[发明专利]一种低温地热能开采技术方法

说明书

技术领域

本发明属于地热能利用技术，主要涉及低温地热开采技术方法。

背景技术

国土资源部数据显示全国主要沉积盆地距地表2000米以内储藏的地温能相当于2500亿吨标准煤的热量。全国经正式勘查并经国土部门审批的地热田为103处，提交的可采地热资源量每年为33283万立方米；经初步评价的地热田为214处。按目前的开发利用水平估算，全国每年可开发利用地热水总量约68.45亿立方米，折合每年3284.8万吨标准煤的发热量。但是，现在被利用的还不到20％，开发利用前景广阔。

但地温能开发过程中，国内外普遍认为，开采地温能就是开采温泉水。所以一定要找到温泉，才能开采。于是出现了地热井水量少的难以开采、地热井水量大的难以回灌、没有水的不能开发的局面。在能够开采温泉的地区还存在回灌技术上造成很多问题，例如地热尾水很难回灌下去，用加压回灌成本较高；在回灌不彻底的的地区向外排放。长期下去将造成地热水资源枯竭，造成地面沉降等地质灾害；有些地区地热尾水直接排放还会造成地表水污染。

专利申请号一种循环开采地热资源的方法，其储热层地温设计选择地热梯度高的储集层；该专利申请认为，地热梯度高的岩石温度一定最高。实际情况是，热梯度的高低与岩石的成分、密度和埋深条件 有关，同样埋深在2000m～3000m的砂岩，地热梯度铁质砂岩＞硅质砂岩＞钙质砂岩，按该专利申请的理论应选择铁质砂岩作为储集层，但恰恰铁质砂岩无孔隙不含水，钙质砂岩有孔隙含水；另外，埋深在200米左右铁质砂岩地热梯度一般在3.5℃/100m，导温能力强、地热梯度就高，但它的实际地温不会超过25℃；相反与埋深在2500米的钙质砂岩地热梯度2.5℃/100m的实际温度应≥60℃。因此，该专利申请的出水温度95℃～135℃来看岩层温度至少≥100℃，属于中高温地热开采。

该专利申请的井深在2000m～3000m，设计开采目的层为中高温热储层，岩层温度在100℃～150℃之间。

联通方式，该专利申请采用只在两井间单一的储集层部位先射孔、后压裂联通技术，采用的单井射孔技术目前仅能射30米远，射孔密度仅为15～30孔/米，限制了下一步压裂技术的实施，裂隙联通率降低；预设的井间距300米～500米很难满足增热回温要求。另经过地震波确定的在2000米～3000米之间的储集层，一定是具有承压水头压力的含水层；故很难完成注水回灌工作；因此该专利不可能达到预期效果。

该专利申请的设计井距为300m～500m，该井距很难满足持续开采的要求。

该专利的所谓储集层是指地热梯度高在2000米～300米深度内含有一定水的热储含水层，所述符合要求的储集层的储集层厚度为20一50米，储集层范围大于100平方米，储集层的孔隙度大于25％，储 集层的渗透率大于200毫达西。按其所述储热层仅2000～5000立方米，储水量才500～750立方米，如按200～500毫达西的渗透率计算，每天的开采量不足100立方米，地热能利用效率低下。

有关采灌方式问题，该申请采用储集层的主要延伸方向确定两口井的井位，并进行钻井，一口井在储集层相对低的部位，为进水井；另一口井在储集层相对高的部位，为出水井；明确了注水井和出水井的定性，就固化了水的渗透运动方向，长期一个方向的渗透必然造成孔隙裂隙的淤塞，使出水回灌量越来越小。

专利申请号201410216344.6一种基于压裂技术的双井回灌地热开发系统。该专利实际上是一采两灌地热开采方式，目前应用较普遍，所不同的是它采用了压裂技术增加了地下热储层连通能力，而保证回灌井顺利回灌。

其方案是一采两灌，井深、井径、井距、热储层岩性没有明确限制，采用上位概念限定。

联通方式是：以地下热储层自有渗透条件及人工压裂导通方式连接。

从增温吸热效果分析：单一的压裂距离有限，故井间距必然受限，不会超过500米，回灌水循环路径运移渗透时间较短，不利于回灌水增温。

应用条件是该专利申请的热储层必须是有热水的地区。

专利申请号021210396761.4一种深部地热资源利用及能量转化的新工艺。该专利重点介绍了地热发电工艺，虽然提到了利用压裂技 术和定向钻技术来增大采热量，但没提出具体方案和施工工艺。

发明内容

本发明的目的就是针对上述现有技术存在的问题，研究设计一种低温地热能开采技术方法，达到在广大贫地下水地区解决低温地热能开采利用，实现“无处不温泉”的目的。

本发明的目的是这样实现的：

一种低温地热能开采技术方法是：