[发明专利]一种增强型地热系统压裂缝网设计及完井方法

说明书

本发明涉及地热开发领域，提供了一种增强型地热系统压裂缝网设计及完井方法。该方法首先钻达火成岩型干热岩的上部，利用导向钻井技术在储层钻出水平井段，利用多级分段水利压裂，利用火成岩体中含有层状脆性成份制造出水平缝网，然后在注水井水平井段的末端，钻出和注水井段处于同一平面的两口水平分支井，穿过注水井水平井段压裂后的裂缝末端，完成对接，从而构建高渗流的水平缝网通道，流体可沿着压裂后的裂缝进入井筒当中，开采至地面后进行能量利用。本方法充分利用分支井、微震检测及处理系统和水利压裂技术，有效的识别干热岩储层裂缝并最大限度的打开储层，充分利用了干热岩储层的地热能，显著提高了地热能源的开采效率。

技术领域

本发明涉及地热能开发领域，具体的涉及一种增强型地热系统压裂缝网设计及完井方法。

背景技术

资源与环境是人类赖以生存、繁衍和发展的基本条件，资源环境与可持续发展已成为人类共同面临的重大问题。相对于煤、石油、天然气等不可再生化石资源给环境带来的污染，地热资源作为一种清洁、低碳、安全、高效的可再生能源，在资源紧缺的今天引起我们更大的重视。2017年2月，国家发改委、国家能源局和国土资源部联合印发《地热能开发利用“十三五”规划》的通知，《规划》中提到我国计划在2020年地热发电装机容量达到530MW，说明地热资源的高效开发迫在眉睫。

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。地热能是储存在地球内部的热量，一方面来源于地球深处的高温融溶体，另一方面源于放射性元素的衰变。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。在上述4类地热能中，只有第1类水热型地热资源已达到商业开发利用阶段，第2类和第3类因技术要求较高，正处于技术研发和小规模开发试验阶段。

干热岩即是埋藏在地热储层中的高温岩石，需要通过注水与干热岩进行热交换的方式开采地热能。但因干热岩埋藏深、孔隙度和渗透率极小，岩石中几乎没有水的流动通道，通过常规方式向干热岩中注水进行热交换的方法是不可行的。增强型地热系统是高效开发地热资源的方法，通过借助外力和其他方式高效开发地热能，针对干热岩的开发，需要进行大规模的水力压裂改造，通过水力压裂，将岩石压碎，在岩石中构造出人造裂缝，为液体在岩石中的高效流动提供通道，液体流经干热岩裂缝将热量携带出来。

水力压裂是增强型地热系统取得成功的关键技术，水力压裂构造的人工裂缝将注水井和采水井连通，实现地热能的高效开发。在水力压裂技术中的关键技术是压裂逢网设计，即压裂出的逢网既能为液体提供高效的运移通道，又能高效吸收干热岩中的热量，高效利用地热能，因此压裂逢网设计是水力压裂成功的关键。

基于以上分析，本发明设计了一种增强型地热系统压裂缝网设计及完井方法，解决了干热岩的开采问题，该方法通过钻一口水平井和一口双分支井的完井方法完成注水井和采水井的井型设计，然后通过压裂缝网设计将注水井和采水井高效联通起来，注水井的水通过压裂逢网流动到采水井，水在干热岩中流动时吸收热量，通过采水井采出，多段水利压裂有效开发地热能，解决了干热岩地热能开发中可行性和效率低的问题，为干热岩的高效开发利用提供了可靠的技术支持。

发明内容

本发明的技术方案为：一种增强型地热系统压裂缝网设计及完井方法，具体步骤如下：