[发明专利]一种双水平井循环超临界二氧化碳开发干热岩的方法

说明书

本发明提供了一种双水平井循环超临界二氧化碳开发干热岩的方法。该方法：确定干热岩储层的顶部和底部的埋藏深度；确定生产井和注入井的井点；在生产井井点，钻取生产井垂直井眼，垂直井眼至干热岩储层的顶部以下10m‑15m，造斜并钻取生产井水平井眼，完钻后下入套管并注水泥浆固井；在注入井井点，钻取注入井垂直井眼，垂直井眼至干热岩储层的深度为100m‑150m处，造斜并钻取注入井水平井眼，完钻后下入套管并注水泥浆固井；对生产井水平井眼与注入井水平井眼进行射孔，进行分段压裂；将超临界二氧化碳注入注入井内，保证超临界二氧化碳充足，维持循环排量，完成双水平井循环超临界二氧化碳对干热岩的开发。

技术领域

本发明涉及一种开发干热岩的方法，尤其涉及一种采用双水平井循环超临界二氧化碳的方式开发干热岩的方法，属于地热能开发技术领域。

背景技术

随着社会和国民经济的发展，我国对能源的需求量日益扩大。与此同时，传统化石能源的资源枯竭和环境污染等问题日益突出，开发清洁可再生资源已成为世界各国的能源策略。

地热能(Geothermal Energy)是由地壳抽取的天然热能，这种能量来自地球内部的熔岩，并以热力形式存在，是引致火山爆发及地震的能量。地热能作为一种清洁可再生新能源，具有储量丰富、分布广泛、低碳环保、易于开采和直接利用等优点。因此，加快地热资源的高效开发利用，对缓解能源需求和大气污染问题具有现实意义。

深层干热岩资源(新兴地热能源，一般指温度大于200℃，埋深数千米，内部不存在流体或仅有少量地下流体的高温岩体)以其广泛分布和高热储温度的优势而更具开发潜力与前景，被认为是地热能未来发展的重点目标。

我国地热资源丰富，据国土资源部2015年数据显示，全球5km以内地热资源量约4900万亿吨标煤，中国约占1/6。尤其是埋深在3-10km的干热岩资源总量高达2.52×10²⁵J，相当于860万亿吨标煤，若按2％的可采储量计算，等于中国2010年能源消耗总量的5300倍。在新的能源“十三五”规划中，我国已将大力发展清洁能源作为今后节能减排的重头戏。2017年2月发布的我国《地热能开发利用“十三五”规划》中亦强调：要积极开展干热岩资源的勘查开发工作与发电试验，建立2-3个干热岩勘查开发示范基地。因此，促进干热岩资源的开发利用对推动我国可再生能源事业的发展具有重要意义。

干热岩地层埋藏深，岩石十分致密，渗透率与孔隙度极小。因此在开发干热岩中的地热资源时，必须通过大型水力压裂改造储层，形成换热工质的流动通道。但目前的注采垂直对井的压裂难度大，规模有限，不易形成有效沟通的体积缝网。

目前，水仍然是干热岩资源开发的首选取热介质，因为其具有高热容、高导热性等优良热力学性质，并且储量大、来源广、安全性能高。但在地热开发过程中，水易于地层岩石发生水岩反应，从而损害地热储层，降低取热效率，还会带来管线结垢等严重问题。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种采热效率高、压裂难度低，不会对储层造成损害的干热岩开发方法。

为了实现上述技术目的，本发明提供了一种双水平井循环超临界二氧化碳开发干热岩的方法，该双水平井循环超临界二氧化碳开发干热岩的方法包括以下步骤：

确定干热岩储层的顶部和底部的埋藏深度；

确定生产井和注入井的井点；

在生产井井点，钻取生产井垂直井眼，垂直井眼至干热岩储层的顶部以下10m-15m，造斜并钻取生产井水平井眼，完钻后下入套管并注水泥浆固井；

在注入井井点，钻取注入井垂直井眼，垂直井眼至干热岩储层的深度为100m-150m处，造斜并钻取注入井水平井眼，完钻后下入套管并注水泥浆固井；

对生产井水平井眼与注入井水平井眼进行射孔，进行分段压裂；