一种深层裂缝型地热分段封隔分层开采的方法技术

本发明专利技术属于地热资源开采技术领域，是一种深层裂缝型地热分段封隔分层开采的方法；本发明专利技术解决在开发地热过程中，深层巨厚热储层多个含水层段单一层段抽水/回注或者间隔多个层段成组抽水/回注地热不易开采，开采提升和封隔操作困难的问题；步骤包括：在地热井钻井过程中通过测井确定两个及以上的多个含水层段作为地热目标开采层位；选定某一目标开采层位作为当前开采层位，封闭除当前开采层位以外的其它目标开采层位；当前开采层位的水位上升；井筒内的地热热水仅来自当前开采层位，将提水泵下放至当前开采层位动水位以下，实施当前开采层位的抽水。层位的抽水。层位的抽水。

【技术实现步骤摘要】
一种深层裂缝型地热分段封隔分层开采的方法


[0001]本专利技术属于地热资源开采
，涉及一种深层裂缝型地热分段封隔分层开采的方法。

技术介绍

[0002]地热是指贮存于地球内部的可再生热能，一般由熔融岩浆、放射性物质衰变或地质构造运动生成。基于地热能可再生性以及能源的清洁性，可随时采用，地热能源的开发和利用已得到越来越多国家的重视。若热储层是深度较大的巨厚裂缝型热储时，裂缝带或者断层破碎带是地热开采目标层，一般这样的开采目标层有多个，上部的开采目标层与下部的开采目标层温度差别较大，混合开采时，出口温度较低，因此，需要实施分层开采。尤其在开采初期，需要掌握上述不同深度的多个开采目标层的开采技术参数时，必须实施分层抽水与回灌。
[0003]目前，分层抽水主要方法是在当前开采层位放置骑跨式封隔器，在当前开采层位上下两端处封隔器膨胀，对当前开采层的含水层进行封隔，以免上下层含水层的水进入当前开采层内，提水泵置于当前开采层之内，与泵相连的泵管直接到达地面，实现当前开采层地热开采。其主要问题有如下三点：1）只能实施单一层位或者连续多个单一层位成组地热开采，不能实施间隔的、多个层位地热开采；2）当热储埋深超过2000m，与提水泵相连的泵管长度很大，泵管重量大，提泵与下泵十分困难；3）当热储层埋深超过2000m，且由多个含水层组成的热储层厚度在2~3km时，骑跨式封隔器长度也为2~3km，提升和下放该封隔器相当困难。

技术实现思路

[0004]本专利技术克服了现有技术的不足，提出一种深层裂缝型地热分段封隔分层开采的方法。解决目前在开发地热过程中，深层巨厚热储层多个含水层段单一层段抽水（或回注）或者间隔多个层段成组抽水（或回注）地热不易开采，开采提升和封隔操作困难的问题。
[0005]为了达到上述目的，本专利技术是通过如下技术方案实现的。
[0006]一种深层裂缝型地热分段封隔分层开采的方法，包括以下步骤：1）在地热井钻井过程中通过测井确定两个及以上的多个含水层段作为地热目标开采层位。
[0007]2）选定某一目标开采层位作为当前开采层位，在其它目标开采层位段设置封隔段，在封隔段处分别封闭除当前开采层位以外的其它目标开采层位；使当前开采层位的水位上升。
[0008]3）井筒内的地热热水仅来自当前开采层位，将提水泵下放至当前开采层位动水位以下，实施当前开采层位的抽水。
[0009]优选的，对于确定有两个含水层段作为地热目标开采层位的情况，先对上部的目标开采层位进行封隔，之后对下部的目标开采层进行开采；然后在上部目标开采层位的下
部设置封隔段，对下部的目标开采层进行封闭，实现上层目标开采层位的采热。
[0010]优选的，对于确定有多个含水层段作为地热目标开采层位的情况，先确定当前开采层位或层位组，所述的当前开采层位是指单一目标开采层位，所述当前开采层位组是由多个目标开采层位组成。
[0011]优选的，对于有多个含水层段作为地热目标开采层位的情况，对当前开采层位进行热水开采，先在当前开采层位下部非含水层段设置封隔段，封隔段内设置盲孔封隔器，封隔当前开采层位以下的含水层段；再在当前开采层位上部的含水层段位置处设置多个封隔段，封隔段内均设置通孔封隔器，封闭当前开采层位上部的所有含水层。
[0012]优选的，对于有多个含水层段作为地热目标开采层位的情况，对当前开采层位组进行热水开采的情况，先在当前开采层位组下部非含水层段设置封隔段，封隔段内设置盲孔封隔器，封隔当前开采层位组以下的含水层段；再在当前开采层位组内部的不需要开采热水的含水层段位置处设置通孔封隔器；最后在当前开采层位组上部的含水层段位置处设置通孔封隔器。
[0013]更优的，所述的通孔封隔器所在的封隔段长度L
t
超过目标开采层或目标开采层射孔段长度L
s 0.5米以上，为；盲孔封隔器所在的封隔段长度L
m
超过1米以上，即；所述的通孔封隔器或盲孔封隔器在工作时，内压P
f
高于所封隔含水层水压P
w 1MPa以上，即P
f
≥P
w
+1。
[0014]更优的，所述的盲孔封隔器由钢管和耐高温橡胶组成，钢管的一端被封堵或者两端被封堵，耐高温橡胶包裹在钢管外侧；或者所述的盲孔封隔器由实心的钢棒和耐高温橡胶组成，耐高温橡胶包裹在钢棒周围；或者所述的盲孔封隔器仅由耐高温橡胶材料组成；所述的通孔封隔器由中空钢管和耐高温橡胶组成，耐高温橡胶包裹在中空钢管外侧。
[0015]更优的，所述的耐高温橡胶耐温＞100℃且耐内压＞30MPa，有效封隔长度等于封隔段长度。
[0016]优选的，地热井的深度H>3000m且裂缝型热储层厚度b>100m；地热钻井全孔固井时在目标开采层位采用射孔方式打开固井段的水泥环和套管。
[0017]优选的，在回注井内，对除当前开采层位或层位组外的其它开采层位进行封隔，通过实施地面加压，实现对当前开采层位或层位组的同层回注。
[0018]本专利技术相对于现有技术所产生的有益效果为：本专利技术提出的一种分段封隔分层抽水与回注的深层裂缝型热储地热开采方法，对巨厚热储层的多个含水层分别封隔，封隔操作简单、方便，且能够实现任意间隔、成组封隔，进而实现任意目标含水层以单一或者组合方式实现地热开采与回注。
附图说明
[0019]图1是实施例1
‑
3深层裂缝型热储地热开采地热井布置平面示意图。
[0020]图2是实施例1分段封隔分层抽水含两层地热目标开采层位，深层裂缝型热储地热开采地热井布置的剖面图。
[0021]图3是实施例2分段封隔分层抽水含三层地热目标开采层位，深层裂缝型热储地热开采地热井布置的剖面图。
[0022]图4是实施例3分段封隔分层抽水含三层以上多个目标开采层位时，深层裂缝型热储地热开采地热井布置的剖面图。
具体实施方式
[0023]为了使本专利技术所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，结合实施例和附图，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。下面结合实施例及附图详细说明本专利技术的技术方案，但保护范围不被此限制。
[0024]实施例1如图1、2所示，一种含两层地热目标开采层位深层裂缝型热储地热开采方法，具体步骤为：1、根据相关水文和地质勘探资料，在地热井只有两层地热目标开采层位（从上至下依次记为S1、S2）时，全孔固井，并在目标开采层位（S1、S2）采用射孔1的方式打开固井段的水泥环和套管。
[0025]2、选定S2为当前的目标开采层位。井筒内，仅在S1层位设置封隔段，封隔段内放置通孔封隔器3，封隔器膨胀，封闭S1层位，S2层位的水位上升至第二静水位位置A2，相应的第二动水位位置为B2，提水泵2下放至第二动水位位置B2以下，实现S2层位的单层抽水采热。
[0026]3、选定S1为当前开采层位，井本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种深层裂缝型地热分段封隔分层开采的方法，其特征在于，包括以下步骤：1）在地热井钻井过程中通过测井确定两个及以上的多个含水层段作为地热目标开采层位；2）选定某一目标开采层位作为当前开采层位，在其它目标开采层位段设置封隔段，在封隔段处分别封闭除当前开采层位以外的其它目标开采层位；使当前开采层位的水位上升；3）井筒内的地热热水仅来自当前开采层位，将提水泵下放至当前开采层位动水位以下，实施当前开采层位的抽水。2.根据权利要求1所述的一种深层裂缝型地热分段封隔分层开采的方法，其特征在于，对于确定有两个含水层段作为地热目标开采层位的情况，先对上部的目标开采层位进行封隔，之后对下部的目标开采层进行开采；然后在上部目标开采层位的下部设置封隔段，对下部的目标开采层进行封闭，实现上层目标开采层位的采热。3.根据权利要求1所述的一种深层裂缝型地热分段封隔分层开采的方法，其特征在于，对于确定有多个含水层段作为地热目标开采层位的情况，先确定当前开采层位或层位组，所述的当前开采层位是指单一目标开采层位，所述当前开采层位组是由多个目标开采层位组成。4.根据权利要求3所述的一种深层裂缝型地热分段封隔分层开采的方法，其特征在于，对于有多个含水层段作为地热目标开采层位的情况，对当前开采层位进行热水开采，先在当前开采层位下部非含水层段设置封隔段，封隔段内设置盲孔封隔器，封隔当前开采层位以下的含水层段；再在当前开采层位上部的含水层段位置处设置多个封隔段，封隔段内均设置通孔封隔器，封闭当前开采层位上部的所有含水层。5.根据权利要求3所述的一种深层裂缝型地热分段封隔分层开采的方法，其特征在于，对于有多个含水层段作为地热目标开采层位的情况，对当前开采层位组进行热水开采的情况，先在当前开采层位组下部非含水层段设置封隔段，封隔段内设置盲孔封隔器，封隔当前开采层位组以下的含水层段；再在当前开采层位组内部的...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯子军，申晨光，阴伟涛，靳佩桦，赵阳升，郤保平，赵鹏，南瀚墨，
申请(专利权)人：太原理工大学，
类型：发明
国别省市：