利用定向壓裂技術開采地熱能的方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于地熱能源利用技術。
【背景技術】
[0002]定向壓裂技術在采油及煤層氣和頁巖氣的開采中廣泛使用。在地熱資源開發中也有應用。
[0003]專利申請號201410216344.6 —種基于壓裂技術的雙井回灌地熱開發系統。該專利是一采兩灌地熱開采方式，采用壓裂技術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；應用條件是熱儲層必須是有熱水的巖層區域。
[0004]專利申請號021210396761.4 一種深部地熱資源利用及能量轉化的新工藝，該專利重點介紹了地熱發電工藝，雖然提到了利用壓裂技術和定向鉆技術來增大采熱量，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產熱。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氨(NH3)，然后由液態氨變成氣體來推動禍輪發電機發電。

【發明內容】

[0006]本發明的目的就是針對上述現有技術存在的問題，設計提供一種利用定向壓裂技術開采地熱能的方法，達到地熱利用效果好、作業可靠、適應能力強的目的。
[0007]本發明的目的是這樣實現的:
[0008]一種利用定向壓裂技術開采地熱能的方法，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、砂礫巖或變質巖層內，采用定向壓裂技術對注水井井底部的中高溫巖體進解壓裂，產生壓裂縫，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域，在所述的巖體輻射壓裂區域內、距離注水井中心半徑為100?400米范圍內的圓周部位處設置多個蒸汽井，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域將注水井與蒸汽井連通；利用注水井向中高溫巖體的輻射壓裂區域內注水，水在壓裂縫隙內加熱升溫、汽化，產出蒸汽用于作業。
[0009]本發明利用輻射壓裂技術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，使所有井相互聯通形成一個地熱補逕排網絡體系，構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，連續性好，持續時間長，作業可靠，適應巖石層能力強。
【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]下面結合附圖對本發明實施方案進行詳細描述。
[0013]一種利用定向壓裂技術開采地熱能的方法，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、砂礫巖或變質巖層內，采用定向壓裂技術對注水井井底部的中高溫巖體進解壓裂，產生壓裂縫，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域，在所述的巖體輻射壓裂區域內、距離注水井中心半徑為100?400米范圍內的圓周部位處設置多個蒸汽井，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域將注水井與蒸汽井連通；利用注水井向中高溫巖體的輻射壓裂區域內注水，水在壓裂縫隙內加熱升溫、汽化，產出蒸汽用于作業。
[0014]本發明的創新點和技術效果是:采用井群輻射壓裂聯通的一灌多采，熱儲層為中高溫多100°c的砂巖、砂礫巖或變質巖巖層，以中高溫巖體為開發對象，開采的是地熱能蒸汽，其應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。
【主權項】
1.一種利用定向壓裂技術開采地熱能的方法，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、砂礫巖或變質巖層內，采用定向壓裂技術對注水井井底部的中高溫巖體進解壓裂，產生壓裂縫，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域，在所述的巖體輻射壓裂區域內、距離注水井中心半徑為100?400米范圍內的圓周部位處設置多個蒸汽井，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域將注水井與蒸汽井連通；利用注水井向中高溫巖體的輻射壓裂區域內注水，水在壓裂縫隙內加熱升溫、汽化，產出蒸汽用于作業。
【專利摘要】利用定向壓裂技術開采地熱能的方法屬于地熱能源利用技術；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，采用定向壓裂技術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域，在巖體輻射壓裂區域內距離注水井中心100～400米半徑范圍內設置多個蒸汽井，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域內注水，產出蒸汽用于作業；本方法地熱能利用效率高，連續性好，持續時間長，作業可靠，適應巖石層能力強。
【IPC分類】F24J3-08, E21B43-26
【公開號】CN104533372
【申請號】CN201410840402
【發明人】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