[实用新型]一种群孔干热岩人工热储建造系统

说明书

本实用新型公开了一种群孔干热岩人工热储建造系统，是针对干热岩人工热储建造的一种新思路，以群孔建造法为核心，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，有效提高干热岩开发中注入井与开采井的连通效率和波及范围，增大岩体裂缝的密度和数量，延长了水流交换通道，显著提高干热岩开发中人工热储有效体积和换热面积，循环式水压激发干热岩储层，实现岩体的渐进式破坏，改善了裂隙的发展宽度及质量，一方面，一定程度上缓解了裂隙通道连通不佳的缺点，另一方面，避免了持续高水压诱发岩体瞬间发生剪切破坏，降低了诱发地震灾害的可能性，保证干热岩人工热储具有足够的开采效率和服务寿命。

技术领域

本实用新型涉及高温地热资源开采技术领域，尤其涉及一种群孔干热岩人工热储建造系统。

背景技术

现今，世界能源危机和环境问题日益严峻，发展储藏量大且环境友好的新型替代能源逐渐受到了各国科学家的重视。其中，地热资源以其极高的清洁性，运行稳定性和空间分布的广泛性已成为世界各国重点研究和开发的新型清洁能源。

依据产出方式，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。

干热岩的应用过程是利用钻井装置建立注入井和开采井，并通过建造范围足够大的人工换热储层(人工热储)，最终形成“人造地热田”，将高压水从注入井泵入地下，冷水流经过干热岩中的人工裂隙被加热成为高温水或水蒸汽(温度可达150-200℃)，并从开采井泵送出来，通过热交换提取裂缝中的地热能，从而达到地热发电和综合供暖利用目标。然而，因干热岩的低渗透、高致密的特性，如何建造高效的人工热储成为了干热岩开发利用的难题。

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(60-90MPa)，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，注入井的开采井都处于同一平面，本身接触干热岩的面积小，吸热范围小，热量传递有限，最终形成的人工热储体积和换热面积很难有显著提高。

现已有相似储层改造领域实用新型专利一项，名称为：水压致裂与毫秒微差爆破协同建造干热岩人工热储的方法；中国专利申请号：201911407535.X。但是该专利没有考虑到开采井井筒保温，而且爆破方式很可能诱发地震灾害问题。本实用新型采用开采井井筒保温技术，大大提高了保温效果，而且长短水平井组延长了水流的热交换通道，大大提高了热交换效率。

实用新型内容

本实用新型为解决技术问题所采用的技术方案如下：

本实用新型首先提供一种群孔干热岩人工热储建造系统，包括位于地下的注入井、开采井和水平井，以及位于地上的混液车、化学刺激液罐、清水罐、添加剂罐和混沙车；

所述注入井和开采井通过地下干热岩人工热储和位于最下层的水平井相连通，其他水平井一端连接注入井，另一端距离开采井100-200cm，且不与开采井连通；

所述清水罐和添加剂罐通过地面高压管线与混液车连接，通过打开添加剂罐前的阀门一和清水罐前的阀门二向混液车供应配制压裂液所需的添加剂和清水；

所述混液车通过地面高压管线与主泵连接，向主泵供应压裂液；

所述化学刺激液罐通过地面高压管线与主泵连接，通过打开化学刺激液罐前的阀门三向主泵供应化学刺激液；

所述混沙车通过地面高压管线与主泵连接，向泵供应石英砂支撑剂；

所述主泵的另一端连接井内注入管柱；

所述井内注入管柱延伸至注入井内，并通过安装在注入井内的封隔器封隔上下地层；