Способ извлечения геотермальной энергии

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН 51 4 Е 21 В 43/26 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЬПИЯМПРИ ГКНТ СССР(71) Институт геологии и геохимии горючих ископаемых АН УССР (72) Э.Б.Чекалюк(56) Бч 1 гЬ М.Б. Ргоягезз оГ гЬе П,Б. Ьог йгу РосЬ Ргоягаш Ьов А 1 ашоз Наг.1 опа 1 1 аЬогагогу, ТЬе Пп 8 чегыгу оГ Са 11 Гогпда П.Б.А Мау, 1982, Р, 303-319, Г 3.8, , - 16.Мангушев К.И. Проблемы развития геоэнергетики мира, М.: Наука, 1981, с, 182.(54) СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ ГЕОТЕРМАЛЬНОЧ 1 ЭНЕРГИИ(57) Изобретение относится к способам извлечения глубинного тепла земли и м.б, использовано в энергетике и теплоснабжении, Цель - повышение эффективности извлечения геотермальной энергии путем обеспечения периодичесИзобретение относится к способам извлечения и использования глубинного тепла земли, , частности тепла гиубокозалегающи горных 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 си.т смы 801454955 А 1 кого фонтанирования геотермальной скважины горячей водой эа 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 колоннои обсадных труб, Затем перфораторами вырезают кольцо высотой 1/4 диаметра труб, Попутно прорезают и цементное кольцо через этот прорез и осуществляют горизонтальный. кольцевой надрез непроницаемых пород, Поднимают давление в стволе скважины до давления гидроразрыва, Затем в С ср 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 открыванием устья С. 1 з,п. ф-лы. кания и размыкания трещин гидроразрыва.Способ осуществляют следующим образом.Выбирают геологически блггонриятную зону, бурят одну скважину до вскрытия непроницаемого массива прогретых горных пород, закрепляют ствол скважины герметичной колонной обсадных труб. Далее в окрестности заСоя пескоструйными перфораторамивырезают в обсадных трубах кольцовысотой 1/4 диаметра труб, попутнопрорезают и цементное кольцо черезэтот прорез и осуществляют горизон"тальный кольцевой надрез непроницаемых пород в радиусе до 0,6-0,8 м иподнимают давление в стволе скважины до давления гидроразрыва, фиксируют начальный скачок давления в момент,гидроразрыва и приступают к развитиютрещины путем нагнетания в нее (внепроницаемой породе - воды) жидкости с максимальным расходом, которыйвозможно реализовать имеющимися наскважине техническими устройствами.После нагнетания воды в пласт останавливают процесс закачки, фиксируют забойное давление, равное вданном случае геостатическому, и открывают скважину для определения ееводоотдачи в процессе смыкания трещин гидроразрыва. Если горный массив непроницаемый, то забойное давление изливающей трещины сохрнаяетсяна геостатическом уровне, а полнотаводоотдачи отвечает закачке. Этозначит, что трещина гидроразрыва образовалась в непроницаемом массивепород. По дефициту водоотдачи можносудить о проницаемости пород настенках трещины. Отсутствие дефицитаводоотдачи свидетельствует о непроницаемости стенок трещины. Тогдаможно продолжить производство гидроразрыва, закачивая в скважину проектный рабочий объем жидкости для соответствующего раскрытия и распространения трещины. В конце закачки фиксируют забойное давление. Если послеостановки скважины забойное давлениеу выхода трещины в скважину Сохраняется на геостатическом уровне, тосчитают, что гидроразрыв завершенудачно, 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 г рных пород станет передаваться прямо на породы, залегающие нижетрещины.Полный периодический цикл эксплуатации трещины гидроразрыва состоитиз трех стадий: нагнетание в трещину холодной воды под давлением вышегеостатического до наполнения объемамаксимально раскрытой трещины; оста новка скважины для нагревания воды,закаченной в трещину горячими породами на период, равный периоду нагнетания; отбор горячей воды из скважины при забойном давлении в скважине, 15 близком к геостатическому.Затем рабочий цикл геотермальнойскважины повторяют в той же последовательности.В случае наличия двух скважин,соединенных трещиной гидроразрыва,периодический цикл эксплуатации крупной трещины гидроразрыва можно заменить непрерывной эксплуатацией постоянно действующей циркуляционной 25 системы при условии поддержани,1 раскрытости циркуляционной трещины геостатическим давлением циркулирующейжидкости.З 0 Ф о р м у л а изобретенияСпособ извлечения геотермальнойэнергии, включающий сооружение герметически обсаженной колонной трубскважины до глубины залегания горячего горного массива, создание в немгоризонтальной трещины гидроразрыва,наполнение ее холодной водой, отбориз трещины через скважину горячей 40 воды, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что, с целью повышения эффективностиизвлечения геотермальной энергии путем периодического фонтанированиягеотермальной скважины горячей водой45за счет смыкания и размыкания трещиныгидроразрыва, в скважину дополнительно периодически нагнетают воду подгеостат.ческим давлением до полногораскрытия трещины, оставляют водув трещине на период, равный периоду50нагнетания, а затем осуществляют отбор горячей воды открыванием устьяскважины.2. Способ по п, 1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что на уровне трещиныгидроразрыва в обсадной колонне вырезают и удаляют кольцо высотой неменее четверти диаметра обсадной колонны,