[发明专利]一种多井联合干热岩人工热储建造系统及建造方法

说明书

本发明公开了一种多井联合干热岩人工热储建造系统及建造方法，本发明是针对干热岩人工热储建造的一种新思路，以多井联合建造法为核心，综合水力压裂和化学刺激等手段，多井联合储层建造可形成“群井效应”，有效提高干热岩开发中注入井与开采井的连通距离，增大人工热储的有效体积和换热面积，多井持续长时间低泵量的剪切压裂与化学刺激，泵入压力和规模小、应力释放过程缓慢，可有效降低诱发地震的风险；本发明方法实现干热岩有效大规模人工热储建造，提高干热岩开发的经济效益，以满足商业性开发的要求。

技术领域

本发明属于高温地热资源开采技术领域，特别涉及一种多井联合干热岩人工热储建造系统及建造方法。

背景技术

近年来，地热资源的开发利用迅速发展，已成为世界各国重点开发的清洁可再生能源之一。依据存在形式，主要分为水热型和干热岩型两种类型。干热岩是指埋藏于地下数千米内部不含水或蒸汽的高温岩体，以火成岩为主，温度高于180℃，具有高温、坚硬和致密的特点，干热岩资源开发潜力巨大，据估计地壳深部3-10千米深度范围内干热岩所蕴含的能量相当于全球化石能源总能量的30倍。干热岩资源作为一种绿色、清洁、安全、高效的高温地热能源，其资源量巨大、分布广泛，是未来战略性接替能源，越来越受到世界各国的重视。干热岩资源的开发需要在高温坚硬致密的干热岩体中建造范围足够大的人工换热储层(人工热储)，并利用载热流体(一般为水)通过人工换热储层与干热岩体进行热交换，将热量采出地面，如何建造热交换体积和面积足够大的人工换热储层，是实现干热岩资源经济性和规模化开发利用的难点。

目前，国内外干热岩项目一般采用单井水力压裂和双井注水循环进行人工热储层建造。干热岩为坚硬致密岩石，破裂压力极高(70-90MPa)，单井水力压裂过程中裂缝的扩展和延伸受限，容易形成单一裂缝，波及范围小；双井注水循环作业时受限于单井压裂的缝长和波及范围，最终形成的人工热储体积和换热面积很难有显著提高。

发明内容

本发明的目的是解决上述背景技术中，现有国内外干热岩项目一般采用单井水力压裂和双井注水循环进行人工热储层建造，单井水力压裂过程中裂缝的扩展和延伸受限，容易形成单一裂缝，波及范围小；双井注水循环作业时受限于单井压裂的缝长和波及范围，最终形成的人工热储体积和换热面积很难有显著提高等问题，提供一种多井联合干热岩人工热储建造系统及建造方法，本发明以多井联合系统和方法为核心，综合水力压裂和化学刺激等手段，进行干热岩人工热储建造，可有效增大岩体裂缝的长度和数量，显著提高干热岩开发中井间连通距离、人工热储有效体积和换热面积，保证干热岩人工热储具有足够的开采效率和服务寿命。

一种多井联合干热岩人工热储建造系统，是由注入井、中继井、开采井、封隔器、井内注入管柱、高温井口及潜水泵、主泵、混液车、添加剂罐、清水罐、化学刺激液罐、中继泵、地面高压管线和压裂监测装备组成，添加剂罐和清水罐通过地面高压管线与混液车连接，向混液车供应配制压裂液所需的添加剂和清水；混液车通过地面高压管线分别与主泵和中继泵连接，向泵供应压裂液；化学刺激液罐通过地面高压管线分别与主泵和中继泵连接，向泵供应化学刺激液；主泵和中继泵分别通过井内注入管柱向注入井和中继井泵注压裂液或化学刺激液；封隔器安装在注入井和中继井内的，用于封隔上下地层；高温井口及潜水泵安装在开采井内；注入井、中继井和开采井通过地下干热岩人工热储相连通，压裂监测装备以注入井井深为中心布设；

所述注入井的数量为1-2眼，中继井的数量为3-5眼，开采井的数量为1-2眼。

一种多井联合干热岩人工热储建造系统的建造方法，其具体建造方法如下：

一、中继井采用小井眼施工，以开发场地为中心、以注入井井深为半径，布设数个压裂监测装备，用于监测干热岩人工热储发展优势方向，指导中继井和开采井的布置，钻井与单井水力压裂顺序为：首先进行注入井的钻井和压裂，然后进行中继井的钻井和压裂，最后进行开采井的钻井和压裂；