[发明专利]一种深部裂缝后期充填热储层的干热岩地热开采方法

说明书

本发明涉及地热开发领域，提出了一种深部裂缝后期充填热储层的干热岩地热开采方法；本发明首先通过在地面施工一口注水井和两口生产井至裂缝后期充填热储层，随后利用辅助性水力压裂技术在天然裂缝充填带以及花岗岩内裂缝增多区域建造渗透通道网络，形成大体积、高渗透、结构复杂的储留层，最后通过循环水将干热岩地热能提取至地表；本发明取消了水平井施工，佐以辅助性水力压裂便可进行大规模干热岩地热能开采，大大降低了施工成本和提取干热岩地热能的难度。

技术领域

本发明地热开采技术领域，具体涉及一种深部裂缝后期充填热储层的干热岩地热开采方法。

背景技术

干热岩作为优质的、暂未开发的地热资源，在中国乃至世界范围内有着丰富的储量。全世界干热岩地热资源量为（4.22-42.20）×10¹⁹J，相当于全球化石能源的100-1000倍；逐步开发利用干热岩资源对我国增加能源储备、改变现有能源格局以及解决环境污染等方面有着重要的战略意义。

目前，国际上普遍利用增强型地热系统（Enhanced Geothermal System，简称EGS）进行干热岩地热能开采，而在利用EGS开采干热岩地热能时，人们普遍将干热岩储留层看作一个完整的、不含裂缝的整体。为此，全世界科技与工程界研究并提出了种类繁多的用于干热岩储留层建造的水力压裂技术、定向井施工技术及分段压裂技术等等，但均由于其工程难度大、工程成本高昂、所建造的干热岩地热开发系统的热交换体积小、换热效果差等原因，世界范围内至今未建成具有商业应用价值的干热岩地热电站。

发明内容

本发明克服了现有技术的不足，提供一种利用深部裂缝后期充填热储层大规模、高效率、低成本开采干热岩地热能方法。

为了达到上述目的，本发明是通过如下技术方案实现的：

一种深部裂缝后期充填热储层的干热岩地热开采方法，包括以下步骤：

a）选择含有发育裂缝充填带的干热岩储层；在干热岩储层地面钻第一阶垂直注水井并固井，所述第一阶垂直注水井穿过干热岩层盖至干热岩储层。

b）在第一阶垂直注水井的基础上继续向内钻井，直至钻进干热岩储层底部区域形成第二阶垂直注水井；第二阶垂直注水井的底部高于干热岩储层底部≥10m。

c）经第一阶垂直注水井和第二阶垂直注水井注入压裂液，建造压裂液-岩热交换储留层，压裂液的压力≤10MPa。

d）按照步骤a和b，在第一阶垂直注水井的两侧对称各钻一开采井，形成一注两采系统。

e）持续将压裂液沿第一阶、第二阶垂直注水井注入，最后沿裂缝充填带流入压裂液-岩热交换储留层进行热交换。

f）完成换热的压裂液经开采井流回地面。

优选的，干热岩储层温度＞200℃。

优选的，第一阶垂直注水井的固井是将钢管下入至第一阶垂直注水井内，并采用水泥浆固井。

优选的，第二阶垂直注水井形成后下入花管。

更优的，钻第一阶垂直注水井的钻头直径＞60cm，钻第二阶垂直注水井的钻头直径＞20cm。

优选的，所述的压裂液为水。

优选的，开采井距离注水井的水平间距≥3km。

优选的，完成换热的压裂液经开采井流回地面，压裂液被取热后施加1-5MPa压力经第一阶、第二阶垂直注水井进行回灌。

更优的，所述的取热是先利用高温流体发电，然后利用较高温流体供热。

本发明相对于现有技术所产生的有益效果为：