利用定向壓裂技術(shù)開采地熱能的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于地熱能源利用技術(shù)。
【背景技術(shù)】
[0002]定向壓裂技術(shù)在采油及煤層氣和頁巖氣的開采中廣泛使用。在地熱資源開發(fā)中也有應(yīng)用。
[0003]專利申請?zhí)?01410216344.6 —種基于壓裂技術(shù)的雙井回灌地熱開發(fā)系統(tǒng)。該專利是一采兩灌地熱開采方式，采用壓裂技術(shù)是為了增加地下熱儲層連通能力，而保證回灌井順利回灌；聯(lián)通方式，以地下熱儲層自有滲透條件及人工壓裂導通方式連接，適用于中低溫地熱開采，故開采的主要是地熱水；應(yīng)用條件是熱儲層必須是有熱水的巖層區(qū)域。
[0004]專利申請?zhí)?21210396761.4 一種深部地熱資源利用及能量轉(zhuǎn)化的新工藝，該專利重點介紹了地熱發(fā)電工藝，雖然提到了利用壓裂技術(shù)和定向鉆技術(shù)來增大采熱量，但沒提出具體方案和施工工藝，只是將地熱井在井底部水平定向施工及壓裂聯(lián)通，目的是能夠增加地熱水開采量，但是因未考慮壓裂層的承壓水頭壓力和井間距對回灌水增溫的影響，不能確保地熱井可持續(xù)產(chǎn)熱。在熱儲層選擇上，該專利要求必須是高溫熱水富集的熱儲層作為開采目的層，要求地層溫度多100°c，地熱梯度為2.5度，且有一定壓力水體的地層；
[0005]采熱方式:是以“一采一灌”的方式，開采地熱水用來加熱液態(tài)氨(NH3)，然后由液態(tài)氨變成氣體來推動禍輪發(fā)電機發(fā)電。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的就是針對上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，設(shè)計提供一種利用定向壓裂技術(shù)開采地熱能的方法，達到地熱利用效果好、作業(yè)可靠、適應(yīng)能力強的目的。
[0007]本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的:
[0008]一種利用定向壓裂技術(shù)開采地熱能的方法，注水井井深為1500?4000米，注水井直徑尺寸為100?400毫米，所述注水井井底部位于熱儲層溫度多100°c的砂巖、砂礫巖或變質(zhì)巖層內(nèi)，采用定向壓裂技術(shù)對注水井井底部的中高溫巖體進解壓裂，產(chǎn)生壓裂縫，形成以注水井為中心、半徑尺寸為100?500米的巖體輻射壓裂區(qū)域，在所述的巖體輻射壓裂區(qū)域內(nèi)、距離注水井中心半徑為100?400米范圍內(nèi)的圓周部位處設(shè)置多個蒸汽井，所述蒸汽井井深為1500?4000米，蒸汽井直徑尺寸為50?200毫米，相鄰的蒸汽井間距為多50米，通過巖體輻射壓裂區(qū)域?qū)⒆⑺c蒸汽井連通；利用注水井向中高溫巖體的輻射壓裂區(qū)域內(nèi)注水，水在壓裂縫隙內(nèi)加熱升溫、汽化，產(chǎn)出蒸汽用于作業(yè)。
[0009]本發(fā)明利用輻射壓裂技術(shù)對由一個注水井與多個蒸汽井組成的井群底部巖層進行輻射壓裂，使所有井相互聯(lián)通形成一個地熱補逕排網(wǎng)絡(luò)體系，構(gòu)成類似地下高溫蓄水庫，不但增加了熱水量，還有利于地下巖層熱能的釋放，使流動的水更多更好的吸收巖層熱能，保證所需熱量的不斷提取。本方法地熱能利用效率高，連續(xù)性好，持續(xù)時間長，作業(yè)可靠，適應(yīng)巖石層能力強。
【附圖說明】
[0010]圖1是輻射壓裂井群采熱配置方式示意圖；
[0011]圖2是圖1的俯向視圖。
【具體實施方式】
[0012]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明實施方案進行詳細描述。
[0013]一種利用定向壓裂技術(shù)開采地熱能的方法，注水井井深為1500?4000米，注水井直徑尺寸為100?400毫米，所述注水井井底部位于熱儲層溫度多100°c的砂巖、砂礫巖或變質(zhì)巖層內(nèi)，采用定向壓裂技術(shù)對注水井井底部的中高溫巖體進解壓裂，產(chǎn)生壓裂縫，形成以注水井為中心、半徑尺寸為100?500米的巖體輻射壓裂區(qū)域，在所述的巖體輻射壓裂區(qū)域內(nèi)、距離注水井中心半徑為100?400米范圍內(nèi)的圓周部位處設(shè)置多個蒸汽井，所述蒸汽井井深為1500?4000米，蒸汽井直徑尺寸為50?200毫米，相鄰的蒸汽井間距為多50米，通過巖體輻射壓裂區(qū)域?qū)⒆⑺c蒸汽井連通；利用注水井向中高溫巖體的輻射壓裂區(qū)域內(nèi)注水，水在壓裂縫隙內(nèi)加熱升溫、汽化，產(chǎn)出蒸汽用于作業(yè)。
[0014]本發(fā)明的創(chuàng)新點和技術(shù)效果是:采用井群輻射壓裂聯(lián)通的一灌多采，熱儲層為中高溫多100°c的砂巖、砂礫巖或變質(zhì)巖巖層，以中高溫巖體為開發(fā)對象，開采的是地熱能蒸汽，其應(yīng)用條件是只要具有地溫多100°c的高溫熱儲層分布即可，熱儲層有水、無水、有壓力或無壓力的地層均可使用。
【主權(quán)項】
1.一種利用定向壓裂技術(shù)開采地熱能的方法，其特征在于:注水井井深為1500?4000米，注水井直徑尺寸為100?400毫米，所述注水井井底部位于熱儲層溫度多100C的砂巖、砂礫巖或變質(zhì)巖層內(nèi)，采用定向壓裂技術(shù)對注水井井底部的中高溫巖體進解壓裂，產(chǎn)生壓裂縫，形成以注水井為中心、半徑尺寸為100?500米的巖體輻射壓裂區(qū)域，在所述的巖體輻射壓裂區(qū)域內(nèi)、距離注水井中心半徑為100?400米范圍內(nèi)的圓周部位處設(shè)置多個蒸汽井，所述蒸汽井井深為1500?4000米，蒸汽井直徑尺寸為50?200毫米，相鄰的蒸汽井間距為多50米，通過巖體輻射壓裂區(qū)域?qū)⒆⑺c蒸汽井連通；利用注水井向中高溫巖體的輻射壓裂區(qū)域內(nèi)注水，水在壓裂縫隙內(nèi)加熱升溫、汽化，產(chǎn)出蒸汽用于作業(yè)。
【專利摘要】利用定向壓裂技術(shù)開采地熱能的方法屬于地熱能源利用技術(shù)；注水井井深和直徑分別為1500～4000米和100～400毫米，注水井底部位于溫度≥100℃的巖層內(nèi)，采用定向壓裂技術(shù)對注水井底部的巖體進行壓裂，形成半徑尺寸100～500米的巖體輻射壓裂區(qū)域，在巖體輻射壓裂區(qū)域內(nèi)距離注水井中心100～400米半徑范圍內(nèi)設(shè)置多個蒸汽井，所述蒸汽井井深和直徑分別為1500～4000米和50～200毫米，相鄰的蒸汽井間距為≥50米，利用注水井向中高溫巖體的輻射壓裂區(qū)域內(nèi)注水，產(chǎn)出蒸汽用于作業(yè)；本方法地熱能利用效率高，連續(xù)性好，持續(xù)時間長，作業(yè)可靠，適應(yīng)巖石層能力強。
【IPC分類】F24J3-08, E21B43-26
【公開號】CN104533372
【申請?zhí)枴緾N201410840402
【發(fā)明人】祁福利, 王作韜
【申請人】王作韜
【公開日】2015年4月22日
【申請日】2014年12月30日