[发明专利]水平井同井循环开发利用水热型地热能的方法及系统

权利要求书

1.一种水平井同井循环开发利用水热型地热能的方法，其特征在于，包括：

步骤S10：根据地质数据，确定水热型地热储层和盖层的位置；一开采用常规钻井方式钻至所述水热型地热储层顶部，下入竖直段套管，注入水泥完成固井作业；

步骤S20：采用井下转向器进行侧钻开窗，利用动力钻具造斜工具进行定向造斜，完成二开钻井作业，确保所述水平井的水平段位于所述水热型地热储层中，下入套管，注入水泥完成固井作业；

步骤S30：利用射孔器在所述水平井的水平段靠近跟端和趾端位置进行射孔作业，形成注水段和采水段，从而将所述水平井与所述水热型地热储层连通；

步骤S40：在地面将真空保温管底部连接潜液泵，并将底部连接有所述潜液泵的真空保温管下入到所述水平井中，使所述潜液泵位于所述注水段和所述采水段之间的位置；在所述真空保温管和所述套管之间的环形空间中下入封隔器，将所述注水段和所述采水段进行分隔；

步骤S50：低温水通过增压泵注入所述套管和所述真空保温管之间的环形空间，经所述注水段进入所述水热型地热储层，通过充分换热，低温水被所述水热型地热储层加热成高温水，然后经所述采水段进入所述水平井，利用所述潜液泵将高温水采出地面；

在步骤S20中，所述水平井的水平段长度不小于N米；

在步骤S30中，所述注水段长度、所述采水段长度、所述注水段与所述采水段间距都至少为N/3米；并且，所述注水段长度、所述采水段长度、所述注水段与所述采水段间距的总和不超过N米；通过水平井取热，极大增加注水段长度、采水段长度、注水段与采水段间距，大幅度提高热产出、降低注入压力。

2.如权利要求1所述的水平井同井循环开发利用水热型地热能的方法，其特征在于：

在步骤S50中，高温水在经由所述水平井的竖直段返回地面的过程中，由于井内压力逐渐降低，高温水析出高温水蒸汽，形成高温气液两相混合物；

所述方法还包括：

步骤S60：高温气液两相混合物被通入气液分离器，所述气液分离器将高温气液两相混合物分离形成高温水蒸汽和高温液态水，高温水蒸汽被通入与所述气液分离器连接的一级汽轮机，所述一级汽轮机在高温水蒸汽的驱动下工作，进而带动与其连接的一级发电机进行一次地热发电。

3.如权利要求2所述的水平井同井循环开发利用水热型地热能的方法，其特征在于：

所述方法还包括：

步骤S70：经所述气液分离器分离形成的高温液态水和高温水蒸汽经所述一级汽轮机闪蒸后形成的闪蒸高温水混合后被通入一级换热器，在所述一级换热器内与低温液态有机工质进行热交换，并将其加热气化形成高温气态有机工质；高温气态有机工质被通入与所述一级换热器连接的二级汽轮机，所述二级汽轮机在高温气态有机工质的驱动下工作，进而带动与其连接的二级发电机进行二级地热发电。

4.如权利要求3所述的水平井同井循环开发利用水热型地热能的方法，其特征在于：

在步骤S70中：

经所述二级汽轮机排出且发生温降后的气态有机工质进入与所述二级汽轮机连接的冷凝器被冷却成为低温液态有机工质，低温液态有机工质经循环泵再次进入所述一级换热器被加热气化形成高温气态有机工质；如此往复，形成地热有机朗肯循环的二级发电。

5.如权利要求3所述的水平井同井循环开发利用水热型地热能的方法，其特征在于：

所述方法还包括：

步骤S80：经所述一级换热器后排出且发生温降后的中温液态水进入与其连接的二级换热器，对所述二级换热器内的用于供用户生活使用的低温液态水加热，被加热的液态水经热泵驱动进入用户端。

6.如权利要求5所述的水平井同井循环开发利用水热型地热能的方法，其特征在于：

所述方法还包括：

步骤S90：经所述二级换热器排出的低温液态水进入与其连接的增压泵，低温液态水被所述增压泵泵输再次被回灌至所述水热型地热储层中。