一种干热岩勘查开发方法与流程

本发明涉及干热岩资源开采，尤其涉及一种干热岩勘查开发方法。

背景技术：

1、随着全球能源资源安全和各国碳达峰碳中和战略的凸显，深部干热岩资源已成为世界各国重点研究的战略清洁能源。干热岩是指埋藏于3-10千米深度地下内部不含水或蒸汽的高温岩体，以花岗岩等火成岩为主，温度高于180℃，具有高温、坚硬和致密的特点，干热岩内所能蕴含的热能是开发利用的对象，一般用于发电、供暖等。干热岩潜力巨大、分布广、绿色可持续，据估计地壳深部干热岩所蕴含的能量相当于全球化石能源总能量的30倍。

2、近年来，国内外在干热岩资源勘查开发关键技术攻关方面投入越来越大，但由于干热岩资源在温度、岩性、致密程度等与传统地热具有显著的不同，开发难度、工程成本、地质风险等因素严重制约了干热岩勘查开发产业化进程，主要的问题为如何实现井间的高效连通与换热，从而支撑实现干热岩热量规模化的利用。

3、

技术实现思路

1、本申请的目的之一是提供一种干热岩勘查开发方法，以解决现有技术中干热岩开发井组连通难度大、采收率低等工程技术问题。

2、根据本发明一方面的一个实施例，提供了一种干热岩勘查开发方法，所述方法包括：

3、步骤1：对开发场地进行地质勘查，获取开发场地地质条件参数，所述地质条件参数包括：场内断裂构造，地应力分布及天然裂隙；

4、步骤2：根据所述地质条件参数，选择勘探井井位，制定所述勘探井的地质设计，并进行勘探井钻探、测井、岩心物理力学参数测试，获得参数测试结果；

5、步骤3：基于所述地质条件参数以及所述参数测试结果，获取更新后的地质条件参数，所述更新后的地质条件参数包括：场内断裂构造，地应力分布，干热岩体内天然裂隙；

6、步骤4：基于所述更新后的地质条件参数，进行注采井型设计，其中，所述注采井包括：注入井和采出井；其中，所述注采井型设计遵循的原则包括：井身轨道以60-90度大角度穿过天然裂隙；遵循地应力机制和主应力方向；以及井眼与场地内断裂构造保持不小于1000米的安全距离

7、步骤5：按照设计的注采井型实施注采井钻井施工，施工完成后，实施分段射孔和分段压裂造储，使注采井井筒之间形成拉链式沟通裂缝；

8、步骤6：利用所述注采井和所述沟通裂缝实现热量提取，包括：从注入井注入采热工质，经井筒和沟通裂缝换热后，从采出井采出被干热岩加热的采热工质，经地面综合利用后，回注至注入井，形成注采循环和热量提取。

9、其中，所述对开发场地进行地质勘查，获取开发场地地质条件参数的步骤包括：

10、采用电法、磁法、二维地震、三维地震联合手段，获取开发场地地质条件参数。

11、其中，所述根据所述地质条件参数，选择勘探井井位包括：

12、勘探井井位选择在场地地质勘查结果中天然裂隙最为发育的位置。

13、其中，所述勘探井采用地质岩心钻探方法实施，干热岩层位连续取心钻进。

14、其中，所述参数测试结果包括：精细地层层序、岩性、裂隙特征和地应力参数，其中，所述裂隙特征包括：数量、倾向、倾角、张开性、充填物成分。

15、其中，所述注采井井型采用分支井方式设计。

16、其中，所述多分支井各井眼在目标层内井间距离控制在150-1000米范围内。

17、其中，所述采热工质包括：温度低于预设温度的水、液态二氧化碳、或液氮。

18、其中，所述注采井采用近平衡、欠平衡成井工艺施工，保护干热岩天然裂隙储层，防止裂隙堵塞。

19、本发明的有益效果：

20、本发明实施例提出一种干热岩勘查开发方法，本发明所述方法在构造条件、地应力特征、天然裂隙分布等地质条件详细勘查的前提下，有效结合地质岩心钻探、注采井型设计、定向钻进、分段压裂等方法，实现钻井以最优方式穿越最多的天然裂隙，保证注采井之间的沟通裂缝数量。

21、本发明所述方法可以提高钻井连通成功率、提高井间连通性、提高换热效率，具有可复制、可推广性。

22、本发明所述方法适用于不同地质条件避免了对特定地质条件的要求，降低了勘查开发成本。

23、本领域普通技术人员将了解，虽然下面的详细说明将参考图示实施例、附图进行，但本申请并不仅限于这些实施例。而是，本申请的范围是广泛的，且意在仅通过后附的权利要求限定本申请的范围。

技术特征：

1.一种干热岩勘查开发方法，其特征在于，所述方法包括：

2.根据权利要求1所述干热岩勘查开发方法，其特征在于，所述对开发场地进行地质勘查，获取开发场地地质条件参数的步骤包括：

3.根据权利要求1所述干热岩勘查开发方法，其特征在于，所述根据所述地质条件参数，选择勘探井井位包括：

4.根据权利要求1所述干热岩勘查开发方法，其特征在于，所述勘探井采用地质岩心钻探方法实施，干热岩层位连续取心钻进。

5.根据权利要求4所述干热岩勘查开发方法，其特征在于，所述参数测试结果包括：精细地层层序、岩性、裂隙特征和地应力参数，其中，所述裂隙特征包括：数量、倾向、倾角、张开性、充填物成分。

6.根据权利要求1所述干热岩勘查开发方法，其特征在于，所述注采井井型采用分支井方式设计。

7.根据权利要求6所述干热岩勘查开发方法，其特征在于，所述多分支井各井眼在目标层内井间距离控制在150-1000米范围内。

8.根据权利要求1所述干热岩勘查开发方法，其特征在于，所述采热工质包括：温度低于预设温度的水、液态二氧化碳、或液氮。

9.根据权利要求1所述干热岩勘查开发方法，其特征在于，所述注采井采用近平衡、欠平衡成井工艺施工，保护干热岩天然裂隙储层，防止裂隙堵塞。

技术总结
本发明提供了一种干热岩勘查开发方法，所述方法包括：对开发场地进行地质勘查，获取开发场地地质条件参数，根据所述地质条件参数，选择勘探井井位，并进行勘探井钻探、测井、岩心物理力学参数测试，获得参数测试结果；基于所述地质条件参数以及所述参数测试结果，获取更新后的地质条件参数，基于所述更新后的地质条件参数，进行注采井型设计，按照设计的所述注采井型实施注采井钻井施工，施工完成后，实施分段射孔和分段压裂造储，使注采井井筒之间形成拉链式沟通裂缝；利用所述注采井和所述沟通裂缝实现热量提取。本发明可以提高钻井连通成功率、提高井间连通性、提高换热效率，具有可复制、可推广性。

技术研发人员：文冬光,吴海东,张林友,付雷,冯庆达,金显鹏,刘东林,李胜涛,贾小丰
受保护的技术使用者：中国地质调查局水文地质环境地质调查中心
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15