[实用新型]一种增强水热型地热完井系统

说明书

本实用新型涉及地热开发领域，提供了一种增强水热型地热完井系统。该方法首先钻穿地热储层，利用微震技术，进行地层微电阻率扫描成像和倾角组合测井，识别地层裂缝发育方向，然后在沿着裂缝发育的垂直方向钻取分支井眼，采用水力压裂技术对分支井段进行压裂，从而构建高渗透地热储层，使地层流体沿着压裂后的裂缝进入井筒中，流体通过井筒开采至地面后进行发电。本方法充分利用分支井、微震检测及处理系统和水力压裂技术，有效的识别地热储层裂缝并最大限度的打开储层，充分利用了地热储层的地热能，大大提高了对水热型地热能源的开采效率。

技术领域

本实用新型涉及地热能开发领域，具体的涉及一种增强水热型地热完井系统。

背景技术

20世纪70年代，全球石油危机爆发后，科学家就提出利用深部高温岩体中地热能进行发电的构想。地热是具有前景的可再生能源之一，与其他新能源如太阳能、风能和生物质能相比，具有分布广、受外界影响小(如昼夜、风速、温差)、碳排放量及维护成本低等特点。地热资源是由于地核内部的放射性物质发生热核反应释放出的巨大热能，这些热能通过岩层、断层等载体将热量传至到地壳浅部形成的一种可持续的清洁能源。

地热资源是指在当前技术经济和地质环境条件下，能够从地壳内科学、合理地开发出来的岩石中的热能量、地热流体中的热能量及其伴生的有用组分。地热能按属性可分为4种类型： (1)水热型，即地球浅处(地下100m-4500m)所见到的高温热水或水热蒸汽；(2)地压地热能，即在某些大型沉积盆地深处(地下3km-6km)存在着的高温高压流体，其中含有大量甲烷气体；(3)干热岩地热能，乃由于特殊地质条件造成高温但少水甚至无水的干热岩体，需用人工注水的办法才能将其热能取出；(4)岩浆热能，即储存在高温(700℃-2000℃)熔融岩浆体中的巨大热能，但如何开发利用目前仍处于探索阶段。

通过钻井对深部地热能源进行钻探，通过水力压裂技术在地热储层岩石中增加的人造裂缝，通过压裂出的裂缝将地热储层中的高温液体开采到地面，高温液体进入热力发电装置进行发电。地热资源埋藏深，孔隙度和渗透率极小，在进行地热开发时，需要进行大规模的水力压裂改造，人工构建注采井间高渗流区域，才可以将地热产出。

现如今对地热资源进行开发的具体方法较少，实际操作难度大：(1)体积压裂自循环方法，虽然理论上可以达到很高的热传递效率，但是很难掌握和把控裂缝的对接和压力控制问题；(2)重力自循环方法很难控制携热流体的流向问题，圆型井身结构虽然增加了流体在储层的热传递时间，但是在现有的钻井技术下很难成功。除此之外，现有的技术解决的都是干热岩的开采问题，本实用新型提出了针对水热型地热资源的开采方法。

基于分支井技术和水力压裂技术，结合微震技术对地层裂缝发育方向的检测，再加上油气井钻探的成功经验。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供了一种增强水热型地热完井系统，通过在已钻直井中侧钻出两口分支水平井，两口分支水平井之间的角度为180°，然后对分支水平井进行多段水力酸化压裂，在地热储层岩石中构造出人造裂缝，为地热储层中的高温水流进井筒提供流动通道，将高温热水采出地面，实现对地热能的开采利用。

本实用新型的技术方案为：一种增强水热型地热完井系统，具体步骤如下：

(1)选取一中高温地热储层，采用常规钻井设备钻至地热储层上部，然后换用耐高温钻井设备向下继续钻进，一直钻到地热储层中部位置；

(2)起钻，下入表层套管和技术套管，选用耐高温水泥浆固井，同时在井底下入封隔器；

(3)下钻，进行地层微电阻率扫描成像及倾角组合测井，识别地层裂缝发育方向；根据地层裂缝发育方向，确定一口分支水平井方向，设计的分支水平井方向与地层裂缝发育方向垂直；

(4)确定分支水平井方向后，使用耐高温钻具对直井井筒进行侧钻，并沿着垂直于地层裂缝发育方向钻一口分支水平井，使用耐高温水泥浆固井；