[发明专利]地热井压裂增导工艺

说明书

本发明涉及地热能开发技术领域，具体指一种地热井压裂增导工艺，包括以下步骤：A、在地热井内下入套管后，向套管与地热井的井壁之间的环形空间内注入水泥进行固井；B、待固井水泥凝固后在地热井的高温段进行分段射孔，在地热井高温段的不同高度上射出通孔；C、射孔后采用压裂系统向通孔处进行水力压裂，在地热井高温段对应的通孔处向岩层压裂产生裂缝，持续向裂缝注入带有导热支撑剂的填充液，裂缝向前延伸填充液填充裂缝空间；D、裂结束后地热井保压、缓慢降压，填充液中的水回流到地热井内，导热支撑剂沉降停留在裂缝中并闭合裂缝，形成导热带；E、步骤D地热井保压后，待井口压力达到1.0MPa控制放喷，排出井内的液体。

技术领域

本发明涉及地热能开发技术领域，具体指一种地热井压裂增导工艺。

背景技术

地球地表10km内有丰富的地热能可供开采，地热资源是一种无污染的清洁可再生能源，随着石油、煤炭等传统能源逐渐枯竭，地热资源将成为未来能源的一个重要组成部分。地热可以分为三类：浅层地温能、水热型地热资源、干热岩。传统的地热通常指地热水，但地热水资源有限，需要特定的条件才能形成，而干热岩分布广泛。地热提取技术应该做到只取热，不取水，利用地热的同时保护地下水资源，提取的地热可以用于供热、供冷及发电。

地热提取可通过直井U型换热器和对接井换热的形式实现换热，井下对接系统采用U型对接井或水平对接井开采，通过定向技术在干热岩层段实现对接，在井下形成密闭的循环系统，地面冷水注入地热井中，与井下干热岩层进行热量交换，达到加热水的目的。采用井下对接系统可避免水量的流失，产出的热水经地面热交换站换热后可供地面采暖、制冷或发电。

目前中深层地岩热利用必须进行钻井、下套管、固井，固井指的是向井眼和套管之间的环形空间注入水泥的施工作业。由于岩石导热系仅有1.6-3.6 W/(m· K)，导热系数较低，而在套管外注入水泥浆固定后，水泥浆导热系数仅有0.19 W/(m· K) - 0.65 W/(m·K)，相当于在套管与岩石之间形成了一层隔热层，热阻很大，远离地热井的高温岩层的热量很难导入井中，导致目前地热井产热量低，效益差。另外，现有的地热井与岩石之间换热能力差，需要开挖多个相互连通的地热井以提高换热效果，这样不仅增加工程量，而且会改变地下岩层结构，增加地面沉降的风险。

发明内容

本发明旨在解决现有技术的缺陷，提供一种使地热井导热效果好，换热量大，产热量高的压裂增导工艺。

本发明的技术方案如下：

地热井压裂增导工艺，包括以下步骤：

A、地热井钻井达到设计的深度，在地热井内下入套管后，向套管与地热井井壁之间的环形空间内注入水泥进行固井，形成固井水泥环；

B、待固井水泥凝固后在地热井的高温段进行分段射孔，在地热井高温段的不同高度上射出通孔，射穿套管、固井水泥环及地层；

C、射孔后以水为压裂液采用压裂系统向通孔处进行水力压裂，使岩层破裂产生裂缝，岩层产生裂缝后，采用压裂系统向裂缝中高压注入带有导热支撑剂的填充液，使裂缝向前延伸并填以导热支撑剂，直至裂缝延伸到预设的长度；

D、压裂结束后地热井保压、缓慢降压，填充液中的水回流到地热井内，导热支撑剂沉降停留在裂缝中并闭合裂缝，形成导热带；

E、步骤D地热井保压后，待井口压力达到1.0MPa控制放喷，排出井内的液体。

步骤C所述的导热支撑剂包括石墨烯、高导热碳粉、银、铜、金、铝、钠、钼、钨、锌、镍、铁、氧化铝、氧化镁、氧化锌、氮化铝、氮化硼、碳化硅中的一种或几种成分。

步骤C中所述的填充液为水与导热支撑剂的混合液，水与导热支撑剂的重量配比为100:（5-60）。

优选地，所述导热支撑剂为粉末状或粒径为0.15-0.45mm、0.45-0.90mm或0.85-1.20mm的颗粒状。