本發(fā)明涉及地?zé)衢_采技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種兩井連通循環(huán)增強(qiáng)型地?zé)嵯到y(tǒng)完井方法。

背景技術(shù)：

資源與環(huán)境是人類賴以生存、繁衍和發(fā)展的基本條件，資源環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展已成為人類共同面臨的重大問題。近一個世紀(jì)以來，全世界的人口增長了2倍，能源和天然資源的消費(fèi)增長了10倍，對不可再生能源的利用已經(jīng)大大超出了環(huán)境所能承受的能力，空氣污染和全球變暖嚴(yán)重威脅人類的生存環(huán)境，地?zé)豳Y源作為一種清潔無污染的可再生能源，在人們環(huán)保意識越來越強(qiáng)烈的今天，也受到越來越多的關(guān)注。

地?zé)豳Y源是指在當(dāng)前技術(shù)經(jīng)濟(jì)和地質(zhì)環(huán)境條件下，能夠從地殼內(nèi)科學(xué)、合理地開發(fā)出來的高溫巖石中的熱量、地?zé)崃黧w中的熱量及其伴生的有用組分。地球是一個巨大的儲熱體，從地面越往下溫度越高，正常地溫梯度為每1000m增加20℃左右，當(dāng)?shù)孛鏈囟葹?0℃時(shí)，正常地溫梯度情況下，地下4000m處地層溫度大約為90℃。由于構(gòu)造原因，全球不同地區(qū)的地溫梯度差別較大，使得不同地區(qū)的同一深度的地層溫度差別較大，部分地區(qū)的地溫梯度大于正常地溫梯度時(shí)就形成高溫地?zé)醿樱蛴泻芏嗟貐^(qū)在地下4000m處地層溫度超過200℃就形成了異常高溫地?zé)醿樱搩δ軆Υ媪撕芨叩臒崃?，即稱為地?zé)崮堋Ｎ覈責(zé)豳Y源豐富，市場潛力巨大，發(fā)展前景廣闊。加快開發(fā)利用地?zé)豳Y源不僅對調(diào)整能源結(jié)構(gòu)、節(jié)能減排、改善環(huán)境具有重要意義。為貫徹《可再生能源法》，根據(jù)《可再生能源發(fā)展“十三五”規(guī)劃》，制定了《地?zé)崮荛_發(fā)利用“十三五”規(guī)劃》，規(guī)劃闡述了地?zé)崮荛_發(fā)利用的指導(dǎo)方針和目標(biāo)、重點(diǎn)任務(wù)、重大布局，以及規(guī)劃實(shí)施的保障措施等，該規(guī)劃是“十三五”時(shí)期我國地?zé)崮荛_發(fā)利用的基本依據(jù)。

地?zé)崮芊譃樗疅嵝偷責(zé)岷透蔁釒r型地?zé)?，水熱型地?zé)崾堑叵聝又杏懈邷責(zé)崴?，干熱巖型地?zé)釣榈叵聝訛楦邷貛r石，世界目前開采和利用地?zé)豳Y源主要是水熱型地?zé)?，即從地面鉆井到高溫地?zé)醿?，然后將地下熱水采出地面來發(fā)電，干熱巖型為將水從地面注入到地下，通過與高溫巖石接觸后吸收熱量加熱水體，然后高溫水體返排到地面來發(fā)電，該系統(tǒng)稱為增強(qiáng)型地?zé)嵯到y(tǒng)，未來資源潛力更大的是干熱巖型地?zé)岬拈_采，即增強(qiáng)型地?zé)岚l(fā)電系統(tǒng)。

增強(qiáng)型地?zé)嵯到y(tǒng)已有的開發(fā)方式為：在具有地?zé)崮軆拥牡貐^(qū)，在地面相距1000米的兩個位置向地下鉆兩口井，然后在兩口井的地下地?zé)醿游恢猛瑫r(shí)進(jìn)行壓裂，將儲層巖石壓成裂縫，將兩口井壓裂的裂縫連通，在地下通過壓裂的裂縫將兩口井連通，然后通過地面高壓泵從其中一口井向地下注常溫水，水通過高溫儲層裂縫流動，同時(shí)吸收熱量，然后熱水從另一口井采出到地面進(jìn)行發(fā)電。但該系統(tǒng)存在的不足為：鉆兩口井后需要進(jìn)行壓裂，1000m長的壓裂費(fèi)用大概需要600萬，壓裂的費(fèi)用昂貴，增加了開發(fā)成本。

基于以上的分析，地?zé)崮艿拈_發(fā)成本高昂，如果能夠研發(fā)一套只需要鉆一口井同時(shí)不需要壓裂方式就能開采地?zé)崮艿募夹g(shù)，會大大降低開發(fā)成本?；谝陨戏治觯景l(fā)明專利設(shè)計(jì)了一種兩井連通循環(huán)增強(qiáng)型地?zé)嵯到y(tǒng)完井方法，旨在填補(bǔ)我國在增強(qiáng)型地?zé)嵯到y(tǒng)一種兩井連通循環(huán)增強(qiáng)型地?zé)嵯到y(tǒng)完井方法的空缺，與已有開發(fā)方式相比，該系統(tǒng)只需要鉆兩口井口井進(jìn)行對接，通過水體的循環(huán)來吸收利用地?zé)崮埽ㄟ^該開發(fā)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)來降低地?zé)崮荛_發(fā)成本，以實(shí)現(xiàn)對地?zé)崮艿陌踩?、高效、可持續(xù)、低成本的開發(fā)和利用。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于為增強(qiáng)型地?zé)嵯到y(tǒng)開發(fā)成井提供一種兩井連通循環(huán)增強(qiáng)型地?zé)嵯到y(tǒng)完井方法，以提高開發(fā)地?zé)豳Y源的高效性、安全性、可持續(xù)性。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用如下的技術(shù)方案：

一種兩井連通循環(huán)增強(qiáng)型地?zé)嵯到y(tǒng)完井方法，主要由注水井和采水井組成，由注水井、采水井連通形成U型井身結(jié)構(gòu)，采水井井型為直井，注水井井型為水平井，注水井井身結(jié)構(gòu)包括直井段和水平段；在鉆井之前，需要在預(yù)先選定的地?zé)醿由喜窟x擇相距2000m的兩點(diǎn)，作為注水井、采水井的地面坐標(biāo)；然后向地下先鉆一口采水井到地?zé)醿?，然后鉆注水井，在注水井鉆井過程中，先鉆成直井段，直井段達(dá)到地?zé)醿又校缓筱@水平段，直到鉆到采水井在地?zé)醿又械奈恢茫⑺乃蕉毋@穿采水井的直井段，實(shí)現(xiàn)兩口井的連通，水平段長度為2000m。在地?zé)醿又秀@注水井水平段之前，需要將磁導(dǎo)向儀器下入到注水井直井段底部，該磁導(dǎo)向儀器起到定向的作用，即指引注水井水平段鉆井過程中鉆遇采水井在地?zé)醿又械奈恢谩?/p>

注水井、采水井連通后形成U型井身結(jié)構(gòu)，然后從注水井注入常溫水，水從注水井直井段技術(shù)套管流到水平段技術(shù)套管，因?yàn)樗蕉渭夹g(shù)套管在地?zé)醿又?，地?zé)醿訜崃吭丛床粩嗟膫鬟f到技術(shù)套管內(nèi)，水在該水平段技術(shù)套管內(nèi)流動時(shí)吸收熱量變成高溫水，然后高溫水從水平段技術(shù)套管流到采水井技術(shù)套管，然后從采水井技術(shù)套管流到地面進(jìn)行發(fā)電。

本發(fā)明中所述注水井水平段技術(shù)套管尺寸大于采水井下部技術(shù)套管尺寸，該設(shè)計(jì)注水井水平段技術(shù)套管尺寸較大，水在大尺寸的水平段技術(shù)套管內(nèi)流動速度較慢，水在所述技術(shù)套管內(nèi)的流動時(shí)間較長，即水吸收地?zé)醿訜崃康臅r(shí)間就較長，熱傳遞效果更好，水溫變得更高，熱水達(dá)到地面后發(fā)電效率更好。

本發(fā)明中所述采水井技術(shù)套管分為上部技術(shù)套管和下部技術(shù)套管，且采水井下部技術(shù)套管尺寸小于采水井上部技術(shù)套管尺寸，是因?yàn)楦邷責(zé)崴诓伤夹g(shù)套管中從下向上流動時(shí)，由于壓強(qiáng)作用，采水井下部技術(shù)套管內(nèi)水的壓力比上部技術(shù)套管內(nèi)水的壓力大，由于水的三相態(tài)是由水的溫度和壓力決定的，當(dāng)水的溫度一定時(shí)，水受到的壓力較大時(shí)為液態(tài)，相反壓力較小時(shí)變?yōu)闅鈶B(tài)，因此，采水井技術(shù)套管內(nèi)的高溫?zé)崴谙虏考夹g(shù)套管處時(shí)壓力大，為液態(tài)，在上部技術(shù)套管處時(shí)壓力小，液態(tài)水變成氣態(tài)。液態(tài)水變成氣態(tài)后體積膨脹，壓力增大，有可能會擠毀上部的技術(shù)套管，為了避免水井上部技術(shù)套管不被擠毀，所以增大上部技術(shù)套管尺寸，緩沖液態(tài)水變成氣態(tài)后體積膨脹帶來的壓力。

注水井直井段技術(shù)套管與注水井水平段技術(shù)套管尺寸不同，在所述變徑段會形成水流囤積，對水流進(jìn)行緩沖，可以在保證注入流量、壓力不變的前提下，不會注入空氣等雜質(zhì)，空氣在注水井水平段技術(shù)套管內(nèi)占用傳熱空間，影響傳熱效果。

附圖說明

附圖1為本發(fā)明的橫截面示意圖。

1注水井直井段、2注水井水平段、3采水井、4注水井表層套管、5注水井直井段技術(shù)套管、6注水井水平段技術(shù)套管、7采水井上部技術(shù)套管、8采水井下部技術(shù)套管、9采水井表層套管。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖1，詳細(xì)說明本發(fā)明，如下：

一種兩井連通循環(huán)增強(qiáng)型地?zé)嵯到y(tǒng)完井方法主要1注水井直井段、2注水井水平段、3采水井、4注水井表層套管、5注水井直井段技術(shù)套管、6注水井水平段技術(shù)套管、7采水井上部技術(shù)套管、8采水井下部技術(shù)套管、9采水井表層套管組成。

本發(fā)明是在地?zé)醿拥乩砦恢谩⒎轿?、深度等參?shù)確定的情況下，在地?zé)醿由喜渴紫茹@一口直井，即為采水井3，采水井3的井型為直井，首先使用374.4mm鉆頭開鉆，下入272.8mm表層套管9并注水泥固井，目的是隔離表層復(fù)雜地質(zhì)結(jié)構(gòu)；然后使用250.6mm的耐高溫鉆頭鉆至地?zé)醿?，然后下入大尺寸的采水井上部技術(shù)套管7和小尺寸的采水井下部技術(shù)套管8，并注水泥固井后封井。

注水井鉆井時(shí)，注水井直井段1鉆到地?zé)醿?，注水井的井型為水平井，順序?yàn)樽⑺本?、注水井水平段2，采用水平井技術(shù)可充分增大井筒與地層換熱面積，注水井水平段2的長度為2000m以上。注水井1鉆井時(shí)，首先使用444.2mm鉆頭開鉆，隨后下入406.1mm注水井表層套管4并注水泥固井，隔離地層表層復(fù)雜地質(zhì)結(jié)構(gòu)；其次使用374.4mm鉆頭鉆至地?zé)醿釉煨秉c(diǎn)，下入注水井直井段技術(shù)套管5并固井；隨后使用250.6mm鉆頭與耐高溫磁導(dǎo)向儀器定向造斜。

注水井直井段技術(shù)套管5與注水井水平段技術(shù)套管6尺寸不同，在所述變徑段形成水流囤積，對水流進(jìn)行緩沖，可以在保證流量，壓力的前提下，不會注入空氣等雜質(zhì)，空氣在注水井水平段技術(shù)套管6內(nèi)占用傳熱空間，影響傳熱效果。

鉆注水井水平段2時(shí)，通過耐高溫磁導(dǎo)向儀器進(jìn)行定向，實(shí)時(shí)控制鉆頭在地?zé)醿又秀@進(jìn)的方向，直到注水井水平段2達(dá)到到采水井3在地?zé)醿又械奈恢?，注水井水平?鉆穿采水井下部技術(shù)套管8，實(shí)現(xiàn)兩口井的連通。

一種兩井連通循環(huán)增強(qiáng)型地?zé)嵯到y(tǒng)完井方法通過從注水井直井段1注入常溫水，水從注水井直井段技術(shù)套管5流到注水井水平段技術(shù)套管6，因?yàn)樽⑺蕉渭夹g(shù)套管6在地?zé)醿又?，地?zé)醿訜崃吭丛床粩嗟膫鬟f到注水井水平段技術(shù)套管6，水在注水井水平段技術(shù)套管6內(nèi)流動時(shí)吸收熱量變成高溫水，然后高溫水從注水井水平段技術(shù)套管6流到采水井下部技術(shù)套管8，然后高溫從采水井上部技術(shù)套管7流到地面進(jìn)行發(fā)電。