Способ извлечения геотермальной энергии

Способ извлечения геотермальной энергии

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к горной пром-сти, а именно к геотермальной энергетике. Цель - повышение эффективности извлечения геотермальной энергии путем обеспечения однородного распределения теплоносителя в системах трещин гидроразрыва. Вскрывают геотермальный массив нагнетательной скважиной (С), имеющей наклонный интервал. На наклонном интервале этой С проводят серию вертикальных гидроразрывов горных пород и формируют систему трещин (СТ). Определяют гидравлическое сопротивление выделенных групп СТ; Добычную С пробуривают так. чтобы ее наклонный интервал пересекал СТ, Устанавливают в нагнетательной С колонну внутренних труб. На наклонном участке колонны внутренних труб между трещинами гидрораэрыва. относящимися к различным группам трещин (ГТ), устанавливают пакерующий затрубное пространство элемент, Теплоноситель нагнетают через колонну внутренних труб в первую ГТ, а через затрубное пространство - во вторую ГТ. Распределение теплоносителя между первой и второй ГТ осуществляют регулировочными вентилями, установленным на закачной С, Величины потока в каждую ГТ регулируют в соответствии с их гидравлическим сопротивлением. Нагретый в ГТ до температуры горных пород теплоноситель через добычную С выводят на поверхность земли, 1 з.п. ф-лы, 1 ил.СПсо ^

СОГОЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РГСПУБЛИК (я)s Е 21 В 43/28

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (2 1) 4779504/03 (22) 04.12.89 (46) 07.02.92. Бюл. М 5 (71) Ярославский отдел Камского научно-исследовательского института комплексных исследований глубоких и сверхглубоких скважин (72) Б,Н.Хахаев, И.И.Самхан и А.Н.Петухов (53) 622.234,4(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N- 1307176, кл, F 24 В 3/08, 30.04,87.

Авторское свидетельство СССР

М 1390345, кл. Е 21 В 43/28, 23,04.88. (54) СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ ГЕОТЕРМАЛЬ- .

НОЙ ЭНЕРГИИ (57) Изобретение относится к горной пром-сти, а именно к геотермальной энергетике. Цель — повышение эффективности извлечения геотермальной энергии путем обеспечения однородного распределения теплоносителя в системах трещин гидроразрыва, Вскрывают геотермальный массив нагнетательной скважиной (С), имеющей наклонный интервал. На наИзобретение относится к геотермальной энергетике и может быть использовано для извлечения тепловой энергии горных пород.

Известен способ извлечения геотермальной энергии. включающий бурение нагнетательной и добычной скважин,, пересекающих геотермальные пласты, прокачку теплоносителя через гидравлически параллельно включенные геотермальные пласты, смешение теплоносителей, нагре„„SU „„1710711 А1 клонном интервале этой С проводят серию вертикальных гидроразрывов горных пород и формируют систему трещин (СТ), Определяют гидравлическое сопротивление выделенных групп СТ; Добычную С пробуривают так, чтобы ее наклонный интервал пересекал СТ,. Устанавливают в нагнетательной С колонну внутренних труб. На наклонном участке колонны внутренних труб между трещинами гидрораэрыва. относящимися к различным группам трещин (ГТ), устанавливают пакерующий затрубное пространство элемент. Теплоноситель нагнетают через колонну внутренних труб в первую ГТ, а через затрубное пространство — во вторую

ГТ. Распределение теплоносителя между первой и второй ГТ осуществляют регулировочными вентилями, установленным на закачной С. Величины потока в каждую ГТ регулируют в соответствии с их гидравлическим сопротивлением, Нагретый в ГТ до температуры горных пород теплоноситель через добычную С выводят на поверхность земли, 1 з.п, ф-лы, 1 ил. тых в разных пластах, и отвод их смеси на поверхность Земли, Для повышения теплоиспользования пластов, имеющих различную проницаемость, предварительно определяют гидравлическое сопротивление каждого пласта и изменяют. его в соответствии с определенной зависимостью.

Однако, такой способ повышения степени извлечения геотермальной энергии не применим для извлечения геотермальной энергии из горячих горных пород. где нагне1710711

50 тагельная идобычная скважины соединены большим число трещин гидроразрыва, а гидравлическое сопротивление трещин непредсказуемо меняется в процессе их эксплуатации.

Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является способ извлечения геотермальной энергии, включающий бурение нагнетательной и добычной скважин, имеющих наклонные интервалы, формирование на наклонных интервалах скважин систем вертикальных трещин гидроразрыва прокачку теплоносителя через нагнетательную скважину, системы трещин и добычную скважину. Кроме того, в этом способе расход теплоносителя регулируется между системами трещин, расположенных на разных глубинах, Недостатком известного способа, является низкое теплоиспольэование трещин гидроразрыва систем иэ-эа различного распределения (растекания} теплоносителя в трещинах вследствие их отличия по раскрытию и габаритам, что снижает степень извлечения геотермальной энергии иэ систем, состоящих из большого числа трещин.

Цель изобретения — повышение эффективности извлечения геатермальной энергии путем обеспечения однородного распределения теплоносителя в трещинах.

Укаэанная цель достигается тем, что в способе извлечения геотермальной энергии, включающем бурение нагнетательной и добычной скважин с наклонными участками в их забойной части. формирование в породах между скважинами в интервале их наклонных участков систем вертикальных трещин гидроразрыва, прокачку теплоносителя из нагнетательной скважины в добычную через систему трещин, систему трещин разделяют на группы, определяют гидравлическое сопротивление каждой группы, а теплоноситель прокачивают раздельными потоками через каждую выделенную группу трещин, при этом величину потока регулируют в соответствии с гидравлическим сопротивлением группы. Другим отличием является то, что группы трещин в системе выделяют путем перекрытия нагнетательной скважины между трещинами системы, а ввод теплоносителя в группы трещин осуществляют через колонну внутренних труб и затрубное пространство нагнетательной скважины, Однородное распределение теплоносителя в трещинах обусловлено уменьшением числа трещин, через которые регулируется поток теплоносителя, что обеспечивает близкую скорость движения термоконвективных фронтов и одновременную "отработку" трещин.

На чертеже представлена схема осуществления способа извлечения геотермаль5 ной энергии, Схема содержит нагнетательную 1 и добычную 2 скважины, систему трещин 3, колонну внутренних труб 4, элемент 5, пакерующий затрубное пространство, регу10 лировочные вентили 6.

Способ осуществляется следующим образом.

Пробуривают нагнетательную скважину

1, имеющую наклонный интервал. С по15 мощью гидравлического разрыва горных пород на наклонном интервале этой скважины формируют систему трещин 3. Пробуривают добычную скважину 2 так, чтобы ее наклонный интервал пересекал трещины гидрораэ20 рыва. УстанавЛивают в нагнетательной скважине 1 колонну внутренних труб 4. На наклонном участке колонны внутренних труб между трещинами гидрораэсыва устанавливают пакерующий затрубное про25 странство элемент 5.для исключения гидравлической связи в нагнетательной скважине между образовавшимися таким образом группами трещин i u II. Теплоноситель нагнетается через колонну внутренних

30 труб в группу трещин I. а через затрубное пространство нагнетательной скважины — в группу ll, При этом распределение количества теплоносителя по группам I u II осуществляется с помощью регулировочных

35 вентилей 6 за счет изменения гидравлического сопротивления межтрубного пространства (для II) и колонны внутренних труб (для I) нагнетательной скважины.

Нагретый в трещинах до температуры горных пород теплоноситель из групп тре40 щин через добычную скважину выводится на поверхность Земли.

Использование данного способа извлечения геотермальной энергии в области геотермальной энергетики позволит

45 уменьшить затраты на строительство петрогеотермальной циркуляционной системы и увеличить срок ее эксплуатации.

Формула изобретения

1, Способ извлечения геотермальной энергии, включающий бурение нагнетательной и добычной скважин с наклонными участками в их забойной части, формирование в породах между скважинами в интервале их наклонных участков систем вертикальных трещин гидроразрыва, прокачку теплоносителя из нагнетательной скважины в добычную через систему трещин, о т л и ч а1710711

Ъ

Составитель H.Ðóäåíêî

Техред М.Моргентал.

Корректор Н.Ревская

Редактор Н.Химчук

Заказ 318 . Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-36, Раувская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

1 ю шийся тем, что. с целью повышения эффективности извлечения геотермальной энергии путем обеспечения однородного распределения теплоносителя в трещинах, систему трещин разделяют на группы, 5 определяют гидравлическое сопротивление каждой группы, а теплоноситель про-. качивают раздельными потоками через. каждую выделенную группу трещин, при этом величину потока регулируют в соот- 10 ветствии с гидравлическим сопротивлением группы, 2. Способ по и 1, отличающийся тем, что группы трещин в системе выделяют путем перекрытия нагнетательной скважины между трещинами системы, а ввод теплоносителя в группы трещин осуществляют через колонну внутренних труб и эатрубное пространство нагнетательной скважины.