[发明专利]一种干热岩分段压裂管柱及应用方法

说明书

本发明提供了一种干热岩分段压裂管柱及应用方法，属于干热岩人工热储建造领域。该干热岩分段压裂管柱包括依次连接的油管、安全接头、定向器、扶正器短节、定面喷射器、敞口球座，筛管和导向头；所述定向器包括定向体和定向套，所述定向套的一端能够与陀螺仪连接，另一端能够卡住定向体实现定位；所述定面喷射器上设有多个喷嘴。利用本发明可一趟管柱实现干热岩井的分段定点喷酸射孔、脉冲压裂及大规模压裂的复合压裂改造，大幅度提高了干热岩分段改造效果，提高了干热岩改造裂缝的复杂程度、波及体积，可大幅度提高干热岩井的开发效果。本发明管柱结构简单，安全性高，施工连续性好，降低了施工成本，提高了干热岩的开发效果。

技术领域

本发明属于干热岩人工热储建造领域，具体涉及一种干热岩分段压裂管柱及应用方法，适用于干热岩直井、斜井等井型的分段压裂作业。

背景技术

近年来，地热作为一种可再生的绿色资源被世界各国确定为可持续发展的新的绿色能源,地热资源分为两类,天然热水资源和干热岩地热资源。全世界地壳10km以内的干热岩地热资源量据估计是化石能源的100-1000倍，是化石能源的接替资源。干热岩地热一般是指温度在200℃以上岩体中蕴藏的地热能资源，可以经过人工开采从岩体中开采出过热水蒸气而直接用于发电和热水利用。在干热岩开发利用中，钻取深达干热岩层的井或井组，然后通过压裂措施在岩层内形成很大热交换面积的裂缝带，最后通过冷水的注入和热水的采出开发地热能源。其中，人工热储的建造是干热岩地热开发过程中的关键环节，而地热岩压裂是关键的核心技术，直接关系到干热岩地热开发的成败。

目前，中国专利公开文献CN105696996B《一种干热岩地热人工热储的建造方法》公开了一种建造人工热储的方法，该方法主要是想利用火成岩地质结构中存在由岩相形成的天然弱面和软弱夹层的结构特征，沿着火成岩相形成的天然软弱面结构进行注入超临界二氧化碳压裂产生主裂缝，然后应用大排量的水力致裂方式在群井间的主裂缝内进行二次压裂，产生体积破裂或者丛式破裂，形成一个渗透性较强、热交换面积较大的裂缝群裂缝带，实现高温岩体地热人工热储的建造。但是，该专利文件并没有提供施工的管柱结构及如何对干热岩进行分段压裂改造，另外二氧化碳来源在一些地方受限，使用其进行干热岩改造的经济性还需要进行评价。中国公开文献“干热岩勘探开发现状及前景”(石油钻采工艺2018.07)综述了国内外干热岩的分布、勘探开发、热储层研究、利用的技术现状，分析了开发利用干热岩能源需攻克的技术瓶颈，但没有给出具体的解决方案。

干热岩具有以下特点：埋藏深，深度一般地下3000m左右；岩层温度较高，温度大于180℃,；干热岩孔隙度极低，渗透性极差。目前，建造人工热储的公认方法还是大型压裂法，但是，由于干热岩岩体应力高，岩体破裂压力大，笼统压裂难于形成理想的压裂裂缝，普通封隔器分段效果差，卡管柱风险较大，建成的人工热储的热水流量、温度低于商业运行的参数要求。

发明内容

本发明的目的在于解决上述现有技术中存在的难题，提供一种干热岩分段压裂管柱及应用方法，一趟管柱实现对干热岩压裂井多段定点定向酸液喷射射孔、脉冲压裂及大规模压裂等复合压裂方式的分段压裂作业，可以形成多个裂缝网络，提高干热岩人工热储改造的体积，提高干热岩压裂作业效率，降低开发成本和提高干热岩开发效果。本发明管柱结构简单，管柱可靠性和安全性高。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种干热岩分段压裂管柱，包括依次连接的油管、安全接头、定向器、扶正器短节、定面喷射器、敞口球座，筛管和导向头；

所述定向器包括定向体和定向套，所述定向套的一端能够与陀螺仪连接，另一端能够卡住定向体实现定位；

所述定面喷射器上设有多个喷嘴。

所述定向器进一步包括：定向器上接头、定向器下接头；

所述定向器上接头的一端与安全接头连接，另一端与定向器下接头的一端连接；所述定向器下接头的另一端与扶正器短节连接；