[发明专利]一种干热岩分支井同井同步注采方法及注采装置

说明书

本发明公开了一种干热岩分支井同井同步注采方法及注采装置，其中，该注采方法包括：钻井步骤：钻取主井、上分支注入井和下分支生产井，该上分支注入井和下分支生产井均与主井连通，该上分支注入井的注入水平井和下分支生产井的生产水平井均位于干热岩储层，且该注入水平井位于该生产水平井的上方；压裂步骤：对注入水平井实施控上缝压裂，对生产水平井实施控下缝压裂，在注入水平井和生产水平井之间形成人工裂缝；注采步骤：向上分支注入井注入低温水，并通过举升泵将进入下分支生产井内的高温混合物抽出。可在向上分支注入井内注入低温水的同时，通过举升泵将下分支生产井内的高温混合物抽出，实现同步循环注采，大大提高了注采效率。

技术领域

本发明涉及干热岩开采领域，更具体地说，涉及一种干热岩分支井同井同步注采方法及注采装置。

背景技术

干热岩(Hot Dry Rock，HDR)是地球内部热能的一种赋存介质，自20世纪70年代美国Los Alamos国家实验室提出干热岩地热能的概念以来，干热岩的定义也在不断发展，最新的《地热能术语》中对干热岩的定义为内部不存在或仅存在少量流体，温度高于180℃的异常高温岩体。据保守估计，地壳中干热岩(通常指3～10km深处)所蕴含的能量相当于全球所有石油、天然气和煤炭所蕴藏能量的30倍。中国地质调查局的评价数据显示，中国大陆3～10km深处的干热岩资源总量为2.5×1025J(合856万亿吨标煤)，若能开采出2％，就相当于我国2015年全国一次性能耗总量的4400倍。

常规干热岩资源的开发主要利用增强型地热系统(Enhanced GeothermalSystem，EGS)来提取其内部的热量。增强型地热系统通过水力压裂等工程手段在地下深部低渗透性高温岩体中形成人工裂缝，利用回灌井注水，注入的水沿着储层裂缝和节理或者人造缝网运动并与周边的岩石发生热交换，产生了高温高压水或水汽混合物。从生产井中提取高温蒸汽到地面后，通过热交换及地面循环装置用于发电和综合利用。利用之后的温水又通过回灌井注入到地下干热岩体中,从而达到循环利用的目的。为了提高地热资源利用率，水力压裂已成为形成增强型地热系统的关键手段。现有技术中，通常采用双井配合的方式进行注采，钻井和注采井场面积要求多，施工成本较高；且在压裂过程中，水力裂缝在空间上如何形成最优化、最大化的增强型地热系统尚未明确，可能存在地热资源的利用率低等问题，制约干热岩储层开发的商业化应用。

发明内容

本发明针对现有技术的上述缺陷，提供一种干热岩分支井同井同步注采方法及注采装置。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种干热岩分支井同井同步注采方法，该注采方法包括：

钻井步骤：钻取主井、上分支注入井和下分支生产井，该上分支注入井和下分支生产井均与主井连通，该上分支注入井的注入水平井和下分支生产井的生产水平井均位于干热岩储层，且该注入水平井位于该生产水平井的上方；

压裂步骤：对注入水平井实施控上缝压裂，对生产水平井实施控下缝压裂，在注入水平井和生产水平井之间形成人工裂缝缝网结构；

注采步骤：向上分支注入井注入低温水，并通过举升泵将进入下分支生产井内的高温混合物抽出。

在本发明所述的干热岩分支井同井同步注采方法中，该压裂步骤具体为：

对注入水平井实施控上缝压裂，在注入水平井的上方和下方分别形成非对称的第一上缝和第一下缝，该第一上缝的高度小于第一下缝的高度；

对生产水平井实施控下缝压裂，在生产水平井的上方和下方分别形成非对称的第二上缝和第二下缝，该第二上缝的高度大于第二下缝的高度。

在本发明所述的干热岩分支井同井同步注采方法中，该对注入水平井实施控上缝压裂的方法具体为：

向压裂液中注入上浮转向剂；

在控上缝压裂过程中，通过上浮转向剂控制第一上缝向上延伸；