[发明专利]一种多分支水平井闭式循环开发水热型地热的方法

说明书

本发明提供了一种多分支水平井闭式循环开发水热型地热的方法，其包括以下步骤：根据地热储层地质条件将热储划分为小层，将上部水温相对较低、渗透率较高的小层作为回灌层，将下部水温相对较高的小层作为生产层；下入生产套管，注水泥固井；在回灌层对应的垂直井眼内进行套管侧向开窗，向回灌储层内钻入若干分支径向水平井眼；在生产层对应的垂直井眼内进行套管侧向开窗，向生产层内钻入若干分支径向水平井眼；在垂直井眼的生产套管内下入导管，导管下深至回灌层和生产层之间的井段；导管鞋处下入封隔器，封隔导管与套管环空，防止注入层与生产层的地热流体在垂直井眼内沟通。

技术领域

本发明涉及能源开采领域，具体一种地热开采的方法，即一种多分支水平井闭式循环开发水热型地热的方法。

背景技术

地热能是一种绿色低碳、可循环利用的可再生清洁能源，具有储量大、分布广、清洁环保、稳定可靠等特点，是一种现实可行并且具竞争力的清洁能源。我国地热资源丰富，据国土资源部2015年数据显示，全球5km以内地热资源量约4900万亿吨标煤，中国约占1/6。其中，埋深200-4000m的中深层地热资源储量约为13700亿吨标煤，埋深3-10km的干热岩地热资源储量达860万亿吨标煤，开发利用潜力巨大。尽管如此，中国现已探明的地热资源以水热型为主，大型高温地热田少，中低温地热系统的热储条件复杂、水温低、流量小、品质差，现有地热开发方式产量低、取热功率有限，并且回灌困难，极大限制了中国水热型地热资源的开发与利用。

现有水热型地热田的开发方式主要分为两类：第一类是取热不取水的方式，包括依靠热传导取热的地埋管式和依靠对流换热的单井井下换热器；第二类是直接开采地热流体的方式开发地热。

取热不取水的方式主要用于开发浅层中低温地热，无需开采地热流体，可避免回灌的难题，并省去了除砂防腐等工序，具有保护环境和流程简便等优势。但其取热功率有限，开采的地热能仅可用于供暖等直接运用模式，不能进行地热能发电，导致能量利用率低，不适于深层高温地热的开发。

直接开采地热流体是取热功率最高的地热开发方法，但由于中国存在大量复杂地质条件的地热储层，其渗透率低，导致该方法单井产量低，并且回灌困难，造成部分地热田回灌率低，地下水位下降。若采用水力压裂方法进行储层改造，又会显著增加地热开发成本，并对地下水资源造成污染。

综上所述，现有技术中存在以下问题：现有地热开发方式对于我国复杂的地热储层条件存在的单井产量低、回灌困难等问题。

发明内容

本发明提供一种多分支水平井闭式循环开发水热型地热的方法，以解决现有地热开发方式对于我国复杂的地热储层条件存在的单井产量低、回灌困难等问题。

为此，本发明提出一种多分支水平井闭式循环开发水热型地热的方法，包括以下步骤：

(1)根据地热储层地质条件将地热储层划分为不同地质条件的小层，将上部水温相对较低、渗透率较高的小层作为回灌层，将下部水温相对较高的小层作为生产层；

(2)确定地热储层埋深，设计钻井工程方案，钻取分支井眼的垂直井眼至储层底部；

(3)在垂直井眼中下入生产套管，注水泥固井；

(4)在回灌层对应的垂直井眼内进行套管侧向开窗，向回灌层内钻入至少一个第一分支径向水平井眼，形成回灌分支井眼，在回灌分支井眼内下入回灌层的滤水管完井；

(5)在生产层对应的垂直井眼内进行套管侧向开窗，向生产层内钻入至少一个第二分支径向水平井眼，形成生产分支井眼，在生产分支井眼内下入生产层的滤水管完井；

(6)在垂直井眼的生产套管内下入导管，导管下深至回灌层和生产层之间的井段；

(7)使导管与生产分支井眼连通，使导管与套管的环空和回灌分支井眼连通，形成地热流体的循环流道；