[发明专利]地压地热系统气水同采完井方法

说明书

技术领域

本发明涉及地热开采技术领域，具体涉及地压地热系统气水同采完井方法。

背景技术

不可再生常规能源不断地开发(石油、天然气及煤等)以及开发带来的资源与环境问题日益严峻，然而地热资源作为一种清洁、低碳、安全、高效的可再生能源进入了我人们视野，尤其对于地压地热能开发利用。地压地热能是指存储于某些大型沉积盆地深处(地层3km-6km)的高温高压流体，并且高温高压流体含大量甲烷气体。

地压地热能资源具有较高压力以及其中含有大量溶解气体，溶解气体主要成分为甲烷。通常在标准温度与压力条件下，甲烷很难溶解于水中，然而随着压力的不断增加，甲烷在水中的溶解度快速上升，例如：位于井深2400米地层处(地层压力高于标准大气压数十倍)，甲烷在水中溶解度为地面100倍。地压地热能含有高温水热能和可燃烧甲烷气体，如果既要将地层高温热水开采到地面，又要将地层甲烷气体开采到地面，采用通常地热能开采方法来获取利用地压地热能资源，则会将地层高温水和甲烷通过一个流道同时采出地面，气水混合物流到地面后不仅需要进行气液分离等措施，而且还存在甲烷气体燃烧爆炸危险等问题，因此，迫需提出一套专门针对地压地热系统来开采地压地热能资源。

基于以上分析，本发明专利设计了地压地热系统气水同采完井方法，旨在补充我国在目前在地压地热系统气水同采完井方法的缺陷，该系统只需要钻一口井，通过油管采出热水，通过油管与套管之间的环形空间来采出气体，实现气水同采和气水分离，通过该设计来降低地压地热系统的开发成本，以实现对地热能的安全、高效、可持续、低成本开发和利用。

发明内容

本发明目的在于为地压地热能开发系统提供地压地热系统气水同采完井方法，以此来高效地开发利用地压地热能资源。

为了达到上述目的，本发明采用如下的技术方案：

地压地热系统气水同采完井方法主要由表层套管、技术套管、油管、安全密封阀门和压力测量装置组成。本发明中开发地压地热能采用井型为直井，套管下入顺序为表层套管、技术套管、油管，本发明中的直井井身结构特点在于油管下入到地热储层位置比技术套管下入位置深，技术封套管下入到所述地热储层上部，油管下入到地热储层下部，油管下入深度与技术套管下入深度的差别由地热储层厚度决定，该设计为了实现油管开采地热储层下部的高温热水，利用油管与技术套管之间的环形空间开采气体。

地压地热系统气开采时，气体溶解于水中，当钻井钻开地压地热储层时地层压力降低，气体从水中缓慢解析，形成的小气泡缓慢上浮，使得气体缓慢上浮到地热储层上部，地热储层下部的水中的溶解气体全部解析出来，储层下部是水，储层上部则是气水混合物。由于设计的油管端部位置比油管与技术套管之间的环形空间端部位置长200m，储层下部的水通过油管采出到地面用来发电，储层上部的气水混合物则流向油管与套管之间的环形空间中。

在开始阶段，油管与技术套管之间的环形空间中充满了气水混合物，但随着溶解气解析的进行，形成的气泡缓慢上浮到油管与技术套管之间的环形空间，此时油管与技术套管之间环形空间的上部通过安全密封阀门密封，则气体在油管与技术套管之间的环形空间中缓慢累积，随着环空中气体不断增多，油管与技术套管之间的环形空间中的气体将油管与技术套管之间的环形空间中的水缓慢向下挤压，假设钻井中套管下入深度为h，当油管与技术套管之间的环形空间中的气体将水全部向下挤压到油管与技术套管之间的环形空间外时，则此时油管与套管之间的环形空间中全部充满气体，根据压力公式P＝ρgh可知，此时油管与技术套管之间的环形空间中的压力为P；由于油管与套管之间的环形空间上部安装有压力测量装置，当压力测量装置达到P时，油管与套管之间的环形空间上部的安全密封阀门打开，环空中的气体通过安全密封阀门采出到地面，进行燃烧发电。

随着油管与套管之间的环形空间中的气体缓慢采出，压力测量装置测量到的压力不断减小，当油管与技术套管之间的环形空间中的气体完全采出时，测量压力为零，此时安全密封阀门关闭，油管与套管之间的环形空间将又重新充满了气水混合物，像上述程序一样进行循环，然后解析出的气体又会缓慢上浮进入到油管与技术套管之间的环形空间中，直到油管与技术套管之间的环形空间中再次充满气体，压力测量装置检测到压力达到P，密闭装置打开，采出环空中的气体，往复循环进行，采出甲烷气体。

附图说明

附图1为发明的结构示意图。