇄대가 전무하거나 미미한 암층에 수압파쇄를 실시해서 소기의 이지에스(EGS)를 조성할 수 있는 성공률은 현존하는 수압파쇄기술로는 아직 그리 높지 못한 실정이다.Even with the high cost of mobilizing the latest hydraulic fracturing equipment on a large scale as described above, the results of the worldwide EGSs described in Chapter 4 of Document 1 (MIT report) of Patent Document 1 Likewise, the success rate of forming a desired EGS by performing hydraulic fracturing on a rock layer having no or little natural shredding zone is not yet high with existing hydraulic fracturing techniques.

더욱이 우리 국토에서는 이지에스(EGS)가 조성된 적이 전혀 없기 때문에 상기와 같은 난제를 극복하면서 이지에스(EGS)들을 조성·개척해나가기란, 특히 초기단계에 있어서는, 더 더욱 어려울 것으로 예상된다.Moreover, since there have never been any EGS in our land, it is expected that it will be more difficult to develop and pioneer EGS, especially in the early stages.

이에, 우리 국토에서 최초의 이지에스(EGS)를 조성하고 후속 이지에스(EGS)들을 조성·개척해나가는 특히 초기단계를 위하여, 상기한 난제들을 해결하면서, 보다 적은 비용으로 그리고 보다 높은 성공률로 소기의 이지에스(EGS)들을 조성·개척해나갈 수 있는 시스템과 방법의 창출이 요구되고 있다.Therefore, for the early stages of creating the first EGS in our homeland and developing and pioneering subsequent EEGs, we have solved the above-mentioned challenges at a lower cost and with a higher success rate. The creation of systems and methods to create and pioneer EGSs is required.

본 발명은 이상의 필요성에 따라 창출된 것으로, 본 발명의 목적은 우리 국토에서 보다 적은 비용으로 그리고 보다 높은 성공률로 소기의 이지에스(EGS)들을 조성할 수 있는 시스템 및 방법을 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in accordance with the above needs, and an object of the present invention is to provide a system and method capable of forming desired EGSs at a lower cost and with a higher success rate in our land.

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, 지표로부터 지하 3km 이상 심부까지 형성된 비활성 단층대(Inactive Fault Zone)의 단층핵(Fault Core)에 생산정의 오픈홀(Open Hole) 구간을 완결하고, 주입정들의 오픈홀 구간들은 단층손상대(Fault Damage Zone) 또는 모암(Host Rock)에 완결하는 특정 이지에스(EGS)들을, 상기 이지에스(EGS)들의 외곽경계의 일부가 서로 접하여 일부 주입정들을 공유(共有)하도록, 해당 심부암층에서의 파쇄대의 확장 및 생성방향과 형태에 의거하여 소기의 파쇄대가 생성되도록, 단층핵의 주향을 따라 연이어 붙여 순서대로 조성하여, 이지에스 그룹(EGS Group: Enhanced Geothermal Systems Group)을 조성함으로써, 상기한 목적을 달성할 수 있다는 결론과 함께 본 발명에 이르게 되었다.In order to achieve the above object, the present inventors have been conducting an 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 open hole section of the production well is completed in the fault core of the inactive fault zone formed to the deep part, and the open hole sections of the injection wells are fault damaged zone or host rock. Specific EEGs, in accordance with the direction and shape of the expansion and formation of crushing zones in the core rock layer, so that some of the edges of the EEGs are in contact with each other and share some injection wells. In order to create the desired crushing zones, they are formed one after another along the periphery of the mononuclear nucleus to form an EGS Group (Enhanced Geothermal Systems Group). Written, it has led to the present invention with the ability to accomplish the above object conclusion.

우리 국토 한반도에는 원생대로부터 신생대에 이르기까지 여러 차례의 지각변형이 일어났고 동시에 단층운동도 반복되었으며, 그 결과 다수의 단층대(Fault Zone)들이 형성되었다. 상기 단층대들에는 단층운동으로 인해 상당한 규모의 파쇄대(Fracture Zone)들이 형성돼 있으며, 상기 파쇄대들은 지하 수km 심부까지 연장된 것들도 있고, 상기 단층대의 폭 또한 수km에 달하는 것들도 있다. 상기 단층대들은 대부분 비활성(Inactive)인 것으로 알려져 있다.On the Korean Peninsula, many crustal deformations occurred from the Protozoan to the New Seondae, and the fault movements were repeated, resulting in the formation of a number of fault zones. The fault zones are formed with a large amount of fracture zones due to fault movement, and the fracture zones extend to a depth of several kilometers underground and the width of the fault zones can also reach several kilometers. The fault zones are known to be mostly inactive.

전 세계의 지열발전단지들 중 상당수가 단층대와 그에 수반되는 파쇄대(Fracture Zone)들을 통해 지열수(수증기 포함)를 생산하고 있다. 전형적인 예로서 미국의 캘리포니아 주 북부에 위치한 전 세계에서 가장 큰 규모의 지열발전단지인 가이저(Geysers) 지열발전단지를 들 수 있다.Many of the world's geothermal power plants produce geothermal water (including steam) through fault zones and accompanying fracture zones. A typical example is the Geysers geothermal complex, the world's largest geothermal complex, located in northern California, USA.

이지에스(EGS) 조성에 있어서도 천연 파쇄대의 유무에 따라서 결과는 크게 달라진다. 특허문헌 1의 문헌 1(MIT 보고서)의 '4.10 Generalizations from EGS Field Testing'의 설명과 같이, 전 세계에 조성된 이지에스(EGS)들을 분석한 결과, 수압파쇄로 형성된 파쇄대들 중 많은 부분들은 천연 파쇄대들이, 밀폐돼 있던 것들이 다시 열리거나, 확장된 것들이며, 이 같이 기존의 천연 파쇄대들을 다시 열어 확장시키는 것이 성공률, 소요비용 등에 있어서 현저하게 유리할 뿐만 아니라, 현존하는 수압파쇄기술을 사용하여 비용효과적으로 그리고 높은 성공률로 소기의 이지에스(EGS)를 조성할 수 있는 방법인 것으로 분석되었다.In the EEG composition, the results vary greatly depending on the presence or absence of natural crushing zones. As described in '4.10 Generalizations from EGS Field Testing' in Patent Document 1 (MIT report) of Patent Document 1, many of the crushers formed by hydraulic fracturing have been analyzed. Reopened or expanded ones are not only advantageous in terms of success rate, cost, etc., but also cost-effectively and using existing hydraulic fracturing techniques. It was analyzed that it is a method that can generate desired EGS with high success rate.

즉, 밀폐돼 있는 파쇄대일지라도 천연적인 파쇄대가 존재해야만 비용효과적으로 그리고 높은 성공률로 소기의 이지에스(EGS)를 조성할 수 있게 된다는 분석이다. 천연 파쇄대가 전무하거나 미미한 화성암층 또는 변성암층에 비용효과적으로 그리고 높은 성공률로 소기의 이지에스(EGS)를 조성하기에는 현존하는 수압파쇄기술은 아직 역부족인 실정이다.In other words, even in closed shredding zones, the presence of natural shredding bands will allow for the creation of desired EGSs, both cost-effectively and with high success rates. Existing hydraulic fracturing techniques are still inadequate to create the desired EGS in a cost-effective and high success rate in igneous or metamorphic rocks with little or no natural crushing zone.

상기한 어려움에 더해, 우리 국토에서는 이지에스(EGS)가 조성된 적이 전혀 없는데다가, 천연 파쇄대가 전무하거나 미미한 화성암층 또는 변성암층에 이지에스(EGS)를 조성하기 위해서는 치밀가스전(Tight Gas Field)에서 실시되는 수준 이상으로 고압펌프 등 최신의 수압파쇄장비들을 대규모로 해외에서 구해 들여와야 하는 실정이어서 막대한 비용이 들게 될 것임으로, 우리 국토에서 최초의 이지에스(EGS)를 조성하고 후속 이지에스(EGS)들을 조성·개척해나가는 특히 초기단계에서는, 천연 파쇄대가 전무하거나 미미한 암층을 대상으로 이지에스(EGS)를 조성하려는 시도는 성공적인 결과를 만들어내기 어렵게 보인다.In addition to the difficulties mentioned above, in order to create EGS in igneous rocks or metamorphic rocks with no natural crushing zone or no natural crushing zone, there has been no EGS in Korea. It will be very expensive to obtain the latest hydraulic fracturing equipment such as high pressure pumps from overseas in a large scale. Therefore, it will be the first EGS in Korea and subsequent EGS. • In the early stages of pioneering, attempts to create EGS for rock formations with little or no natural crushing bands seem unlikely to produce successful results.

본 발명인은, 장기간에 걸친 심도 깊은 조사·연구 결과, 우리 국토에 형성돼 있는 단층대들에 특정 이지에스(EGS)들로 구성되는 이지에스 그룹(EGS Group)을 조성함으로써, 상기한 난제들을 해결할 수 있다는 결론에 도달하였다.The present inventors have concluded that the above-mentioned problems can be solved by forming an EGS Group composed of specific EGSs in fault zones formed in the Korean territory. Reached.

단층대(Fault Zone)는 일반적으로 가장 많은 변형을 받고 변위가 집중되는 단층핵(Fault Core)을 중심으로 양측에 단열(Fracture)이 집중되는 단층손상대(Fault Damage Zone)로 구분되며, 단층핵과 단층손상대의 경계부에는 혼합대(Mixed Zone)가 발달하기도 한다. 이러한 단층대는 그 양측 끝에 분포하는 단층의 영향을 받지 아니한 암석인 모암(Host Rock or Wall Rock)과 구분된다.Fault Zones are generally divided into Fault Damage Zones, where fractures are concentrated on both sides of the Fault Core, which receives the most deformations and concentrates displacements. Mixed zones are also developed at the boundaries of This fault zone is distinguished from the host rock or wall rock, which is an unaffected rock distributed at both ends.

단층운동 시 대부분의 변위가 흡수되는 단층핵(Fault Core)에는 강한 파쇄작용이 일어난다. 단층손상대에는 2차 단층(Secondary Fault), 단열(Fracture), 세맥(Vein) 등이 형성된다. 상기와 같은 단층대는 지하 수km 심부까지 연장된 것들도 있고, 단층대의 폭 또한 수km에 달하는 것들도 있다.Strong faults occur in fault cores where most displacement is absorbed during fault motion. Secondary fault (secondary fault), insulation (Fracture), vein (Vein) is formed in the fault damage. Some of these fault zones extend to the depths of several kilometers underground, while others are several kilometers wide.

본 발명은, 지표로부터 지하 3km 이상 심부까지 형성된 비활성 단층대의 단층핵(Fault Core)에 생산정의 오픈홀(Open Hole) 구간을 배치하고, 상기 단층대의 단층손상대(Fault Damage Zone) 또는 모암(Host Rock)에 주입정들의 오픈홀 구간들을 배치하여 시추·완결한 다음, 수압파쇄를 실시해서, 기본적으로 상기 단층대에 단층운동으로 인해 형성돼 있는 천연 파쇄대들을, 닫힌 것들은 다시 열어, 확장시키고, 필요시 모암(Host Rock)에 적은 규모의 새로운 인공 파쇄대를 생성시키는 시스템 및 방법으로 이지에스(EGS)를 조성한다.The present invention arranges an open hole section of a production well in a fault core of an inactive fault zone formed at a depth of 3 km or more from the ground, and fault fault zone or host rock of the fault zone. Open hole sections of injection wells are drilled and completed, and hydraulic fracturing is performed to basically open the natural fracture zones formed by fault movement in the fault zone, and to reopen and expand the closed ones if necessary. (EGS) is created as a system and method for creating small scale artificial crushers at Host Rock.

상기와 같이 이지에스(EGS)를 조성하는 데는, 천연 파쇄대가 전무하거나 미미한 화성암층 또는 변성암층에 이지에스(EGS)를 조성하는 경우에 비해, 훨씬 적은 규모와 용량(주입압력, 주입유량 등)의 수압파쇄장비를 필요로 하게 된다. 그에 따라 소요비용을 크게 낮출 수 있다.As mentioned above, the composition of EGS is much smaller in size and capacity (injection pressure, injection flow rate, etc.) than in the case of forming EEG in igneous rock or metamorphic rock layers with little or no natural crushing zone. Requires shredding equipment. This can significantly lower the cost.

상기 비용절감효과에 더하여, 기본적으로 형성돼 있는 천연 파쇄대를 확장시키는 것이므로, 새로운 파쇄대를 생성시키는 경우에 비해, 소기의 이지에스(EGS)를 조성할 수 있는 성공률 또한 훨씬 더 높아지게 된다. 그에 따라 이지에스(EGS) 조성과 관련된 경제성을 현저히 향상시킬 수 있게 된다.In addition to the above cost reduction effect, since it is basically to expand the formed natural crushing zone, the success rate that can create the desired EEG (Sigma) is also much higher than when creating a new crushing zone. This will significantly improve the economics associated with the creation of EGS.

그에 따라, 상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 특정 이지에스(EGS) 여러 개를, 상기 이지에스(EGS)들의 외곽경계의 일부가 서로 접하여 상기 이지에스(EGS)들이 일부 주입정들을 공유(共有)하도록, 연이어 붙여 이지에스 그룹(EGS Group: Enhanced Geothermal Systems Group)을 조성하는 시스템 및 방법에 있어서, 지표로부터 지하 3km 이상 심부까지 형성된 비활성 단층대(Inactive Fault Zone); 해당 심부암층에서 지열수를 생산해낼 전체구간을 생산정의 오픈홀(Open Hole) 구간으로 하고, 상기 오픈홀 구간이 상기 단층대의 단층핵(Fault Core)의 중심부에 가능한 한 가까이 배치되도록 완결되는 생산정(Production Well); 상기 전체구간에 대응되는 주입구간 전부를 또는 상기 주입구간의 일부만을 주입정들의 오픈홀 구간들로 하고, 상기 오픈홀 구간들이 상기 생산정의 오픈홀 구간으로부터 수평으로 200m 이상 떨어지고, 또 상기 단층핵의 주향(Strike)방향의 중심선으로부터 수평으로 150m 이상 떨어지며, 또 다른 모든 주입정들의 오픈홀 구간들로부터 수평으로 50m 이상 떨어진 최적의 위치들에 배치·완결되는 주입정(Injection Well)들; 상기 생산정 1개와 1개 이상의 상기 주입정들로 구성되는 이지에스(EGS); 상기 이지에스(EGS)와 같은 특징을 지니도록 조성되는 이지에스(EGS) 1; 상기 이지에스(EGS) 1의 생산정의 오픈홀 구간으로부터 상기 단층핵의 주향을 따라 수평으로 300m 이상 떨어진 최적의 위치에 하기 이지에스(EGS) 2의 생산정의 오픈홀 구간을 배치하고, 필요한 수의 주입정들로 구성하여, 상기 이지에스(EGS) 1과 하기 이지에스(EGS) 2가 1개 이상의 주입정을 공유하도록, 해당 심부암층에서의 파쇄대의 확장 및 생성방향과 형태에 의거하여 소기의 파쇄대가 생성되도록, 이지에스(EGS) 1의 외곽경계의 일부에 접하여, 상기 이지에스(EGS)와 같은 특징을 지니도록 조성되는 이지에스(EGS) 2; 상기 이지에스(EGS) 1 또는 이지에스(EGS) 2의 생산정의 오픈홀 구간으로부터 상기 단층핵의 주향을 따라 수평으로 300m 이상 떨어진 최적의 위치에 하기 이지에스(EGS) 3의 생산정의 오픈홀 구간을 배치하고, 필요한 수의 주입정들로 구성하여, 상기 이지에스(EGS) 1 또는 이지에스(EGS) 2와 하기 이지에스(EGS) 3이 1개 이상의 주입정을 공유하도록, 해당 심부암층에서의 파쇄대의 확장 및 생성방향과 형태에 의거하여 소기의 파쇄대가 생성되도록, 이지에스(EGS) 1 또는 이지에스(EGS) 2의 외곽경계의 일부에 접하여, 상기 이지에스(EGS)와 같은 특징을 지니도록 조성되는 이지에스(EGS) 3; 및 상기한 시스템 및 방법에 따라, 이지에스(EGS) 4, 이지에스(EGS) 5, 이지에스(EGS) 6, 이지에스(EGS) 7 등 상기 단층대를 중앙에 두는 지열생산단지의 지하 및 지상의 제반조건들에 따라 결정되는 최적의 수의 이지에스(EGS)들을 상기 단층핵의 주향을 따라 연이어 붙여 순서대로 조성하여, 이지에스 그룹(EGS Group)을 조성하는 것을 특징으로 한다.Accordingly, the present invention for achieving the above object, a plurality of specific EGS (EGS), a part of the outer boundary of the EEG (EGS) in contact with each other (EGS) share some injection tablets (共有) A system and method for successively forming an Enhanced Geothermal Systems Group (EGS Group), comprising: an Inactive Fault Zone formed from a surface to a depth of at least 3 km underground; The production section of the deep rock formation completes the geothermal water to produce the geothermal water as an open hole section of the production wells, the open hole section is completed as close as possible to the center of the fault core of the fault zone Production Well; All of the injection section corresponding to the entire section or only a part of the injection section as open hole sections of the injection wells, the open hole sections are 200m or more horizontally away from the open hole section of the production well, Injection wells that are spaced 150 m or more horizontally from the centerline in the (Strike) direction and are disposed and completed at optimal locations 50 m or more horizontally from the open hole sections of all other injection wells; EGS (EGS) consisting of one production well and one or more injection wells; EGS (EGS) 1 is configured to have the same characteristics as the EGS (EGS); Arrange the open hole sections of the production wells of the following EGS 2 at an optimal position horizontally at least 300 m horizontally along the periphery of the fault nucleus from the open hole sections of the production wells of the EGS 1 The EGS 1 and the EEG 2 below to share one or more injection wells so that a desired crushing zone is generated based on the expansion and generation direction and shape of the crushing zone in the core rock layer. Aegis (EGS) 2 configured to have a characteristic similar to the eges (EGS) in contact with a part of an outer boundary of EEGs (EGS) 1; An open hole section of the production well of the following EGS 3 is disposed at an optimal position horizontally 300 m or more horizontally along the periphery of the fault nucleus from the open hole section of the production well of the EGS 1 or the EEG 2 And constructing the required number of injection wells so that the EGS 1 or EEG 2 and the following EEG 3 share one or more injection wells, thereby expanding and creating a fracture zone in the deep rock layer. EGS 3 which is constructed to have a characteristic similar to the EGS in contact with a part of an outer boundary of EGS 1 or EGS 2 so that a desired crushing zone is generated based on the direction and shape. ; And conditions underground and above ground of a geothermal production complex centering the fault zone, such as EGS 4, EGS 5, EGS 6, EGS 7, etc., according to the system and method described above. According to the present invention, an optimum number of EGSs determined in accordance with the monolayer nucleus are formed in succession, in order to form an EGS group.

본 발명의 단층대를 이용한 이지에스 그룹 조성시스템 및 방법은, 해당 비활성 단층대에 최적의 수의 특정 이지에스(EGS)들을, 상기 이지에스(EGS)들의 외곽경계의 일부가 서로 접하여 일부 주입정들을 공유하도록, 상기 단층대의 단층핵의 주향을 따라 연이어 붙여 이지에스 그룹(EGS Group)을 조성함으로써, 천연 파쇄대가 전무하거나 미미한 암층에 새로운 파쇄대를 생성시켜 조성하는 경우에 비해, 훨씬 적은 규모와 용량의 수압파쇄장비를 사용하면서 동시에 훨씬 더 높은 성공률로 소기의 이지에스(EGS)들을 조성할 수 있게 만들어 소요비용을 크게 낮추고, 또한 생산정 당 주입정들의 수를, 제각각 단일 이지에스(EGS)로 조성하는 경우에 비해, 현저히 줄여 그만큼 시추비 부담을 줄이게 만들어, 이지에스(EGS) 조성과 관련된 경제성을 현저히 향상시키는 효과를 제공한다.In the system and method for forming a group of EEG using the fault zone of the present invention, an optimal number of specific EGSs in the inactive fault zone, such that a part of the outer boundary of the EEGs in contact with each other and share some injection wells, Established EGS Group by continually attaching faults along fault of nucleus of fault zone, using much smaller size and capacity of hydraulic shredding equipment than when creating new crushing zone with no or few natural crushing rocks. At the same time, it is possible to build up the desired EGSs with a much higher success rate, which significantly lowers the cost, and also significantly reduces the number of injection wells per production well, compared to single EEGs each. This reduces the burden of drilling costs and significantly improves the economics associated with EGS. It provides.

그에 따라 본 발명은, 상기 효과들을 통해서, 우리 국토에서 그만큼 더 많은 우수한 성능의 이지에스(EGS)들을 조성해서 지열발전을 펼쳐, 순수국산에너지만으로 생산해내는 전력의 량을 증대시킴으로써, 우리나라의 에너지자급률을 높이고, 그만큼 에너지 수입과 온실가스 배출을 줄이게 만드는 효과를 제공한다.Accordingly, the present invention, through the above effects, by expanding the geothermal power generation by creating more excellent EGS (EGS) in our land, by increasing the amount of power produced by pure domestic energy alone, the energy self-sufficiency rate of Korea To increase energy consumption and reduce greenhouse gas emissions.

도 1은 본 발명의 바람직한 예를 보인 평면 설명도이다.1 is a plan explanatory view showing a preferred example of the present invention.

본 발명의 단층대를 이용한 이지에스 그룹 조성시스템 및 방법은, 지표로부터 지하 3km 이상 심부까지 형성된 비활성 단층대를 이용하여, 상기 단층대의 단층핵(Fault Core)의 중심부에 가능한 한 가까이 생산정의 오픈홀(Open Hole) 구간을 완결(Completion)하고, 주입정들의 오픈홀 구간들은 상기 단층대의 단층손상대(Fault Damage Zone) 또는 모암(Host Rock)에 완결한 다음, 수압파쇄(Hydraulic Fracturing)를 실시해서, 기본적으로 상기 단층대에 단층운동으로 인해 형성된 천연 파쇄대들을, 닫힌 것들은 다시 열어, 확장시키고, 필요시 모암에 적은 규모의 새로운 인공 파쇄대를 생성시키는 시스템 및 방법으로 이지에스(EGS)를 조성한다.The EGS group composition system and method using the fault zone of the present invention is an open hole of a production well as close as possible to the center of the fault core of the fault fault using an inert fault zone formed from the ground to 3 km or more underground. ) Section, and the open hole sections of the injection wells are completed in the fault damage zone or host rock of the fault zone, and then subjected to hydraulic frcturing. Natural fracture zones formed by fault movement in fault zones create EGS (EGS) as a system and method for closing, reopening, expanding, and, if necessary, creating new, small artificial fracture zones in the mother rock.

상기와 같이 조성함으로써, 천연 파쇄대가 전무하거나 미미한 암층에 새로운 파쇄대들을 생성시켜 조성하는 경우에 비해, 훨씬 적은 규모와 용량(주입압력, 주입유량 등)의 수압파쇄장비를 필요로 하게 돼 소요비용을 크게 낮출 수 있으며, 더불어 기본적으로 형성돼 있는 파쇄대를 확장시키는 것이므로, 소기의 이지에스(EGS)를 조성할 수 있는 성공률 또한 훨씬 더 높아지게 된다. 그에 따라 이지에스(EGS) 조성 관련 경제성을 현저히 향상시킬 수 있게 된다.The composition as described above requires much smaller scale and capacity (injection pressure, injection flow rate) hydraulic fracturing equipment, compared to the case where new crushing zones are created in the rock layer with no or little natural crushing bed. It can be greatly lowered, and by expanding the crushing base that is basically formed, the success rate for creating the desired EGS will be much higher. As a result, the economics related to EGS composition can be significantly improved.

생산정과 주입정들의 오픈홀(Open Hole) 구간들을 상기와 같이 배치하는 이유는, 단층핵(Fault Core)에서 멀어질수록 파쇄대의 밀도가 낮아져 투수율(Permeability)이 낮아짐으로, 주입정의 오픈홀 구간들을 투수율이 보다 낮은 단층손상대 또는 모암(Host Rock)에 배치함으로써, 주입수가 파쇄대를 천천히 통과하면서 심부암층의 지열을 충분히 흡수해 가열되도록 하기 위한 것이며, 상기와 반대로 단층핵에 가까울수록 보다 강한 파쇄작용이 일어나 그만큼 파쇄대의 밀도가 높아져 투수율이 높아짐으로, 생산정의 오픈홀 구간을 투수율이 가장 높은 단층핵의 중심부에 가능한 한 가까이 배치함으로써 지열수 생산성(유량)을 높이고, 또한 주입정에 주입되는 주입수가 투수율이 보다 높은 생산정의 오픈홀 구간 쪽으로 흘러가게 하며, 더불어 생산정의 오픈홀 구간 주위의 단층핵과 그에 인접된 단층손상대를 저류층(Reservoir)으로 이용하기 위한 것이다.The reason for arranging the open hole sections of the production well and the injection well as described above is that as the distance from the fault core decreases, the density of the crushing zone decreases, so that the permeability decreases. By placing it in a single layer damage bed or host rock with a lower permeability, the injected water slowly passes through the crushing zone to sufficiently absorb the geothermal heat of the deep cancer layer.In contrast, the closer to the monolayer nucleus, the stronger the fracture action. As the density of the crushing zone rises and the permeability increases, the open hole section of the production well is placed as close as possible to the center of the monolayer nucleus with the highest permeability, thereby increasing the geothermal water productivity (flow rate) and injecting water injected into the injection well. Flows into the open hole section of the higher production well, A single layer core and a single layer sonsangdae adjacent to the above is to use a reservoir (Reservoir).

본 발명에 있어서, 각개의 이지에스(EGS)는 1개의 생산정(Production Well)과 1개 이상의 주입정(Injection Well)들로 구성되고, 상기 생산정은 해당 심부암층에서 지열수를 생산해낼 전체구간을 오픈홀 구간으로 완결(Completion)하며, 상기 주입정들은 상기 생산정의 오픈홀 구간에 대응되는 주입구간 전부를 또는 상기 주입구간의 일부만을 오픈홀 구간으로 완결하고, 수압파쇄를 실시하여 상기 생산정의 오픈홀 구간과 상기 주입정들의 오픈홀 구간들 간을 파쇄대로 연결시켜, 상기 주입정들에 주입하는 주입수가 파쇄대를 통과하면서 심부암층의 지열을 흡수해 가열되면서 상기 생산정으로 흘러나오도록 조성한다.In the present invention, each EGS is composed of one production well and one or more injection wells, and the production wells represent the entire section for producing geothermal water in the core rock layer. Completion into an open hole section, the injection wells complete all of the injection section corresponding to the open hole section of the production well or only a part of the injection section into the open hole section, and perform hydraulic breakdown to open the production well. By connecting the interval between the open hole intervals of the injection wells and the crushing zone, the injection water injected into the injection wells is passed through the crushing zone to absorb the geothermal heat of the deep cancer layer is heated to flow into the production wells.

상기 주입정들의 오픈홀 구간들은, 상기 생산정의 오픈홀 구간으로부터 수평으로 200m 이상 떨어지고, 또 상기 단층핵의 중심선(주향방향)으로부터 수평으로 150m 이상 떨어지며, 또 다른 모든 주입정들의 오픈홀 구간들로부터 수평으로 50m 이상 떨어진 최적의 위치에 배치한다.The open hole sections of the injection wells are 200 m or more horizontally away from the open hole sections of the production well, and 150 m or more horizontally away from the center line (direct direction) of the monolayer nucleus, and from the open hole sections of all other injection wells. Place it in an optimal position at least 50m horizontally.

상기 주입정들의 오픈홀 구간들을 상기 생산정의 오픈홀 구간의 위치로부터 수평으로 200m 이상 떨어진 위치들에 배치하는 이유는, 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, 해당 지열생산단지에서 적어도 1개의 주입정과 생산정의 성능을 상당기간 관측함으로써, 산출할 수 있게 된다.The reason for arranging the open hole sections of the injection wells at a position 200 m or more horizontally from the position of the open hole section of the production well is that the injection water reaches the production well while absorbing geothermal heat while passing through the crushing zone of that distance. To do that. 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 at least one injection well and production well in the geothermal production complex for a long time.

또한, 상기 주입정들의 오픈홀 구간들을 상기 단층핵의 주향(Strike)방향의 중심선으로부터 수평으로 150m 이상 떨어진 위치들에 배치하는 이유는, 전술한 바와 같이 단층핵(Fault Core)에서 멀어질수록 그만큼 파쇄대의 밀도가 낮아지므로, 주입정의 오픈홀 구간들을 파쇄대의 밀도가 낮은 단층손상대 또는 모암에 배치함으로써, 주입수가 파쇄대를 천천히 통과하면서 심부암층의 지열을 충분히 흡수해 가열되도록 하기 위한 것이며, 상기 150m는 생산정의 오픈홀 구간과 주입정들의 오픈홀 구간들간의 수평거리의 하한선(200m)과 관련하여 계산된 하한선이다. 따라서 암층의 온도 및 파쇄대의 특성 등에 따라서는 400m 이상의 거리가 필요할 수 있다. 최적의 거리는, 해당 지열생산단지에서 적어도 1개의 주입정과 생산정의 성능을 상당기간 관측함으로써, 산출할 수 있게 된다.In addition, the reason for arranging the open hole sections of the injection wells at positions 150 m or more horizontally away from the center line in the strike direction of the fault core, as described above, the further away from the fault core, Since the density of the crushing zone is lowered, the open hole sections of the injection well are disposed in the low density density damage bed or the mother rock, so that the injected water slowly passes through the crushing zone to sufficiently absorb the geothermal heat of the deep rock layer, and the 150m is The lower limit calculated in relation to the lower limit line (200 m) of the horizontal distance between the open hole section of the production well and the open hole sections of the injection well. Therefore, a distance of 400 m or more may be required 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 at least one injection well and production well in the geothermal production complex for a long time.

또한, 상기 주입정들의 오픈홀 구간들을 다른 모든 주입정들의 오픈홀 구간들로부터 수평으로 50m 이상 떨어지게 배치하는 이유는, 필요한 온도의 지열수를 20여 년간 생산하기 위해서는, 암층의 열전도 특성에 의거할 때, 주입정들의 오픈홀 구간들 사이에 적어도 50m의 암층이 필요하기 때문이다. 상기 50m는 하한선이므로, 여건이 허락하는 한 보다 멀리 떨어지도록 배치하는 것이 바람직하다.Further, the reason why the open hole sections of the injection wells are spaced 50 m or more horizontally from the open hole sections of all other injection wells is to be based on the thermal conductivity of the rock layer in order to produce geothermal water at a required temperature for 20 years. This is because a rock layer of at least 50 m is required between the open hole sections of the injection wells. Since 50m is a lower limit, it is preferable to arrange | position further away as conditions permit.

상기 주입정들의 오픈홀 구간들이 연직으로 수백m 떨어진 경우에도, 10년 넘게 주입정을 운용하면, 케이싱(Casing)이나 시멘팅(Cementing)이 약화되어 차단되었던 구간으로 주입이 발생될 수 있다. 이 같은 상황까지 감안하여 모든 주입정들의 오픈홀 구간들을 수평으로 50m 이상 떨어지게 배치한다.Even when the open hole sections of the injection wells are several hundred meters vertically, when the injection wells are operated for more than 10 years, the injection may occur in a section in which casing or cementing is weakened and blocked. Considering this situation, the open hole sections of all the injection wells should be spaced more than 50m horizontally.

본 발명에 있어서, 접해있는 이지에스(EGS)들의 생산정의 오픈홀 구간들은, 예컨대 도 1에서 이지에스(EGS) 2의 생산정의 오픈홀 구간과 이지에스(EGS) 3의 생산정의 오픈홀 구간은, 해당 단층대의 단층핵의 주향(Strike)을 따라 수평으로 300m 이상 떨어지게 배치한다. 상기 300m는 생산정의 오픈홀 구간과 주입정들의 오픈홀 구간들 간의 수평거리의 하한선(200m)과 관련하여 계산된 하한선이다. 따라서 암층의 온도 및 파쇄대의 특성 등에 따라서는 700m 이상의 거리가 필요할 수 있다. 최적의 거리는, 해당 지열생산단지에서 적어도 접해있는 2개의 이지에스(EGS)들의 성능을 상당기간 관측함으로써, 산출할 수 있게 된다.In the present invention, the open hole sections of the production wells of the AEGs that are in contact, for example, the open hole section of the production wells of the EEG (EGS) 2 and the open hole section of the production wells of the EEG 3 in Figure 1, the corresponding fault zone Along the striking of the fault nucleus of the core is placed more than 300m horizontally. The 300m is a lower limit calculated in relation to the lower limit 200m of the horizontal distance between the open hole section of the production well and the open hole sections of the injection well. Therefore, a distance of 700 m or more may be necessary depending on the temperature of the rock layer and the characteristics of the crushing zone. The optimal distance can be calculated by observing the performance of at least two EGSs in the geothermal complex for a considerable time.

본 발명은, 상기한 시스템 및 방법에 따라, 해당 비활성 단층대를 중앙에 두는 지열생산단지의 지하 및 지상의 제반조건들에 따라 결정되는 최적의 수의 상기한 특징을 지니는 이지에스(EGS)들을, 도 1에 보인 예와 같이, 상기 이지에스(EGS)들의 외곽경계의 일부가 서로 접하여, 상기 이지에스(EGS)들이 일부 주입정들을 공유(共有)하도록, 해당 심부암층에서의 파쇄대의 확장 및 생성방향과 형태에 의거하여 소기의 파쇄대가 생성되도록, 상기 단층대의 단층핵의 주향을 따라 연이어 붙여 순서대로 조성하여, 이지에스 그룹(EGS Group)을 조성한다.The present invention, according to the system and method described above, illustrates an optimal number of EGSs having the above-described characteristics determined according to various conditions of the underground and ground of the geothermal production complex centering the inactive fault zone. As in the example shown in Fig. 1, part of the outer boundary of the EGS is in contact with each other, so that the EGS share some injection wells, and the direction and shape of the expansion and formation of the fracture zone in the corresponding deep rock layer. Based on the fault of the fault zone band, the sequential bands are formed one after another so as to produce a desired crush zone, thereby forming an EGS group.

상기와 같은 이지에스 그룹(EGS Group)을 조성할 지표로부터 지하 3km 이상 심부까지 형성된 비활성 단층대를 선정함에 있어서, 상기 단층대의 단층손상대(Fault Damage Zone)의 폭이 넓을수록, 파쇄대의 밀도가 높을수록 보다 우수한 이지에스 그룹(EGS Group) 조성에 유리하다. 양질의 지열에너지가 부존돼 있는지, 시추장비 등 중장비 운반이 용이한지, 배전계통과 연계가 용이한지, 냉원 및 이지에스(EGS) 조성에 필요한 주입수의 확보가 용이한지 등도 검토한다.In selecting an inactive fault zone formed at a depth of 3 km or more from the ground to form the EGS Group as described above, the wider the fault damage zone of the fault zone is, the higher the density of the fracture zone is. It is advantageous for forming an excellent EGS Group. It also examines whether high-quality geothermal energy is present, whether it is easy to transport heavy equipment such as drilling equipment, whether it is easy to connect with the distribution system, and whether it is easy to secure the injection water required for the formation of cold sources and EGS.

우리 국토에 형성돼 있는 단층대들은 대부분 비활성(Inactive)인 것으로 판명돼 있다. 하지만 활성일 수도 있다는 의문의 여지가 있는 단층대를 선정한 경우, 지하 약 3km 암층에 이지에스(EGS) 1개를 조성하면서 미소지진 관측(Microseismic Monitoring)을 통해 상기 단층대의 반응을 면밀히 관측·분석한 결과, 상기 의문이 해소되면, 상기 심도에 이지에스 그룹(EGS Group)을 조성한다.Most of the fault zones in our country are found to be inactive. However, if a fault zone is selected that may be active, the response of the fault zone was closely observed and analyzed through microseismic monitoring, with one EGS being formed in a 3km underground. When the question is resolved, an EGS Group is formed in the depth.

상기와 같이 조성된 이지에스 그룹(EGS Group)에서 수년간 지열생산을 계속하면서 미소지진 관측을 통해 상기 단층대의 반응을 면밀히 관측·분석한 결과, 상기 의문이 해소되고, 또한 상기 단층대가 필요한 심도로 연장돼 있는 것으로 판명되면, 상기 심도보다 일정구간 더 깊은(예, 심도 3.5km) 암층에 상기와 같은 시스템 및 방법에 따라 이지에스 그룹(EGS Group)을 조성한다.As a result of closely examining and analyzing the faults of the fault zone through the micro-earthquake observation while continuing geothermal production for many years in the EGS Group, the question is solved and the fault zone is extended to the required depth. If it is found to be present, the EGS Group is formed in the rock layer deeper than a certain depth (for example, 3.5 km depth) according to the above system and method.

상기한 시스템 및 방법에 따라 점진적으로 보다 더 깊은 암층(예, 4km, 4.5km, 5km)으로 확장하며 이지에스 그룹(EGS Group)을 조성해나간다.In accordance with the system and method described above, the EGS Group is gradually expanded to deeper rock layers (eg, 4 km, 4.5 km, 5 km).

이지에스(EGS) 조성 및 지열생산과정에는 미소지진이 수반될 수 있고, 심도가 깊어질수록 미소지진의 규모가 커지는 경향이 있다. 따라서 보다 확실하게 안전을 확보하려면, 비활성 단층대로 판명된 경우에도, 상기한 시스템 및 방법에 따라 지하 약 3km 암층으로부터 점진적으로 보다 더 깊은 암층으로 확장하며 이지에스 그룹(EGS Group)을 조성해나가는 것이 바람직하다.EEG (EGS) composition and geothermal production process can be accompanied by a small earthquake, the deeper the depth tends to increase the size of the small earthquake. Therefore, to ensure safety, it is desirable to form an EGS Group by gradually expanding from about 3 km underground to a deeper rock layer according to the system and method described above, even if it turns out to be an inert fault. .

상기와 같은 본 발명의 단층대를 이용한 이지에스 그룹 조성시스템 및 방법을 이용하여, 다음 순서에 따라, 해당 비활성 단층대를 중앙에 두는 지열생산단지에 이지에스 그룹(EGS Group)을 조성한다.Using the AEG group composition system and method using the fault zone of the present invention as described above, according to the following procedure, to form an AEG Group (EGS Group) in the geothermal production complex centering the inactive fault zone.

(1) 상기한 특징을 지니도록 이지에스(EGS) 1을 조성한다. 해당 단층대의 단층손상대(Fault Damage Zone) 또는 모암(Host Rock)의 최적의 위치에 첫 번째 주입정의 오픈홀 구간을 배치하고 시추·완결하여, 수압파쇄를 실시하면서 미소지진 관측(Microseismic Monitoring), 검층(Well Logging) 등을 통해 파쇄대(Fracture Zone)의 확장 및 생성방향과 형태를 파악한다.(1) EGS 1 is formed to have the above characteristics. Microseismic monitoring, logging, placing the open hole section of the first injection well at the optimal location of the fault damage zone or host rock, drilling and closing, and performing hydraulic fracturing. (Well Logging) to identify the expansion zone and the direction and shape of the fracture zone.

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. 단층대에서 실시되는 수압파쇄는 일차적으로 형성돼 있는 천연 파쇄대들을, 닫힌 것들은 다시 열어, 확장시키게 되고, 이차적으로 일부 새로운 파쇄대를 생성시키게 되므로, 이 같은 특성을 기초로 하여 파쇄대의 확장 및 생성방향과 형태를 파악한다.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. Hydraulic fracturing in fault zones primarily opens up natural crushers that are formed, reopens and expands closed ones, and creates some new crushers secondly. Figure out.

파쇄대 관련 자료가 미미한 단지에서는, 상기 첫 번째 주입정의 오픈홀 구간을 지열수를 생산해낼 전체구간에 대응되는 주입구간 전부로 완결하고, 수압파쇄에 의한 파쇄대의 확장 및 생성방향과 형태를 파악하는 것이 바람직하다.In a complex with little crushing table-related data, it is necessary to complete the open hole section of the first injection well with all the injection sections corresponding to the whole section to produce geothermal water, and to grasp the direction and form of expansion and generation of the crushing zone by hydraulic fracturing. desirable.

상기와 같이 파악된 파쇄대(Fracture Zone)의 확장 및 생성방향과 형태에 의거하여, 상기 주입정의 오픈홀 구간과 생산정의 오픈홀 구간이 소기의 파쇄대로 연결되도록, 상기 단층대의 단층핵(Fault Core)의 중심부에 가능한 한 가까이 생산정의 오픈홀 구간을 배치하고 시추·완결한다.The fault core of the fault zone is such that the open hole section of the injection well and the open hole section of the production well are connected to the desired fracture zone based on the expansion direction and the shape and the direction and shape of the fracture zone identified as described above. Arrange, drill and complete the open hole section of the production well as close as possible to the center of the plant.

소기의 파쇄대가 생성되도록 필요한 추가 주입정들을 배치하고 시추·완결하여, 상기한 특징을 지니도록 이지에스(EGS) 1을 조성한다.The additional injection wells necessary to produce the desired crushing zone are placed, drilled and completed to form EGS 1 to have the above characteristics.

상기와 같이 생산정보다 주입정을 먼저 시추하는 이유는, 생산정 시추비가 일반적으로 주입정 시추비보다 훨씬 더 높기 때문에, 주입정에서 파쇄대의 확장 및 생성방향과 형태를 파악하고, 그에 기초하여 생산정의 오픈홀 구간을 보다 정확하게 배치하기 위한 것이다. 하지만 필요시, 생산정을 먼저 시추하고 파쇄대의 확장 및 생성방향과 형태를 파악할 수도 있다.The reason for drilling the injection well first is that the production well drilling ratio is generally much higher than the injection well drilling ratio, so that the expansion and formation direction and shape of the crushing band in the injection well are determined and produced based on the production well. Definition For more accurate placement of open hole sections. However, if necessary, the well can be drilled first and the direction and shape of the crusher expansion and generation can be determined.

연이어 조성되는 이지에스(EGS)들에서 취득되는 수압파쇄 결과들을 분석하여 파쇄대의 확장 및 생성방향과 형태를 보다 상세히 파악해나간다.Hydraulic fracturing results obtained from successive EGSs are analyzed to understand in more detail the direction and shape of expansion and generation of the fracture zone.

(2) 상기한 특징을 지니도록 이지에스(EGS) 2를 조성한다. 상기 이지에스(EGS) 1의 생산정의 오픈홀 구간으로부터 상기 단층핵(Fault Core)의 주향(Strike)을 따라, 도 1에 보인 예와 같이 아래쪽으로 또는 그 반대로 위쪽으로, 수평으로 300m 이상 떨어진 상기 단층핵의 중심부에 가능한 한 가까운 최적의 위치에 이지에스(EGS) 2의 생산정의 오픈홀 구간을 배치하고, 필요한 수의 주입정들로 구성하여, 이지에스(EGS) 1과 이지에스(EGS) 2가 1개 이상의 주입정을 공유(共有)하도록, 즉 공유된 주입정에 주입하는 주입수가 이지에스(EGS) 1과 이지에스(EGS) 2의 생산정들로 흘러가도록, 해당 심부암층에서의 파쇄대의 확장 및 생성방향과 형태에 의거하여 소기의 파쇄대가 생성되도록, 이지에스(EGS) 1의 외곽경계의 일부에 접하여, 상기한 특징을 지니도록 이지에스(EGS) 2를 조성한다.(2) EEG 2 is formed to have the above characteristics. The fault layer, which is 300 m or more horizontally, downwardly or vice versa along the strike of the fault core from the open hole section of the production well of the EGS 1, as shown in FIG. Place the open hole section of the production well of EGS 2 in the optimal position as close as possible to the center of the nucleus, and make up the required number of injection wells, one EEG 1 and one EEG 2 Expansion and formation direction of the fracture zone in the core rock layer so as to share the above injection wells, that is, the injection water injected into the shared injection wells flows into the production wells of EGS1 and EGS2. In order to produce a desired crushing zone based on the shape and shape, the EGS 2 is formed in contact with a part of the outer boundary of the EGS 1 to have the above characteristics.

(3) 상기한 특징을 지니도록 이지에스(EGS) 3을 조성한다. 이지에스(EGS) 3을, 도 1에 보인 예와 같이, 이지에스(EGS) 2에 접하여 조성하는 경우, 상기 이지에스(EGS) 2의 생산정의 오픈홀 구간으로부터 상기 단층핵의 주향을 따라 수평으로 300m 이상 떨어진 상기 단층핵의 중심부에 가능한 한 가까운 최적의 위치에 이지에스(EGS) 3의 생산정의 오픈홀 구간을 배치하고, 필요한 수의 주입정들로 구성하여, 이지에스(EGS) 2와 이지에스(EGS) 3이 1개 이상의 주입정을 공유하도록, 해당 심부암층에서의 파쇄대의 확장 및 생성방향과 형태에 의거하여 소기의 파쇄대가 생성되도록, 이지에스(EGS) 2의 외곽경계의 일부에 접하여, 상기한 특징을 지니도록 이지에스(EGS) 3을 조성한다.(3) EEG 3 is formed to have the above characteristics. When EGS 3 is formed in contact with EGS 2 as shown in the example shown in FIG. 1, 300 m or more horizontally along the periphery of the monolayer nucleus from the open hole section of the production well of the EGS 2. In the optimal position as close as possible to the center of the fault monolayer nucleus, the open hole section of the production well of EGS 3 is arranged, and composed of the required number of injection wells, EGS 2 and EGS 3 In order to share the one or more injection wells, the above-described features are encountered in contact with a part of the outer boundary of EGS 2 so that a desired crushing band is generated based on the expansion and generation direction and shape of the crushing bed in the deep rock layer. EGS 3 to be prepared.

상기와 반대방향으로 이지에스(EGS) 3을 이지에스(EGS) 1에 접하여 조성하는 경우, 상기 이지에스(EGS) 1의 생산정의 오픈홀 구간으로부터 상기 단층핵의 주향을 따라 수평으로 300m 이상 떨어진 상기 단층핵의 중심부에 가능한 한 가까운 최적의 위치에 이지에스(EGS) 3의 생산정의 오픈홀 구간을 배치하고, 필요한 수의 주입정들로 구성하여, 이지에스(EGS) 1과 이지에스(EGS) 3이 1개 이상의 주입정을 공유하도록, 해당 심부암층에서의 파쇄대의 확장 및 생성방향과 형태에 의거하여 소기의 파쇄대가 생성되도록, 이지에스(EGS) 1의 외곽경계의 일부에 접하여, 상기한 특징을 지니도록 이지에스(EGS) 3을 조성한다.When the EEG 3 is formed in contact with the EEG 1 in the opposite direction, the monolayer nucleus is horizontally 300 m or more horizontally along the periphery of the monolayer nucleus from the open hole section of the production well of the EGS 1. Place the open hole section of the production well of EGS 3 at the optimum position as close as possible to the center of the product, and make up the required number of injection wells, so that EEG 1 and EEG 3 are at least one. In order to share the injection wells, the desired zone of crushing zones are generated based on the direction and shape of the crushing zones in the corresponding deep rock layers. EGS) 3 is formulated.

(4) 상기한 특징을 지니도록 이지에스(EGS) 4를 조성한다. 이지에스(EGS) 4를, 도 1에 보인 예와 같이, 이지에스(EGS) 3에 접하여 조성하는 경우, 상기 이지에스(EGS) 3의 생산정의 오픈홀 구간으로부터 상기 단층핵의 주향을 따라 수평으로 300m 이상 떨어진 상기 단층핵의 중심부에 가능한 한 가까운 최적의 위치에 이지에스(EGS) 4의 생산정의 오픈홀 구간을 배치하고, 필요한 수의 주입정들로 구성하여, 이지에스(EGS) 3과 이지에스(EGS) 4가 1개 이상의 주입정을 공유하도록, 해당 심부암층에서의 파쇄대의 확장 및 생성방향과 형태에 의거하여 소기의 파쇄대가 생성되도록, 이지에스(EGS) 3의 외곽경계의 일부에 접하여, 상기한 특징을 지니도록 이지에스(EGS) 4를 조성한다.(4) EEG 4 is formed to have the above characteristics. When EGS 4 is formed in contact with EGS 3 as shown in the example shown in FIG. 1, 300 m or more horizontally along the periphery of the monolayer nucleus from an open hole section of the production well of EEG 3. The open hole section of the production well of EGS 4 is arranged at the optimum position as close as possible to the center of the fault monolayer nucleus, and composed of the required number of injection wells, EGS 3 and EGS 4 The features described above are in contact with a portion of the outer boundary of EGS 3 such that the desired fracture zone is generated based on the direction and shape of the fracture zone expansion and formation in the core rock layer so that the at least one injection well shares. EGS 4 to be prepared.

상기와 반대방향으로, 예컨대 반대편 끝에 이지에스(EGS) 1이 조성돼 있어, 이지에스(EGS) 1에 접하여 조성하는 경우, 상기 이지에스(EGS) 1의 생산정의 오픈홀 구간으로부터 상기 단층핵의 주향을 따라 수평으로 300m 이상 떨어진 상기 단층핵의 중심부에 가능한 한 가까운 최적의 위치에 이지에스(EGS) 4의 생산정의 오픈홀 구간을 배치하고, 필요한 수의 주입정들로 구성하여, 이지에스(EGS) 1과 이지에스 (EGS) 4가 1개 이상의 주입정을 공유하도록, 해당 심부암층에서의 파쇄대의 확장 및 생성방향과 형태에 의거하여 소기의 파쇄대가 생성되도록, 이지에스(EGS) 1의 외곽경계의 일부에 접하여, 상기한 특징을 지니도록 이지에스(EGS) 4를 조성한다.In the opposite direction, for example, EGS 1 is formed at the opposite end, and is formed in contact with EGS 1, along the periphery of the monolayer nucleus from the open hole section of the production well of EGS 1. In the optimal position as close as possible to the center of the fault nucleus at least 300 m horizontally, the open hole section of the production well of EGS 4 is arranged, and composed of the required number of injection wells, EGS 1 and EG In contact with a portion of the outer boundary of EGS 1 such that (EGS) 4 shares one or more injection wells so that a desired fracture zone is created based on the direction and shape of the fracture zone expansion and formation in the core rock layer, EGS 4 is formed to have the above characteristics.

(5) 상기한 시스템 및 방법에 따라, 이지에스(EGS) 5, 이지에스(EGS) 6, 이지에스(EGS) 7, 이지에스(EGS) 8, 이지에스(EGS) 9, 이지에스(EGS) 10 등 상기 단층대를 중앙에 두는 지열생산단지의 지하 및 지상의 제반조건들에 따라 결정되는 최적의 수의 이지에스(EGS)들을 상기 단층핵의 주향을 따라 연이어 붙여 순서대로 조성하여, 이지에스 그룹(EGS Group)을 조성한다.(5) According to the system and method described above, the fault zone such as EGS 5, EGS 6, EGS 7, EGS 8, EGS 9, EGS 10, etc. An optimal number of EGSs determined in accordance with various underground and ground conditions of the geothermal complex in the center are formed in order along the periphery of the fault nucleus to form an EGS Group. .

본 발명에서, 이지에스 그룹(EGS Group)을 구성하는 각개 이지에스(EGS)는 전술한 바와 같은 특징을 지니는 1개의 생산정과 1개 이상의 주입정들로 구성된다. 따라서 이지에스 그룹(EGS Group)을 구성하는 각개 이지에스(EGS)의 주입정들의 수와 오픈홀 구간들의 배치 및 이지에스(EGS)들의 생산정의 오픈홀 구간들 간의 거리는 각개 이지에스(EGS)의 지하 및 지상의 제반조건들에 따라 최적화되며, 제각각 불규칙하게 특유의 수, 배치형태 및 거리를 갖게 된다.In the present invention, each of the AEGs that constitute the EGS Group is composed of one production well and one or more injection wells having the characteristics described above. Therefore, the number of injection wells of each EGS group constituting the EGS Group and the arrangement of the open hole sections and the distance between the open hole sections of the production wells of the EGS groups are different from each other. Optimized according to the various conditions, each irregularly has a unique number, arrangement and distance.

도 1에 보인 이지에스 그룹(EGS Group)은 7개의 이지에스(EGS)들로 조성되었다. 여기서 공유된 주입정들까지 포함하여, 이지에스(EGS) 1은 2개의 주입정들로, 이지에스(EGS) 2부터 이지에스(EGS) 6까지는 각각 4개의 주입정들로 그리고 이지에스(EGS) 7은 2개의 주입정들로 구성되었다.The EGS Group shown in FIG. 1 was composed of seven EGSs. Here, including the shared injection wells, EGS 1 is two injection wells, EEG 2 to EEG 6 each with 4 injection wells and EGS 7 is 2 It consists of two injection wells.

상기와 같은 7개의 이지에스(EGS)들을 분리해서 제각각 단일 이지에스(EGS)로 조성한다면, 총 24개의 주입정들을 시추해야 한다. 그렇게 할 경우, 평균 생산정 당 주입정들의 수는 3.4(=24/7)가 된다.If the seven AEGs are separated and formed into a single AEG, respectively, a total of 24 injection wells should be drilled. In doing so, the average number of injection wells per production well is 3.4 (= 24/7).

하지만, 도 1에 보인 이지에스 그룹(EGS Group)에서는 12개의 주입정들을 시추하였으므로, 평균 생산정 당 주입정들의 수는 상기 3.4의 절반인 1.7(=12/7)로 현저히 줄어든다. 그에 따라 그만큼 시추비 부담을 줄일 수 있게 된다.However, since 12 injection wells were drilled in the EGS Group shown in FIG. 1, the average number of injection wells per production well is significantly reduced to 1.7 (= 12/7), which is half of the above 3.4. Accordingly, the drilling cost burden can be reduced accordingly.

상기와 같은 조성시스템 및 방법에 따라, 비활성 단층대를 중앙에 두는 지열생산단지에 이지에스 그룹(EGS Group)을 조성함으로써, 천연 파쇄대가 전무하거나 미미한 암층에 새로운 파쇄대를 생성시켜 조성하는 경우에 비해, 훨씬 적은 규모와 용량(주입압력, 주입유량 등)의 수압파쇄장비를 사용하면서 소기의 이지에스(EGS)를 조성할 수 있어 소요비용을 현저히 낮출 수 있으며, 또한 기본적으로 형성돼 있는 파쇄대를 확장시키는 것이므로 새로운 파쇄대를 생성시켜 조성하는 경우에 비해, 소기의 이지에스(EGS)를 조성할 수 있는 성공률도 훨씬 더 높아지고, 또한 필요로 하는 생산정 당 주입정들의 수를, 제각각 단일 이지에스(EGS)로 조성하는 경우에 비해, 현저히 줄여 그만큼 시추비 부담을 줄이게 만들어, 이지에스(EGS) 조성과 관련된 경제성을 현저히 향상시키게 된다.According to the composition system and method described above, by forming an EGS Group in a geothermal production complex centered on an inactive fault zone (EGS Group), compared to the case of creating a new crushing zone in a rock layer with little or no natural crushing zone. By using small size and capacity hydraulic fracturing equipment (injection pressure, injection flow rate, etc.), it is possible to create the desired EGS, which can significantly reduce the required cost and also expand the basically formed shredding table. Compared to the generation of crushing zones, the success rate for producing the desired EGS is much higher, and the number of injection wells required per production well is generated in a single EEG. In comparison, it significantly reduces the drilling cost burden and significantly improves the economics associated with EGS. Injured.

그에 따라 본 발명은, 상기 효과들을 통해서, 우리 국토에서 그만큼 더 많은 우수한 성능의 이지에스(EGS)들을 조성해서 지열발전을 펼쳐, 순수국산에너지만으로 생산해내는 전력의 량을 증대시킴으로써, 우리나라의 에너지자급률을 높이고, 그만큼 에너지 수입과 온실가스 배출을 줄이게 만드는 효과를 제공한다.Accordingly, the present invention, through the above effects, by expanding the geothermal power generation by creating more excellent EGS (EGS) in our land, by increasing the amount of power produced by pure domestic energy alone, the energy self-sufficiency rate of Korea To increase energy consumption and reduce greenhouse gas emissions.

1 : 비활성 단층대(Inactive Fault Zone)의 단층핵(Fault Core)
2 : 단층핵과 단층손상대의 경계선
3 : 단층손상대(Fault Damage Zone)
4 : 단층손상대와 모암(Host Rock)의 경계선
5 : 이지에스(EGS) 1의 생산정의 오픈홀(Open Hole) 구간의 위치
6 : 이지에스(EGS) 2의 생산정(Production Well)의 오픈홀 구간의 위치
7 : 이지에스(EGS) 3의 생산정의 오픈홀 구간의 위치
8 : 이지에스(EGS) 4의 생산정의 오픈홀 구간의 위치
9 : 이지에스(EGS) 5의 생산정의 오픈홀 구간의 위치
10 : 이지에스(EGS) 6의 생산정의 오픈홀 구간의 위치
11 : 이지에스(EGS) 7의 생산정의 오픈홀 구간의 위치
20 : 주입정(Injection Well)의 오픈홀(Open Hole) 구간의 위치
1: Fault Core of Inactive Fault Zone
2: boundary line between faulty nucleus and faulty injury
3: Fault Damage Zone
4: boundary between fault damage and host rock
5: Location of the open hole section of the production well of EGS 1
6: Position of the open hole section of the production well of EGS 2
7: Position of the open hole section of the production well of EGS 3
8: Position of the open hole section of the production well of EGS 4
9: Position of the open hole section of the production well of EGS 5
10: Location of the open hole section of the production boat of EGS 6
11: Location of the open hole section of the production boat of EGS 7
20: Position of the open hole section of the injection well

Claims (1)

특정 이지에스(EGS: Enhanced Geothermal Systems) 여러 개를, 상기 이지에스(EGS)들의 외곽경계의 일부가 서로 접하여 상기 이지에스(EGS)들이 일부 주입정들을 공유(共有)하도록, 연이어 붙여 이지에스 그룹(EGS Group: Enhanced Geothermal Systems Group)을 조성하는 시스템 및 방법에 있어서,
지표로부터 지하 3km 이상 심부까지 형성된 비활성 단층대(Inactive Fault Zone);
해당 심부암층에서 지열수를 생산해낼 전체구간을 생산정의 오픈홀(Open Hole) 구간으로 하고, 상기 오픈홀 구간이 상기 단층대의 단층핵(Fault Core)의 중심부에 가능한 한 가까이 배치되도록 완결되는 생산정(Production Well);
상기 전체구간에 대응되는 주입구간 전부를 또는 상기 주입구간의 일부만을 주입정들의 오픈홀 구간들로 하고, 상기 오픈홀 구간들이 상기 생산정의 오픈홀 구간으로부터 수평으로 200m 이상 떨어지고, 또 상기 단층핵의 중심선으로부터 수평으로 150m 이상 떨어지며, 또 다른 모든 주입정들의 오픈홀 구간들로부터 수평으로 50m 이상 떨어진 최적의 위치들에 배치·완결되는 주입정(Injection Well)들;
상기 생산정 1개와 1개 이상의 상기 주입정들로 구성되는 이지에스(EGS);
상기 이지에스(EGS)와 같은 특징을 지니도록 조성되는 이지에스(EGS) 1;
상기 이지에스(EGS) 1의 생산정의 오픈홀 구간으로부터 상기 단층핵의 주향(Strike)을 따라 수평으로 300m 이상 떨어진 최적의 위치에 하기 이지에스(EGS) 2의 생산정의 오픈홀 구간을 배치하고, 필요한 수의 주입정들로 구성하여, 상기 이지에스(EGS) 1과 하기 이지에스(EGS) 2가 1개 이상의 주입정을 공유(共有)하도록, 해당 심부암층에서의 파쇄대의 확장 및 생성방향과 형태에 의거하여 소기의 파쇄대가 생성되도록, 이지에스(EGS) 1의 외곽경계의 일부에 접하여, 상기 이지에스(EGS)와 같은 특징을 지니도록 조성되는 이지에스(EGS) 2;
상기 이지에스(EGS) 1 또는 이지에스(EGS) 2의 생산정의 오픈홀 구간으로부터 상기 단층핵의 주향을 따라 수평으로 300m 이상 떨어진 최적의 위치에 하기 이지에스(EGS) 3의 생산정의 오픈홀 구간을 배치하고, 필요한 수의 주입정들로 구성하여, 상기 이지에스(EGS) 1 또는 이지에스(EGS) 2와 하기 이지에스(EGS) 3이 1개 이상의 주입정을 공유하도록, 해당 심부암층에서의 파쇄대의 확장 및 생성방향과 형태에 의거하여 소기의 파쇄대가 생성되도록, 이지에스(EGS) 1 또는 이지에스(EGS) 2의 외곽경계의 일부에 접하여, 상기 이지에스(EGS)와 같은 특징을 지니도록 조성되는 이지에스(EGS) 3; 및
상기한 시스템 및 방법에 따라, 이지에스(EGS) 4, 이지에스(EGS) 5, 이지에스(EGS) 6, 이지에스(EGS) 7 등 상기 단층대를 중앙에 두는 지열생산단지의 지하 및 지상의 제반조건들에 따라 결정되는 최적의 수의 이지에스(EGS)들을 상기 단층핵의 주향을 따라 연이어 붙여 순서대로 조성하여, 이지에스 그룹(EGS Group)을 조성하는 것을 특징으로 하는 단층대를 이용한 이지에스 그룹 조성시스템 및 방법.
A number of specific enhanced geothermal systems (EGS) are placed in series so that a portion of the edges of the EGSs are in contact with each other so that the EGSs share some injection wells. A system and method for forming an Enhanced Geothermal Systems Group,
An inactive fault zone formed from the surface to a depth of more than 3 km underground;
The production section of the deep rock formation completes the geothermal water to produce the geothermal water as an open hole section of the production wells, the open hole section is completed as close as possible to the center of the fault core of the fault zone Production Well;
All of the injection section corresponding to the entire section or only a part of the injection section as open hole sections of the injection wells, the open hole sections are 200m or more horizontally away from the open hole section of the production wells, and the center line of the fault core Injection wells that are at least 150 m horizontally from and are positioned and completed at optimal locations at least 50 m horizontally from the open hole sections of all other injection wells;
EGS (EGS) consisting of one production well and one or more injection wells;
EGS (EGS) 1 is configured to have the same characteristics as the EGS (EGS);
An open hole section of the production well of the following EGS 2 is disposed at an optimal position horizontally 300 m or more along the strike of the fault core from the open hole section of the production well of the EGS 1 Based on the direction and shape of the expansion and generation of the crushing zone in the core rock layer so that the EGS 1 and the EEG 2 share one or more injection tablets. An EGS 2 constructed to have a characteristic such as the EEG in contact with a part of an outer boundary of an EGS 1 so that a desired crushing zone is generated;
An open hole section of the production well of the following EGS 3 is disposed at an optimal position horizontally 300 m or more horizontally along the periphery of the fault nucleus from the open hole section of the production well of the EGS 1 or the EEG 2 And constructing the required number of injection wells so that the EGS 1 or EEG 2 and the following EEG 3 share one or more injection wells, thereby expanding and creating a fracture zone in the deep rock layer. EGS 3 which is constructed to have a characteristic similar to the EGS in contact with a part of the outer boundary of EGS 1 or EGS 2 so that a desired crushing zone is generated based on the direction and shape. ; And
According to the system and method described above, the ground and ground conditions of the geothermal production complex centering the fault zone such as EGS 4, EGS 5, EGS 6, EGS 7, etc. A method for forming an EEG group using a fault zone, characterized in that to form an EEG Group by sequentially forming the optimum number of EEG (EGS) determined in accordance with the main portion of the fault nucleus in order.
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