[发明专利]一种深层地热热传导根系的建造方法

说明书

技术领域

本发明属于深层地热能与干热岩的系统技术领域，具体涉及一种深层地热热传导根系的建造方法。

背景技术

联合国有关新能源报告显示：全球地热能源资源总量，相当于全球资源总消耗量的45万倍。放射性元素的衰变是地球热能的主要来源。运动的地球不断的储积和释放着能量。每年通过热传导散失，火山喷发，地震，温泉等释放大量的能量。大陆地壳一般厚度为30~70公里，地热梯度从上向下逐渐增高，一般每下100m，温度升高3℃，地热型地热埋深至地下数千米，内部为不存在流体或仅有少量地下流体的高温岩体。由于大量的地热型地热得不到有效的利用，造成了能源的大量流失和浪费。

近年来，干热岩作为一种深埋于地下的清洁地热能，引起了社会各界的广泛关注， 然而目前国内中深层地热能开采技术并不成熟，国际上则普遍采用双井压裂渗透回灌法获取地热能，其存在着回灌率低，地下岩层破坏，循环水漏损失，提水能耗高等缺陷；

还有另外一种利用地热能的单井系统，该系统包括生产套管和位于生产套管中的生产管；生产套管与生产管之间形成有内外环形空间。该系统采用单井操作，与高温地层接触面小，加热后的温度往往达不到要求，存在管阻大流量小且地热能利用率低等缺点。

发明内容

为了解决现有技术中存在的回灌率低、地下岩层破坏、循环水漏损失、提水能耗高，以及高温地层接触面小等导致的等地热资源得不到有效利用，造成能源的大量流失和浪费的问题，本发明提供了一种深层地热热传导根系的建造方法。本发明要解决的技术问题通过以下技术方案实现：

一种深层地热热传导根系的建造方法，包括以下步骤：

步骤一、在完井提钻后的U型井中下入导热生产套管，在地热储层和导热生产套管之间注入导热水泥固井，将导热生产套管的对接部分焊接密封，形成密封的环保地热系统；

步骤二、在地面安装射孔设备，将射孔设备的射孔枪携入地热储层区域的导热生产套管中，打开射孔设备上的点火装置，引爆射孔弹，将深层地热储层区域的导热生产套管、水泥层和地热储层射穿，在导热生产套管、水泥层和地热储层上形成均匀分布的射孔孔眼；

步骤三、采用压裂工艺，使射孔周围的地热储层在压力的作用下产生裂缝；

步骤四、将导热剂灌入压裂裂缝，导热剂固化后对井管做钻洗作业；

步骤五、在钻洗后的井管中下入膨胀管封堵射孔，利用膨胀管密封技术使管道内循环介质不渗漏到地层当中；

步骤六、打开地面抽吸泵，在导热生产套管中注入携热流体，实现U型井携热流体循环流动。

进一步地，所述射孔间距为0.05~0.2m，射孔相位为60°~80°。

进一步地，所述裂缝的长度为10~100m。

进一步地，所述导热生产套管为导热系数大于100W/(m.k)的且耐腐蚀的钢管。

进一步地，所述导热水泥为密度为1.89g/cm³，API失水小于100ml的水泥浆。

进一步地，所述井为U型井。

与现有技术相比，本发明的有益效果：

本发明结合井下射孔及压裂技术，在压裂裂缝中灌入导热剂，导热剂固化后对井管做钻洗作业，然后下入膨胀管封堵射孔，利用膨胀管密封技术使管道内循环介质不渗漏到地层当中，形成只取热不采地下水和不污染地下水的无干扰地热系统；管道外部的导热剂固化后，使地热井及深层地热系统形成一种热传导根系，改善了地热储层近井地带的裂缝系统导热能量，提高热能在地热压裂储层中的传导能力，增加地热储层中的取热量；解决了现有深层地热能开采技术中存在的回灌率低、地下岩层破坏、循环水漏损失、提水能耗高，以及高温地层接触面小等导致的等地热资源得不到有效利用，造成能源的大量流失和浪费的问题。

本发明的方法构建的深层地热热传导系统，是一种环保、高效且低成本的地热传导利用系统。

附图说明

图1是本发明方法的步骤流程图。

图2是本发明方法建造的U型井热传导根系结构示意图。

图中：1、U型井进水管 ；2、U型井出水管；3、导热根系。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明做进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。

如图1所示的深层地热热传导根系的建造方法，包括以下步骤：