[实用新型]一种U型水平井

说明书

本实用新型提供了一种U型水平井。该U型水平井包括L型水平井和直井；L型水平井包括第一生产套管、第一技术套管和第一表层套管；直井包括第二生产套管、第二技术套管和第二表层套管；L型水平井为直‑增‑稳三段式井身结构，直段部分、增段部分和稳段部分依次相连通形成L型结构的水平井；直井由地面垂直进入基岩以下的稳定地层，其末端与L型水平井的水平段的末端相连接形成U型连通。该U型水平井增加了井筒与干热岩接触面积以及裂缝间沟通程度，提高了注采直井连通效率；能够有效提高增强性地热开发过程中循环工质换热效率和循环流量，具有工艺简单、安全可靠、操作方便、清洁无污染等优点。

技术领域

本实用新型属于增强型地热高效开发技术领域，涉及一种U型水平井。

背景技术

增强型地热(Enhanced Geothermal Systems，EGS)资源是国际上公认的高效、清洁、低碳的可再生能源之一，美国、英国、法国、德国、冰岛、日本、澳大利亚等国都在积极探索增强型地热的高效开发方法，部分国家已经实现了商业化运作。我国是地热资源丰富的国家，增强型地热资源约850万亿吨标煤，开发增强型地热资源是实现我国能源结构转型、降低碳排放的重要措施之一，世界范围看，增强型地热开发过程中的关键问题之一是对干热岩(Hot Dry Rock，HDR)的有效改造并实现注采井与裂缝网的高效连通。目前国外使用常规水力压裂工艺对干热岩进行改造，即通过地面高压泵车泵入压力大于干热岩破裂压力的压裂液(主要是清水)，形成人工裂缝后通过支撑剂保持人工裂缝的张开状态，为循环工质提供换热通道。该方法存在以下问题：(1)增强型地热开发时一般优选干热岩中已存在自然裂缝的地层，人工裂缝扩展时清水压裂液极易在自然缝中漏失，大大降低了水力能量传播距离和改造规模，大量压裂液漏失污染干热岩的同时造成水资源浪费；(2)相比瓜胶压裂液和泡沫压裂液，清水压裂液携带支撑剂的能力最低，无论在水平还是垂直方向上，支撑剂都很难实现均匀支撑的效果。在水平方向上，泵入支撑剂难以在裂缝中均匀铺开，容易在裂缝起始端堆积；在垂直方向上，支撑剂仅在裂缝底部沉积，对裂缝的支撑效果有限；(3)水力改造通过液体传递压力实现造缝，为避免外来水与地层不配伍导致堵塞干热岩孔喉或生产新沉积物等负面效果，压裂结束后需要将注入液体返排出井外，由于干热岩中自然裂缝发育，选用清水这种返排能力低的压裂液容易导致最终返排率很低，残留压裂液会造成热储层污染。以上问题严重制约了增强型地热资源的高效开发和商业进程，为了克服上述问题，亟需提出一种针对增强型地热特点的高效开发技术的水平井。

实用新型内容

基于现有技术存在的问题，本实用新型的目的在于提供一种U型水平井，该U型水平井结构中的L型水平井能够增加热储层接触面积和井筒与自然裂缝的连通率，采用本实用新型的U型水平井配合水平井氮气泡沫分段压裂工艺能够克服常规清水压裂时滤失量大、造缝单一、支撑剂携带能力差、返排率低、热储层污染大等问题，更适合在无水或低含水的干热岩地层中进行改造作业，压裂形成的人工裂缝形态相对复杂，能够与自然裂缝形成复杂缝网，为循环工质充分换热提供通道；该U型水平井为增强型地热资源提供了高效可行的开发技术。

本实用新型的目的通过以下技术方案得以实现：

本实用新型提供一种U型水平井，该U型水平井包括L型水平井和直井；

所述L型水平井包括第一生产套管、第一技术套管和第一表层套管；所述第一技术套管套设于所述第一生产套管的外侧，所述第一表层套管套设于所述第一技术套管的外侧；

所述直井包括第二生产套管、第二技术套管和第二表层套管；所述第二技术套管套设于所述第二生产套管的外侧，所述第二表层套管套设于所述第二技术套管的外侧；

所述L型水平井为直-增-稳三段式井身结构，其直段部分由地面垂直进入基岩以下的稳定地层；增段部分通过90°的造斜弯曲形成造斜段；稳段部分为位于干热岩裂缝沟通区的水平段；所述直段部分、所述增段部分和所述稳段部分依次相连通形成L型结构的水平井；