[发明专利]用于在地热环境中再循环以供能量产生的井的方法和系统

说明书

一种用于再循环未使用或悬浮的井和具有预定适用性用于井安装的区域的方法和设备。在一个实施例中，将现有的未使用井址重新用于接触地热区中或邻近地热区。钻井水平延伸，与地热区直接接触进行传热，既而在新钻井处终止。密封环内的加热工作流体在表面处或下方的密封顶部回路内冷却，并且再循环用于进一步的热传递。闭合回路在地热地层的上方和下方是连续的，并且可以聚集若干这样的布置并且还在未使用井的钻井域中合并集群。回路可以结合在具有预定适用性(未开发区域)中以便井安装。

技术领域

本发明涉及一种用于对未使用的钻井和预定用于井安装的区域进行再利用的方法和设备，其任选地包括井和/或井眼(well bores)以捕获该区域的地层内的地热热能。

背景技术

众所周知，有成千上万未使用井和井址，特别是在艾伯塔省(Alberta)。这些被贬低地称为“废物”和“垃圾”。由于诸如经济上不可利用、干涸等这样的其他原因，它们未被使用。考虑到弃用将产生重大的资本投资，所有者不愿意放弃井址。因此，所有者只是试图通过声明未来可以利用未使用的井且因此弃用是不成熟的，以此来安抚这种不情愿。

考虑到艾伯塔省目前据估计有超过80,000口井尚未使用，这种情况已成为不可忽视的金融现象。

据报道：

“由于商品价格下跌迫使运营商破产，工业废弃的油气井数量急剧增加。

艾伯塔省所有者经济上无力清理井的库存在过去两年中大幅扩大至2,500+，这是在经济衰退期间撼动艾伯塔省的动荡的明显指标。

激增意味着纳税人将负担支付土地所有者的年度租金，以补偿他们使用他们的财产，直到这些地点恢复到自然状态。

所有者正在寻求创纪录的赔偿金。

艾伯塔表层权利联盟主任Daryl Bennett说：“我们只是处理冰山一角。”他补充说，废弃井的总量不包括破产程序中涉及的许可证或能源监管机构仍处理的许可证”。[Reid Southwick，卡尔加里先驱报(Calgary Herald)，2016年12月28日]

在现有技术的范围内，已经颁布了提议以缓解该问题。已经考虑了地热能，并且正在测试系统以评估勘探地热梯度的可行性。已经讨论过使用一系列导管插入地下以便导管内的水吸收热量并将其再循环到表面，并随后进入回收装置以利用热量。

地热梯度通常定义为在地球内部相对于增加深度而言的温度增加速率。定量地，这表示每公里约25℃至35℃。因此，这种量的能量过于显著而不应留着不用。如现有技术所示，这种能量与未使用井的结合导致了对未使用井的再次关注。

Roussy在2012年3月13日授权的美国专利No.8,132,631中教导了一种地热回路装置，其中提供了声波钻，用于将钻柱旋转和振动到地面中。在柱的内部空间内提供流体。

地热传递回路定位在钻柱的内部空间内，并且钻柱从地面移除。

虽然在某些情况下是有用的，但是这种布置的限制涉及钻柱的有限内部空间，并且进一步地，只有小区域的回路暴露于地热区。这固有地限制了有效的热量传递。

2013年2月19日授予Ramaswamy等人的美国专利No.8,375,716公开了一种用于海底目的的发电方法和装置，并且包括位于压力容器内的有机朗肯(Rankin)循环。这形成了一系列相连的容器，其位于海床附近、海床上或海床中。流体循环通过容器以产生机械轴功率，随后将其转换为电功率。