Способ извлечения геотермальной энергии Советский патент 1989 года по МПК E21B43/26 

СП

со

ел

О1

Изобретение относится к способам извлечения глубинного тепла земли и м.б. использовано в энергетике и теплоснабжении. Цель - повышение эффективности извлечения геотермальной энергии путем обеспечения периодического фонтанирования геотермальной сквагкины горячей водой за счет смыкания и размыкания трещин гидроразрыва. Способ осуществляют следующим образом. Выбирают геологически благоприятную зону и бурят скважину (С) до глубины залегания горячего горного массива. Ствол С закрепляют колонной обсадных труб. Затем перфораторами вырезают кольцо высотой 1/4 диаметра труб. Попутно прорезают и цементное кольцо через этот прорез и осуществляют горизонтальньш .кольцевой надрез непроницаемых пород. Поднимают давление в стволе скважины до давления гидроразрыва. Затем в С дополнительно перирдически нагнетают воду под геостатическим давлением до полного раскрытия трещины. Воду в трещине оставляют на период, равный периоду нагнетания. Затем осуществляют отбор горячей воды открьшанием устья С. 1 з.п. ф-лы.

Изобретение относится к способам извлечения и использования глубинного тепла земли, :; частности тепла глубокбзалегающк.: горньк пород, и может быть использовано в энергетике и теплоснабжении.

Цель изобретения - повышение эффективности извлечения геотермальной энергии путем обеспечения периодического фонтанирования геотермальной скважины горячей водой за г кгг смы10

кания и размыкания трещин гидроразрыва.

Способ осуществляют следующим образом.

Выбирают геологически благоприятную зону, бурят одну скважину до вскрытия непроницаемого массива прогретых горных пород, закрепляют ствол скважины герметичной колонной об- , садных труб. Далее в окрестности заОся пескоструйными перфораторами

31А54955

вырезают в обсадных трубах кольцо высотой 1/4 диаметра труб, попутно прорезают и цементное кольцо через этот прорез и осуществляют горизонтальный кольцевой надрез непроницаемых пород в радиусе до 0,6-0,8 м и поднимают давление в стволе скважины до давления подроразрыва, фиксируся прямо на породы, залегающие ниже трещины.

Полный периодический цикл эксплуатации трещины гидроразрыва состоит из трех стадий: нагнетание в трещи- ну холодной воды под давлением выше теостатического до наполнения объема максимально раскрытой трещины; остаНЫ до давления lUMtiUi eta Eioeij 4.mv-.t.jr..-.. .ЮТ начальный скачок давления в момент i о новка скважины для нагревания воды,

«ят лт лтт«лй тз ггтлопттлитт ПОПЯЦИТИИ ППООБ

гидроразрыва и приступают к развитию трещины путем нагнетания в нее (в непроницаемой породе - воды) жидкости с максимальным расходом, который возможно реализовать имеющимися на скважине техническими устройствами.

После нагнетания воды в пласт останавливают процесс закачки, фиксируют забойное давление, равное в данном случае геостатическому, и открывают скважину для определения ее водоотдачи в процессе смыкания трещин гидроразрыва. Если горный массив непроницаемый, то забойное давзакаченной в трещину горячими породами на период, равный периоду нагнетания; отбор горячей воды из скважины при забойном давлении в скважине,

5 близком к геостатическому.

Затем рабочий цикл геотермальной скважины повторяют в той же последовательности,

В случае наличия двух скважин,

2Q соединенных трещиной гидроразрыва, периодический цикл эксплуатации крупной трещины гидроразрыва можно заменить непрерывной эксплуатацией постоянно действующей х иркуляционной

сив Нснрииидсастши, iw . г-.„.„ . --,,

ление изливающей трещины сохрнаяется 25 системы при условии поддержани. рас

,,«, . ТГТЛ-1Ь-Т7ГГЕ111ИПННПИ ТОвШИНЫ ГеО

на геостатическом уровне, а полнота водоотдачи отвечает закачке. Это значит, что трещина гидроразрыва образовалась в непроницаемом массиве пород. По дефициту водоотдачи можно судить о проницаемости.пород на стенках трещины. Отсутствие дефицита водоотдачи свидетельствует о непроницаемости стенок трещины. Тогда можно продолжить производство гидроразрыва, закачивая в скважину проектный рабочий объем жидкости для соответствующего раскрытия и распространения трещины, В конце закачки фиксируют забойное давление. Если после остановки скважины забойное давление у выхода трещины в скважину сохраняется на геостатическом уровне, то считают, что гидроразрыв завершен удачно, после чего приступают к периодической эксплуатации системы трещина-скважина,

В процессе эксплуатации, т,е, отбора горячей воды из скважины, трещина находится в раскрытом состоянии за счет геостатического давления воды в трещине. Геостатическое давление обусловлено весом горных пород, залегающих выше трещины. Поэтому давление воды в трещине постоянно и равно геостатическому до тех пор, пока трещина гидроразрыва не сомкнется и вес горных пород станет передавать30

крытости циркуляционной трещины геостатическим давлением циркулирующей жидкости.

Формула изобретения

35

2, Способ поп, 1, отличающийся тем, что на уровне трещины гидроразрыва п обсадной колонне вырезают и удаляют кольцо высотой не менее четверти диаметра обсадной колонны.

45

50

55

ся прямо на породы, залегающие ниже трещины.

Полный периодический цикл эксплуатации трещины гидроразрыва состоит из трех стадий: нагнетание в трещи- ну холодной воды под давлением выше теостатического до наполнения объема максимально раскрытой трещины; оста..-.. .i о новка скважины для нагревания воды,

«ят лт лтт«лй тз ггтлопттлитт ПОПЯЦИТИИ ППООБ

закаченной в трещину горячими породами на период, равный периоду нагнетания; отбор горячей воды из скважины при забойном давлении в скважине,

5 близком к геостатическому.

Затем рабочий цикл геотермальной скважины повторяют в той же последовательности,

В случае наличия двух скважин,

2Q соединенных трещиной гидроразрыва, периодический цикл эксплуатации крупной трещины гидроразрыва можно заменить непрерывной эксплуатацией постоянно действующей х иркуляционной

„.„ . --,,

25 системы при условии поддержани. рас

25 системы при условии поддержани. рас

,,«, . ТГТЛ-1Ь-Т7ГГЕ111ИПННПИ ТОвШИНЫ ГеО

30

крытости циркуляционной трещины геостатическим давлением циркулирующей жидкости.

Формула изобретения

5

2, Способ поп, 1, отличающийся тем, что на уровне трещины гидроразрыва п обсадной колонне вырезают и удаляют кольцо высотой не менее четверти диаметра обсадной колонны.

5

0

5