Разработка относится к способам извлечения петротермального тепла глубинных пород для использования в системах снабжения тепловой энергией.
Методы гидроразрыва пластов и наклонного бурения скважин хорошо освоены нефтегазовой промышленностью и применяются для интенсификации притоков флюидов, однако применение гидроразрыва возможно для создания петротермальных циркуляционных систем (ПЦС). Трещины, образовавшиеся в результате гидроразрыва, поддерживаются в раскрытом состоянии гидростатическим давлением жидкости. При этом потери теплоносителя в окружающий массив составят около 1% его общего объема теплоносителя.
Способ извлечения петротермального тепла из скважины с температурным градиентом по обсадной трубе при помощи теплоносителя, циркулирующего в контуре и используемого для нужд теплоснабжения. Охлажденный потребителем теплоноситель подается в трубу, концентрично опущенную в обсадную трубу, а нагретый – поднимается по обсадной трубе и передает тепло потребителю. Теплоноситель, нагретый от разогретой породы в подземном теплообменнике, образованном методом многоступенчатого гидравлического разрыва пласта, по каналам-трещинам поступает в буферные полости, созданные путем разбуривания участков наклонно-направленных скважин, и далее, по наклонно-направленным обсадным трубам, подается в обсадную трубу.
Задачей оптимизации с целью снижения капитальных затрат является определение требуемой глубины скважины и площади поверхности раскрытия трещин при многоступенчатом гидравлическом разрыве пласта для обеспечения заданной тепловой мощности.
При одинаковых значениях коэффициента теплопередачи (k) при снижении глубины бурения на 25–50% капитальные затраты снижаются в 2-4 раза.
Техническим результатом является повышение надежности теплогенерирующей установки по теплоснабжению, снижение общей стоимости технологического оборудования и снижение стоимости вырабатываемой тепловой энергии, снижение глубины бурения без потери тепловой мощности, увеличение теплоотдачи петротермальной скважины, ускорение запуска установки в эксплуатацию при использовании отработанных нефтяных и газовых скважин.
Указанный технический результат достигается за счет исключения из схемы устройства теплового насоса (сложного технологического оборудования), а также установки перфорированной трубы-вставки для предотвращения вымывания призабойной зоны.