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KR101190386B1 - System and method of creating EGS Group - Google Patents

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KR101190386B1
KR101190386B1 KR1020100046735A KR20100046735A KR101190386B1 KR 101190386 B1 KR101190386 B1 KR 101190386B1 KR 1020100046735 A KR1020100046735 A KR 1020100046735A KR 20100046735 A KR20100046735 A KR 20100046735A KR 101190386 B1 KR101190386 B1 KR 101190386B1
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Abstract

본 발명은 이지에스 그룹 조성시스템 및 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 특정 이지에스(EGS: Enhanced Geothermal Systems)들의 외곽경계의 일부가 서로 접하여, 이지에스(EGS)들이 일부 주입정들을 공유(共有)하도록, 해당 지열생산단지의 지하 및 지상의 제반조건들에 따라 결정되는 최적의 수의 이지에스(EGS)들을, 해당 심부암층에서의 파쇄대 생성방향 및 형태에 의거하여 소기의 파쇄대가 생성될 수 있는 방향으로, 연이어 붙여, '이지에스 그룹(EGS Group: Enhanced Geothermal Systems Group)'을 조성하는 시스템 및 방법에 관한 것이다.FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to a system and a method for forming a group of GS, and more particularly, a part of the outer boundary of certain Enhanced Geothermal Systems (EGS) contact each other, so that the EGS share some injection wells. The optimal number of EGSs determined according to the ground and ground conditions of the geothermal production complex, in the direction in which the desired crushing zones can be generated, based on the direction and shape of the crushing zone in the core rock layer. , In succession, relates to a system and method for forming an Enhanced Geothermal Systems Group (EGS Group).

본 발명은, 필요로 하는 생산정 당 주입정들의 수를, 제각각 단일 이지에스(EGS)로 조성하는 경우에 비해, 현저히 줄일 수 있게 만들어, 그만큼 시추비 부담을 줄일 수 있게 만드는 효과를 제공하며, 또한 상기한 효과를 통해서, 우리 국토에서 그만큼 더 많은 우수한 성능의 이지에스(EGS)들을 조성해서 지열발전을 펼쳐, 순수국산에너지만으로 전력을 생산하게 만듦으로써, 우리나라의 에너지자급률을 높이고, 그만큼 에너지 수입과 온실가스 배출을 줄이게 만드는 효과를 제공한다.The present invention makes it possible to significantly reduce the number of injection wells required per production well, compared to the case of single EGS, respectively, and to provide the effect of reducing the drilling cost burden. Through the above-mentioned effects, by creating more high-performance EGS in Korea, by expanding geothermal power generation, it is possible to produce electricity with pure domestic energy, thereby increasing the energy self-sufficiency rate of Korea and the energy import and greenhouse. Provides the effect of reducing gas emissions.

수압파쇄, 시추비, 심부시추, 생산정, 이지에스, 이지에스 그룹, 주입정, 지열발전, 지열수, 직통파쇄대, 파쇄대 Hydraulic fracturing, drilling costs, deep drilling, production wells, AGS, ASG Group, injection wells, geothermal power generation, geothermal water, direct shredding, shredding

Description

이지에스 그룹 조성시스템 및 방법 {System and method of creating EGS Group}System and method of creating EGS Group

본 발명은 이지에스 그룹 조성시스템 및 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 특정 이지에스(EGS: Enhanced Geothermal Systems)들의 외곽경계의 일부가 서로 접하여, 이지에스(EGS)들이 일부 주입정들을 공유(共有)하도록, 해당 지열생산단지의 지하 및 지상의 제반조건들에 따라 결정되는 최적의 수의 이지에스(EGS)들을, 해당 심부암층에서의 파쇄대 생성방향 및 형태에 의거하여 소기의 파쇄대가 생성될 수 있는 방향으로, 연이어 붙여, '이지에스 그룹(EGS Group: Enhanced Geothermal Systems Group)'을 조성함으로써, 필요로 하는 생산정 당 주입정들의 수를, 제각각 단일 이지에스(EGS)로 조성하는 경우에 비해, 현저히 줄일 수 있게 만들어, 그만큼 시추비 부담을 줄일 수 있게 만드는 조성시스템 및 방법에 관한 것이다.FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to a system and a method for forming a group of GS, and more particularly, a part of the outer boundary of certain Enhanced Geothermal Systems (EGS) contact each other, so that the EGS share some injection wells. The optimal number of EGSs determined according to the ground and ground conditions of the geothermal production complex, in the direction in which the desired crushing zones can be generated, based on the direction and shape of the crushing zone in the core rock layer. By forming the 'EGS Group (EGS Group)' in succession, the number of injection wells required per production well can be significantly reduced compared to the case of single EEG. The present invention relates to a composition system and a method for reducing the drilling cost burden.

이지에스(EGS)를 조성해서 생산하는 지열수(Geothermal Fluid)를 열원으로 이용하는 바이너리 지열발전(Binary Geothermal Power Generation)은, 문헌 1의 설명과 같이, 유?가스 가격상승과 공급불안에 더해 온실가스 감축압력이 가중됨으로 써 점점 더 어려워지고 있는 에너지상황에 대한 유망한 해결책으로 떠오르고 있다.Binary Geothermal Power Generation, which uses Geothermal Fluid to produce and produce EGS as a heat source, reduces greenhouse gas emissions in addition to rising oil prices and instability, as explained in Document 1. As pressure increases, it is emerging as a promising solution to the increasingly difficult energy situation.

대한민국의 영토 안에도 지열에너지는 어느 지점에나 지하에 부존돼 있고, 그 규모도 거의 무한에 가깝다. 다만, 전 세계에서 펼쳐진 지열발전사업들에 비해 같은 온도의 지열에너지가 부존돼 있는 심도가 보다 깊을 뿐이다.Geothermal energy exists underground at any point in Korea's territory, and its size is almost infinite. However, the depth of geothermal energy at the same temperature is deeper than that of geothermal power generation projects around the world.

우리 국토에서도 많은 지역에서 지하 3km 내지 4km 암층부터는 이지에스(EGS)를 조성하면 바이너리 지열발전을 이룰 수 있는 온도의 지열에너지를 생산해낼 수 있다. 따라서 저비용?고효율의 심부시추기술 등 핵심기술들을 확보?발전시켜 나가면, 상승하는 에너지가격과 병행하여, 점점 더 깊게 시추하며 지열에너지를 생산해서 지열발전을 펼쳐나갈 수 있다.In many areas of Korea, it is possible to produce geothermal energy at a temperature that can achieve binary geothermal power generation if EGS is formed from 3km to 4km underground. Therefore, by securing and developing core technologies such as low-cost and high-efficiency deep drilling technology, it is possible to carry out geothermal power by drilling deeper and producing geothermal energy in parallel with rising energy prices.

우리 국토에 부존된 심부지열에너지는 종래의 지열발전방법으로는 개발할 가치가 없는 것으로 인식되어 전혀 개발되지 못한 채 방치돼 왔으나, 최근에 와서, 문헌 1 내지 6에서 실익 있는 지열에너지 생산 및 바이너리 지열발전을 이룰 수 있게 만드는 수단과 방법들이 개시된 바 있다.Deep geothermal energy existing in our country has been left undeveloped because it was recognized as not worth developing with conventional geothermal power generation methods. Recently, however, beneficial geothermal energy production and binary geothermal power generation are disclosed in Documents 1 to 6. Means and methods have been disclosed to achieve this.

우리나라는 에너지자급률이 3%대로 낮아 소요에너지의 97%를 수입에 의존해야 하는 매우 취약한 구조인데, 유?가스 가격은 오르고 있고, 설상가상으로 '기후 변화에 관한 UN협약'에 따라 세계 10위권 온실가스 배출국인 관계로 온실가스 감축 의무 압력이 가중되고 있어 에너지상황은 점점 더 어려워지는 방향으로 옥죄이고 있는 실정이므로, 문헌 1 내지 6에 개시된 시스템 및 방법들에 더하여, 이지에스(EGS) 조성, 지열에너지 생산 및 지열발전의 효율과 경제성을 더욱 향상시킬 수 있는 수단과 방법의 창출이 요구되고 있다.Korea's energy self-sufficiency rate is as low as 3%, and it is a very fragile structure that requires 97% of the energy required to be imported, and oil and gas prices are rising, making matters worse, according to the UN Convention on Climate Change. Due to the increasing pressure on greenhouse gas reduction due to the emission country, the energy situation is being condemned in an increasingly difficult direction. In addition to the systems and methods disclosed in Documents 1 to 6, EGS composition and geothermal energy production And the creation of means and methods to further improve the efficiency and economics of geothermal power generation.

종래기술의 문헌정보Literature Information of the Prior Art

[문헌 1] KR 특허출원번호: 10-2008-0044966, "심해수를 이용한 바이너리 지열발전방법(Method of binary geothermal power generation using deep seawater)", 출원일자: 2008.05.15.[Document 1] KR Patent Application No. 10-2008-0044966, "Method of binary geothermal power generation using deep seawater", filed: 2008.05.15.

[문헌 2] KR 특허출원번호: 10-2008-0105167, "하천구역을 활용한 바이너리 지열발전시스템 및 방법(System and method of binary geothermal power generation utilizing river zone)", 출원일자: 2008.10.27.[Document 2] KR Patent Application No. 10-2008-0105167, "System and method of binary geothermal power generation utilizing river zone", filed date: October 27, 2008.

[문헌 3] KR 특허출원번호: 10-2008-0131009, "경부하전력을 이용한 지열에너지 생산시스템 및 방법(System and method of producing geothermal energy utilizing off-peak power)", 출원일자: 2008.12.22.[Patent 3] KR Patent Application No. 10-2008-0131009, "System and method of producing geothermal energy utilizing off-peak power", application date: December 22, 2008.

[문헌 4] KR 특허출원번호: 10-2009-0003582, "경부하전력을 이용한 이지에스 조성시스템 및 방법(System and method of creating EGS utilizing off-peak power) ", 출원일자: 2009.01.16.[Patent 4] KR Patent Application No. 10-2009-0003582, "System and method of creating EGS utilizing off-peak power", filed: 2009.01.16.

[문헌 5] KR 특허출원번호: 10-2009-0078070, "타워크레인 마스트를 이용한 시추탑 축조시스템 및 방법(System and method of constructing drilling derrick utilizing tower crane mast)", 출원일자: 2009.08.24[Patent 5] KR Patent Application No. 10-2009-0078070, "System and method of constructing drilling derrick utilizing tower crane mast", filed: 2009.08.24

[문헌 6] KR 특허출원번호: 10-2010-0046729, "구간별 주입정을 축조하는 이지에스 조성시스템 및 방법(System and method of creating EGS having zonal injection wells)", 출원일자: 2010.05.19[Patent 6] KR Patent Application No. 10-2010-0046729, "System and method of creating EGS having zonal injection wells", filed: 2010.05.19

[문헌 7] US Patent Application 20100000736, "Enhanced Geothermal Systems and Reservoir Optimization", Bour et al. January 7, 2010Document 7 US Patent Application 20100000736, "Enhanced Geothermal Systems and Reservoir Optimization", Bour et al. January 7, 2010

이지에스(EGS)를 조성하기 위해 시추한 생산정(Production Well) 또는 주입정(Injection Well)에는 지열수 등을 생산해내거나 주입할 지하심부의 암층을 제외한 나머지 시추공(Drilled Hole) 전체에 케이싱(Casing)을 삽입하고 시멘팅(Cementing)하게 된다. 상기 케이싱을 삽입한 구간을 케이스드홀(Cased Hole) 구간이라 칭하고, 상기 케이싱을 삽입하지 아니한 구간을 오픈홀(Open Hole) 구간이라 칭한다. 상기 오픈홀 구간에는 일반적으로 슬롯티드 라이너(Slotted Liner)를 삽입한다.Production wells or injection wells drilled to create EGS are casing throughout the entire drilled hole except for the rock layers in the subterranean core where geothermal water is produced or injected. Will be inserted and cemented. The section in which the casing is inserted is called a casing hole section, and the section in which the casing is not inserted is called an open hole section. A slotted liner is generally inserted into the open hole section.

상기 주입정 또는 생산정의 오픈홀 구간에서 수압파쇄를 하게 되는데, 수압파쇄 결과, 이지에스(EGS)가 최적의 형태로 조성되면, 오픈홀(Open Hole) 구간 전체에 걸쳐 다수의 미세한 파쇄대가 분산되어 생성되고, 다수의 미세한 파쇄대로 주입정과 생산정 간이 연결됨으로써, 주입정에 주입하는 주입수가 파쇄대를 천천히 통과하면서 심부암층의 지열을 충분히 흡수해 가열되면서 생산정에 도달하게 돼, 필요한 온도와 유량의 지열수를 생산정에서 연속해서 생산할 수 있게 된다.Hydraulic fracturing is performed in the open hole section of the injection well or production well, and as a result of the hydraulic fracturing, if EGS is formed in an optimal form, a plurality of fine shredding zones are dispersed and generated throughout the open hole section. When the injection well and the production well are connected with a plurality of fine crushing zones, the injection water injected into the injection well slowly passes through the crushing zone to sufficiently absorb the geothermal heat of the deep rock layer and reach the production well while heating the geothermal well at the required temperature and flow rate. Water can be produced continuously in production wells.

그런데 난제는, 비교적 긴 오픈홀(Open Hole) 구간에서 수압파쇄(Hydraulic Fracturing)를 할 때, 해당 심부암층의 응력분포특성으로 인하여 상당한 경우 오픈홀 구간 전체에 걸쳐 미세한 파쇄대가 분산되어 생성되지 못하고, 일부 구간에만 집중적으로 파쇄대가 생성될 수 있다. 최악의 시나리오는 주입정의 오픈홀 구간의 상단 매우 작은 구간에만 파쇄대가 집중적으로 생성되어 확장되면서 생산정과 연결되어 직통파쇄대(Short-circuit or Channel)를 형성하는 경우다.However, the difficulty is that, when performing hydraulic fracturing in a relatively long open hole section, due to the stress distribution characteristics of the deep rock layer, in some cases, fine fracture zones are not dispersed throughout the open hole section. The crushing zone may be generated only in some sections. The worst case scenario is the case where the crushing band is concentrated and generated only in the very small section of the top of the open hole section of the injection well and is connected with the production well to form a short-circuit or channel.

상기와 같이 직통파쇄대가 형성되면, 주입수의 대부분이 직통파쇄대를 통해 너무 빨리 생산정에 도달하게 됨으로써 심부암층의 지열을 제대로 흡수하지 못하게 돼 생산되는 지열수의 온도가 떨어지게 될 뿐만 아니라, 파쇄대가 생성되지 못한 부분의 암층에 부존돼 있는 지열에너지는 물론이고 미세한 파쇄대가 적절히 생성된 부분의 암층에 부존돼 있는 지열에너지까지도 생산할 수 없게 된다. 직통파쇄대가 너무 확장되면, 결국 이지에스(EGS)는 쓸모없게 된다.When the direct crushing zone is formed as described above, most of the injected water reaches the production well too quickly through the direct crushing zone, so that the geothermal water of the deep rock layer is not absorbed properly and the temperature of the produced geothermal water is lowered. Not only geothermal energy existing in the rock layer of the unproduced portion, but also geothermal energy existing in the rock layer of the portion where the fine crushing zone is properly generated cannot be produced. If the direct failure zone is too extended, EGS will eventually become useless.

문헌 1의 문헌 1(MIT 보고서)의 '4.11 Remaining Needs'에도 언급된 바와 같이, 이지에스(EGS)를 성공적으로 조성하고 운용하기 위해서는 상기 직통파쇄대의 형성을 막고 극복할 수 있는 수단과 방법의 창출이 시급한 실정이다.As noted in '4.11 Remaining Needs' of Document 1 of Document 1 (MIT Report), the creation of means and methods to prevent and overcome the formation of the direct breaking zone is necessary for the successful creation and operation of EGS. It is urgent.

이지에스(EGS)관련 산업계는 상기 직통파쇄대와 관련된 난제를 해결하고자 많은 노력을 기울여 왔다. 한 예로서 문헌 7에 개시된 기술을 들 수 있다.The industry related to EGS (EGS) has made a lot of efforts to solve the problems associated with the direct shredding zone. One example is the technique disclosed in Document 7.

문헌 7에 개시된 기술은, 오픈홀(Open Hole) 구간에서 수압파쇄를 실시한 결과, 일부 구간에만 파쇄대가 생성되는 경우, 생성된 파쇄대를 임시밀폐제(Temporary Sealant)로 밀폐시킨 후, 2차 수압파쇄를 실시하여 다른 구간에 추가로 파쇄대를 생성시키고, 2차 수압파쇄 결과, 아직도 파쇄대가 생성되지 못한 구간이 상당할 경우, 2차 수압파쇄로 생성된 파쇄대 역시 임시밀폐제로 밀폐시킨 후, 3차 수압파쇄를 실시하여 다른 구간에도 추가로 파쇄대를 생성시키는 방법 등을 이용하여 오픈홀 구간 전체에 걸쳐 다수의 파쇄대를 분산?생성시키는 것이다.According to the technique disclosed in Document 7, when the crushing stand is generated only in some sections as a result of the hydraulic crushing in the open hole section, the second crushing stand is closed after sealing the generated crushing stand with a temporary sealant. In addition, if additional sections are generated in another section, and the second hydraulic fracturing resulted in a considerable number of sections in which the fracturing zone is still not generated, the third-generation hydraulic fracturing may be performed after the second fracturing fracturing unit is sealed with a temporary sealing agent. It is to distribute and generate a plurality of crushing zones over the entire open hole section using a method such as to generate additional crushing zone in another section.

하지만, 상당한 비용을 들여 상기와 같이 특수공법을 동원하여 여러 차례의 수압파쇄를 실시해서 오픈홀 구간 전체에 걸쳐 다수의 파쇄대를 분산시켜 생성시키더라도, 직통파쇄대의 형성을 얼마나 오래 막아낼 수 있을지에 대해서는 낙관하기 어렵다. 왜냐하면, 수압파쇄 결과, 오픈홀 구간 중 일부 구간에만 파쇄대가 생성되는 이유는, 그 부분 암층의 파쇄대 개시압력(Fracture Initiation Pressure)이 다른 부분에 비해 낮기 때문이다. 따라서 주입(Injection)이 계속되면, 점진적으로 파쇄대 개시압력이 낮은 부분의 암층에 생성된 파쇄대의 확장속도가 다른 부분들 보다 빨라지게 되어, 결국 직통파쇄대로 확장될 수 있다.However, even if a large amount of hydraulic fracturing is carried out using a special method as described above at a considerable cost to distribute a large number of shredding bands throughout the open hole section, how long can it prevent the formation of a direct fracturing band? It is hard to be optimistic about it. This is because, as a result of the hydraulic fracturing, the fracture zone is generated only in some sections of the open hole section because the fracture initiation pressure of the partial rock layer is lower than that of the other sections. Therefore, if the injection is continued, the expansion rate of the crushing zone generated in the rock layer of the portion having the low crushing zone starting pressure gradually becomes faster than the other portions, and thus can be expanded into the direct crushing zone.

확장속도가 빠른 파쇄대 부분이 있더라도, 그 부분에 다른 부분보다 낮은 주입압력(Injection Pressure)으로 주입할 수만 있다면 직통파쇄대로 확장되는 것을 막을 수 있겠는데, 비교적 긴 주입구간을 오픈홀로 완결하는 통상의 주입정의 구조에서는 특정 구간에 대해 비용효과적으로 주입압력을 조절하기란 매우 어렵다.Even if there is a crushing part with a fast expansion speed, if it can be injected at a lower injection pressure than the other part, it can be prevented from extending into the direct crushing part. In a positive structure, it is very difficult to control the injection pressure cost effectively for a particular section.

특정 구간에 대하여 주입압력을 조절할 수 있는 이지에스(EGS)를 조성하는 기술로는 문헌 6에 개시된 기술을 들 수 있다. 상기 기술을 이용하여, 생산정의 오픈홀 전체구간에 대응되는 주입구간을 해당 심부암층에서의 파쇄대 생성방향 및 형태와 지열생산특성에 기초하여 최적의 수의 구간들로 나누고, 각개 구간만을 오픈홀로 완결한 구간별 주입정들을 축조하여 이지에스(EGS)를 조성함으로써, 파쇄대를 전체구간에 분산?생성시킬 수 있고, 구간별 주입정의 웰헤드(Wellhead)에서 해당 구간에 대해 주입압력을 조절해서 직통파쇄대의 형성을 막을 수 있게 돼, 해당 심부암층에서 생산해낼 수 있는 지열에너지의 량을 현저히 증대시킬 수 있게 된다.Techniques for forming an EGS (EGS) capable of adjusting the injection pressure for a particular section may be a technique disclosed in Document 6. Using the above technique, the injection section corresponding to the entire open hole section of the production well is divided into an optimal number of sections based on the direction and shape of the fracture zone in the core rock layer and the geothermal production characteristics, and each section is completed as an open hole. By constructing the injection wells in each section, EEG can be formed to distribute and generate the crushing zone in the whole section, and by adjusting the injection pressure in the wellhead of each section, Formation can be prevented, significantly increasing the amount of geothermal energy that can be produced in the deep rock layers.

하지만 상기와 같이 구간별 주입정들을 다수 시추하려면, 그만큼 많은 시추비(Drilling Cost)가 들게 돼, 시추비 부담이 커지게 된다.However, in order to drill a plurality of injection wells per section as described above, the drilling cost (Drilling Cost) is so much, the drilling cost burden is increased.

현존하는 시추기술들에 따르는 시추비는 아직도 매우 높은 수준이어서, 이지에스(EGS)를 조성해서 지열발전을 하는 프로젝트에 있어서, 시추비가 총 사업비 중 차지하는 비중은 시추심도가 깊을 경우 높게는 80% 이상에 이를 수 있다.Drilling costs in accordance with existing drilling techniques are still very high, so in the case of geothermal power generation projects with EGS, drilling costs account for more than 80% of the total project cost. This can be done.

이에, 우리 국토에서 우수한 성능의 이지에스(EGS)들을 다수 조성해서 지열발전을 펼쳐나가기 위해서는, 상기와 같이 파쇄대를 전체구간에 분산?생성시키고 직통파쇄대의 형성을 막기 위해 필요하게 되는 다수의 주입정들을 시추하는데 따라 커지는 시추비 부담을 해결할 수 있는 수단과 방법의 창출이 요구되고 있다.Therefore, in order to develop geothermal power generation by constructing a large number of EGSs with excellent performance in Korea, as described above, a large number of injection wells are needed to disperse and generate crushing zones throughout the entire zone and prevent the formation of direct crushing zones. Drilling is required to create means and methods to solve the increasing drilling cost burden.

본 발명은 이상의 필요성에 따라 창출된 것으로, 본 발명의 목적은 파쇄대를 전체구간에 분산?생성시키고 직통파쇄대(Short-circuit)의 형성을 막아 우수한 성능의 이지에스(EGS)를 조성 및 운용하기 위해 필요하게 되는 다수의 주입정들을 시추하는데 따라 커지는 시추비 부담을 줄이면서 이지에스(EGS)들을 조성할 수 있는 시스템 및 방법을 제공하는 것이다.The present invention was created according to the above needs, and an object of the present invention is to disperse and generate a crushing band in the whole section and to prevent the formation of a short-circuit to form and operate an EGS of excellent performance. It is to provide a system and method that can create EGS (EGS) while reducing the burden of drilling costs that are increased by drilling a plurality of injection wells.

상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명인은 장기간에 걸쳐 우리 국토에 다양한 형태로 부존돼 있는 지열에너지자원의 특성과 개발여건 및 기술 등에 대해 심도 깊은 조사?연구를 계속해오던 중, 수많은 육각형의 벌집들이 벽들을 공유하여 효율성을 극대화하면서 벌집군(群)을 이루는 것과 유사하게, 특정 이지에스(EGS)들의 외곽경계의 일부가 서로 접하여, 이지에스(EGS)들이 일부 주입정들을 공유(共有)하 도록, 최적의 수의 상기 이지에스(EGS)들을 소기의 파쇄대가 생성될 수 있는 방향으로 연이어 붙여, '이지에스 그룹(EGS Group)'을 조성함으로써, 필요로 하는 생산정 당 주입정들의 수를 현저히 줄일 수 있어, 그만큼 시추비 부담을 줄일 수 있게 돼, 상기한 목적을 달성할 수 있다는 결론과 함께 본 발명에 이르게 되었다.In order to achieve the above object, the present inventors have been conducting in-depth investigation and research on the characteristics, development conditions and technologies of geothermal energy resources existing in various forms in our land for a long time, Similar to forming honeycomb clusters by sharing walls to maximize efficiency, some parts of the edges of certain EGSs are in contact with each other, so that the EGSs share some injection wells. The number of EGSs in succession is pasted in a direction in which a desired crushing band can be generated, thereby forming an 'EGS Group', thereby significantly reducing the number of injection wells required per production well. As a result, the burden of drilling costs can be reduced, and the present invention has been reached with the conclusion that the above-described object can be achieved.

그에 따라, 상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 있어서, 각개의 이지에스(EGS)는 1개의 생산정(Production Well)과 1개 이상의 주입정(Injection Well)들로 구성되고, 상기 생산정은 해당 심부암층에서 지열수(Geothermal Fluid)를 생산해낼 구간 전체를 오픈홀(Open Hole) 구간으로 완결(Completion)하며, 상기 주입정들은 상기 생산정의 오픈홀 구간에 대응되는 주입구간 전부를 오픈홀 구간으로 완결하거나 또는 상기 주입구간의 일부만을 오픈홀 구간으로 완결하고, 수압파쇄를 실시하여 상기 주입정들의 오픈홀 구간들과 상기 생산정의 오픈홀 구간 간을 파쇄대로 연결시켜, 상기 주입정들에 주입하는 주입수가 파쇄대를 통과하면서 심부암층의 지열을 흡수해 가열되면서 상기 생산정으로 흘러나오도록 조성하는 것을 특징으로 한다.Accordingly, in the present invention for achieving the above object, each EGS is composed of one production well and one or more injection wells, the production wells Completion of the entire section to produce geothermal fluid from the rock layer into an open hole section, and the injection wells complete all of the injection sections corresponding to the open hole section of the production well into an open hole section. Alternatively, only a portion of the injection section is completed as an open hole section, and hydraulic injection is performed to connect the injection hole between the open hole sections of the injection wells and the open hole section of the production well, and to inject the injection water into the injection wells. While passing through the crushing zone to absorb geothermal heat of the deep rock layer is characterized in that the composition to flow out to the production wells.

또한, 상기 주입정들의 오픈홀 구간들은, 상기 생산정의 오픈홀 구간의 위치로부터 수평으로 200m 이상 떨어지고, 또 다른 모든 주입정들의 오픈홀 구간의 위치들로부터 수평으로 50m 이상 떨어진 최적의 위치들에 분산?배치하며, 상기 주입정들의 수가 2개 이상일 경우 가능한 한 주입정들의 오픈홀 구간들이 상기 생산정의 오픈홀 구간을 가운데에 두고 포위하는 형태로 배치하는 것을 특징으로 한다.In addition, the open hole sections of the injection wells are distributed at an optimal position spaced at least 200m horizontally from the position of the open hole section of the production wells, 50m or more horizontally from the positions of the open hole section of all other injection wells When the number of injection wells is two or more, the open-hole sections of the injection wells are arranged in such a way as to surround the production hole with the open-hole sections as the center.

본 발명의 조성시스템 및 방법은, 상기한 특징을 지닌 이지에스(EGS)들을, 즉 해당 지열생산단지의 지하 및 지상의 제반조건들에 따라 결정되는 최적의 수의 상기 이지에스(EGS)들을, 상기 이지에스(EGS)들의 외곽경계의 일부가 서로 접하여, 상기 이지에스(EGS)들이 일부 주입정들을 공유하도록, 해당 심부암층에서의 파쇄대 생성방향 및 형태에 의거하여 소기의 파쇄대가 생성될 수 있는 방향으로 연이어 붙여 순서대로 조성하여, '이지에스 그룹(EGS Group: Enhanced Geothermal Systems Group)'을 조성함으로써, 필요로 하는 생산정 당 주입정들의 수를, 제각각 단일 이지에스(EGS)로 조성하는 경우에 비해, 현저히 줄일 수 있게 만들어, 그만큼 시추비 부담을 줄일 수 있게 만드는 것을 특징으로 한다.The composition system and method of the present invention comprises the EGSs having the above characteristics, i.e., the optimal number of EGSs determined according to various conditions of the ground and the ground of the geothermal production complex. A part of the outer boundary of the (EGS) is in contact with each other, so that the EEGs share some injection wells in a direction in which a desired fracture zone can be generated based on the direction and the shape of the fracture zone in the core rock layer. In order to create an 'EGS Group (EGS Group)', the number of injection wells required per production well can be significantly reduced compared to a single EEG. To reduce the drilling cost burden.

본 발명의 조성시스템 및 방법은, 해당 지열생산단지의 지하 및 지상의 제반 조건들에 따라 결정되는 최적의 수의 특정 이지에스(EGS)들을, 이지에스(EGS)들의 외곽경계의 일부가 서로 접하여 일부 주입정들을 공유(共有)하도록, 소기의 파쇄대가 생성될 수 있는 방향으로 연이어 붙여, 이지에스 그룹(EGS Group)을 조성함으로써, 생산정 당 주입정들의 수를, 제각각 단일 이지에스(EGS)로 조성하는 경우에 비해, 현저히 줄일 수 있게 만들어, 파쇄대를 전체구간에 분산?생성시키고 직통파쇄대(Short-circuit)의 형성을 막아 우수한 성능의 이지에스(EGS)를 조성 및 운용하기 위해 필요하게 되는 다수의 주입정들을 시추하는데 따라 커지는 시추비 부담을 현저히 줄일 수 있게 만드는 효과를 제공한다.The composition system and method of the present invention injects an optimal number of specific EGSs determined in accordance with various underground and ground conditions of the geothermal production complex, and partially injects some of the boundary boundaries of the EGSs. When the number of injection wells per production well is formed into a single EGS, by forming an EGS Group, in which the desired crushing zones are formed in succession to share the wells, Compared to this, it is possible to significantly reduce the number of injection wells needed to disperse and generate the crushing zone over the entire section and to prevent the formation of short-circuit, thereby forming and operating a high performance EGS. It provides the effect of drastically reducing the burden of drilling costs, which increases with drilling.

그에 따라 본 발명은, 상기 효과를 통해서, 우리 국토에서 그만큼 더 많은 우수한 성능의 이지에스(EGS)들을 조성해서 지열발전을 펼칠 수 있게 만들어, 순수국산에너지만으로 생산해내는 전력의 량을 증대시켜, 우리나라의 에너지자급률을 높이고, 그만큼 에너지 수입과 온실가스 배출을 줄이게 만드는 효과를 제공한다.Accordingly, the present invention, through the above effect, to make geothermal power generation by developing more excellent EGS (EGS) in our country, by increasing the amount of power produced by pure domestic energy only, It increases the energy self-sufficiency rate and reduces the energy import and greenhouse gas emissions.

본 발명의 이지에스 그룹 조성시스템 및 방법에 있어서, 각개의 이지에스(EGS)는 1개의 생산정(Production Well)과 1개 이상의 주입정(Injection Well)들로 구성되고, 상기 생산정은 해당 심부암층에서 지열수(Geothermal Fluid)를 생산해낼 구간 전체를 오픈홀(Open Hole) 구간으로 완결(Completion)하며, 상기 주입정들은 상기 생산정의 오픈홀 구간에 대응되는 주입구간 전부를 오픈홀 구간으로 완결하거나 또는 상기 주입구간의 일부만을 오픈홀 구간으로 완결하고, 수압파쇄를 실시하여 상기 주입정들의 오픈홀 구간들과 상기 생산정의 오픈홀 구간 간을 파쇄대로 연결시켜, 상기 주입정들에 주입하는 주입수가 파쇄대를 통과하면서 심부암층의 지열을 흡수해 가열되면서 상기 생산정으로 흘러나오도록 조성한다.In the AEG group composition system and method of the present invention, each AEG is composed of one production well and one or more injection wells, and the production wells are geothermal in the deep rock layers. Completion of the entire section to produce the geothermal fluid into an open hole section, the injection wells complete all of the injection section corresponding to the open hole section of the production well to the open hole section or Only a portion of the injection section is completed in the open hole section, and the hydraulic fracturing is performed to connect the open hole sections of the injection wells with the open hole sections of the production well to the crushing zone, and the injection water injected into the injection wells passes through the crushing stand. While absorbing the geothermal heat of the deep rock layer is formulated to flow into the production well while heating.

상기 주입정들의 오픈홀 구간들은, 상기 생산정의 오픈홀 구간의 위치로부터 수평으로 200m 이상 떨어지고, 또 다른 모든 주입정들의 오픈홀 구간의 위치들로부터 수평으로 50m 이상 떨어진 최적의 위치들에 분산?배치하며, 상기 주입정들의 수가 2개 이상일 경우 가능한 한 주입정들의 오픈홀 구간들이 상기 생산정의 오픈홀 구간을 가운데에 두고 포위하는 형태로 배치한다.The open hole sections of the injection wells are distributed at optimal positions 200 m or more horizontally away from the position of the open hole section of the production well and 50 m or more horizontally from the positions of the open hole sections of all other wells. If the number of the injection wells is two or more, the open hole sections of the injection wells are arranged in the form of surrounding the open hole sections of the production well as possible.

상기 주입정들의 오픈홀 구간들을 상기 생산정의 오픈홀 구간의 위치로부터 수평으로 200m 이상 떨어진 위치들에 배치하는 이유는, 주입수가 그 정도 거리의 파쇄대를 통과하면서 지열을 흡수해 가열되면서 생산정에 도달하도록 하는 것이다. 지열생산특성 특히 지열흡수 특성에 의거할 때, 상기 200m는 하한선이므로, 암층의 온도 및 파쇄대의 특성 등에 따라서는 500m 이상의 거리가 필요할 수 있다. 최적의 거리는, 해당 이지에스(EGS)에서 적어도 1개의 주입정과 생산정의 성능을 상당기간 관측함으로써, 산출할 수 있게 된다.The reason for arranging the open hole sections of the injection wells at a position 200 m or more horizontally from the position of the open hole section of the production well is that the injection water reaches the production well while absorbing geothermal heat while passing through the crushing zone of that distance. To do that. Based on geothermal production characteristics, particularly geothermal heat absorption characteristics, since the 200m is the lower limit, a distance of 500m or more may be necessary depending on the temperature of the rock layer and the characteristics of the crushing zone. The optimum distance can be calculated by observing the performance of at least one injection well and production well for a long time in the EEG.

또한, 상기 주입정들의 오픈홀 구간들을 다른 모든 주입정들의 오픈홀 구간의 위치들로부터 수평으로 50m 이상 떨어진 위치들에 배치하는 이유는, 필요한 온도의 지열수를 20여 년간 생산하기 위해서는, 암층의 열전도 특성에 의거할 때, 주입정들의 오픈홀 구간들 사이에 적어도 50m의 암층이 필요하기 때문이다.Further, the reason why the open hole sections of the injection wells are disposed at a position 50 m or more horizontally away from the positions of the open hole sections of all other injection wells is that in order to produce geothermal water at a required temperature for 20 years, This is because, based on the thermal conductivity, at least 50 m of dark layer is required between the open hole sections of the injection wells.

상기 주입정들의 오픈홀 구간들이 연직으로 수백m 이상 떨어진 경우에도, 10년 넘게 주입정을 운용하다보면, 케이싱(Casing)이나 시멘팅(Cementing)이 약화되어 차단되었던 구간으로 주입이 발생될 수 있다. 이와 같은 상황까지 감안하여 모든 주입정들의 오픈홀 구간들 간의 거리를 수평으로 50m 이상 떨어지게 배치한다.Even when the open hole sections of the injection wells are vertically separated by more than a few hundred meters, when the injection well is operated for more than 10 years, the injection may occur in a section in which casing or cementing is weakened and blocked. . Considering such a situation, the distance between the open hole sections of all the injection wells is disposed at a distance of 50m or more horizontally.

상기와 같이 배치함에 있어서, 주입정들의 오픈홀 구간들과 생산정의 오픈홀 구간 간의 거리가 200m 이상이고, 또 상기 주입정들의 오픈홀 구간들이 가능한 한 상기 생산정의 오픈홀 구간을 가운데에 두고 포위하는 형태로 배치되는 점을 감안할 때, 주입정들의 오픈홀 구간들 간의 거리를 50m 이상 떨어지게 배치하는 데는 별 어려움이 없다. 상기 50m는 하한선이므로, 여건이 허락하는 한 보다 멀리 떨어지도록 배치하는 것이 바람직하다.In the arrangement as described above, the distance between the open hole intervals of the injection wells and the open hole intervals of the production wells is 200m or more, and the open hole intervals of the injection wells are surrounded by the open hole intervals of the production wells as possible. Considering the arrangement in form, there is no difficulty in arranging the distance between the open hole sections of the injection wells more than 50m apart. Since 50m is a lower limit, it is preferable to arrange | position further away as conditions permit.

수압파쇄에 의해 생성되는 파쇄대는 해당 심부암층의 응력분포특성에 따라 특유의 3차원적 방향성 및 형태를 지니게 된다. 즉, 특정 방향으로 그리고 특유의 형태를 지니며 3차원적으로 생성되고 확장되는 특성을 지닌다.The crushing zone generated by the hydraulic fracturing has a unique three-dimensional orientation and shape according to the stress distribution characteristics of the core rock layer. That is, it has a characteristic of being created and expanded in three directions in a specific direction and in a specific form.

따라서 본 발명의 조성시스템 및 방법에서는, 상기한 파쇄대의 생성방향 및 형태에 의거하여 소기의 파쇄대가 생성될 수 있는 방향으로, 해당 지열생산단지의 지하 및 지상의 제반조건들에 따라 결정되는 최적의 수의 상기한 특징을 지닌 이지에스(EGS)들을, 도 1에 보인 예와 같이, 상기 이지에스(EGS)들의 외곽경계의 일부가 서로 접하여, 상기 이지에스(EGS)들이, 즉 생산정들이 일부 주입정들을 공유(共有)함으로써 공유된 주입정들에 주입하는 주입수가 공유하는 생산정들로 흘러가도록, 연이어 붙여 순서대로 조성하여, '이지에스 그룹(EGS Group: Enhanced Geothermal Systems Group)'을 조성한다.Therefore, in the composition system and method of the present invention, in the direction in which a desired crushing zone can be generated based on the generation direction and shape of the crushing zone described above, it is optimal to be determined according to various conditions of the ground and ground of the geothermal production complex. Some of the above-described features (EGS), as in the example shown in Figure 1, the parts of the outer boundary of the (EGS) is in contact with each other, so that the EGS, that is the production wells By sharing, the injection water injected into the shared injection wells flows into the shared production wells in order, thereby forming an 'EGS Group (Enhanced Geothermal Systems Group)'.

상기한 본 발명의 조성시스템 및 방법을 이용하여, 다음 순서에 따라 해당 지열생산단지에 이지에스 그룹(EGS Group)을 조성한다.Using the above-described composition system and method of the present invention, an EGS Group is formed in the geothermal production complex according to the following procedure.

(1) 상기한 특징을 지니도록 이지에스(EGS) 1을 조성한다. 첫 번째 주입정을 시추?완결하고, 수압파쇄를 실시하면서 미소지진 관측(Microseismic Monitoring), 검층(Well Logging) 등을 통해 파쇄대의 생성방향 및 형태를 파악한다.(1) EGS 1 is formed to have the above characteristics. Drill and complete the first injection well and perform hydraulic fracturing to determine the direction and shape of the fracture zone through microseismic monitoring and logging.

파쇄대의 생성방향 및 형태에 관한 기초자료가 빈약한 단지에서는, 상기 첫 번째 주입정의 오픈홀 구간을 일단 지열수를 생산해낼 전체구간으로 완결하여 수압파쇄에 의한 파쇄대의 생성방향 및 형태를 파악하는 것이 바람직하다.In a complex where the basic data on the direction and shape of the crushing zone is poor, it is necessary to complete the open hole section of the first injection well into the whole section to produce the geothermal water to determine the direction and form of the crushing zone by the hydraulic fracturing. desirable.

파악된 파쇄대의 생성방향 및 형태에 의거하여 소기의 파쇄대가 생성될 수 있도록, 생산정 및 필요한 주입정들을 시추?완결하여, 이지에스(EGS) 1을 조성한다.The production wells and necessary injection wells are drilled and completed so as to produce the desired crushing zones based on the identified direction and shape of the crushing zones.

상기와 같이 주입정에서 수압파쇄를 실시한 후에 생산정을 시추?완결하는 이유는, 주입정에서 파쇄대의 생성방향 및 형태를 파악하고, 그에 기초하여 생산정의 오픈홀 구간을 보다 정확하게 배치하기 위한 것이다. 하지만 필요시, 생산정을 먼저 시추?완결하고 파쇄대의 생성방향 및 형태를 파악할 수도 있다.The reason for drilling and finalizing the production well after performing hydraulic fracturing in the injection well as described above is to grasp the direction and shape of the fracture zone in the injection well and to more accurately arrange the open hole section of the production well based on the injection well. However, if necessary, the well can be drilled and completed first, and the direction and form of the crushing band can be identified.

연이어 조성되는 이지에스(EGS)들의 생산정 및 주입정들에서 취득되는 수압파쇄 결과들을 분석하여 파쇄대의 생성방향 및 형태를 보다 상세히 파악해나간다.Analyzing the hydraulic fracturing results obtained from the production wells and injection wells of the EGSs successively constructed, the direction and shape of the fracture zones are analyzed in more detail.

(2) 상기한 특징을 지니도록 이지에스(EGS) 2를 조성한다. 도 1에 보인 예와 같이, 상기 이지에스(EGS) 1의 주입정이 또는 주입정들 중에서 일부가 공유(共有)되어 이지에스(EGS) 2의 주입정으로도 기능하도록, 즉 이지에스(EGS) 1과 이지에스(EGS) 2가 1개 또는 2개 이상의 주입정들을 공유하도록, 파악된 파쇄대의 생성방향 및 형태에 의거하여 소기의 파쇄대가 생성될 수 있는 방향으로 이지에스(EGS) 1의 외곽경계의 일부에 접하여, 이지에스(EGS) 2를 조성한다.(2) EEG 2 is formed to have the above characteristics. As shown in the example shown in Figure 1, some of the injection tablets (EGS) 1 or some of the injection tablets are shared (EGS 2) so that it also functions as the injection tablets of the (EGS) 2, that is, (EGS) 2 in contact with a portion of the outer boundary of the EEG 1 in a direction in which a desired fracture zone can be generated based on the identified direction and the direction of formation of the fracture zone so that 2 shares one or more injection wells. (EGS) 2 is formed.

(3) 상기한 특징을 지니도록 이지에스(EGS) 3을 조성한다. 도 1에 보인 예와 같이, 상기 이지에스(EGS) 1 및 이지에스(EGS) 2의 주입정들 중에서 일부가 공유되어 이지에스(EGS) 3의 주입정으로도 기능하도록, 파악된 파쇄대의 생성방향 및 형태에 의거하여 소기의 파쇄대가 생성될 수 있는 방향으로 이지에스(EGS) 1 및 이지에스(EGS) 2의 외곽경계의 일부에 접하여, 이지에스(EGS) 3을 조성한다.(3) EEG 3 is formed to have the above characteristics. As shown in FIG. 1, some of the injection wells of the EGS 1 and the EEG 2 are shared so as to function as the injection wells of the EEG 3. Based on this, the EEG 3 is formed in contact with a part of the outer boundary of the EGS 1 and the EEG 2 in the direction in which the desired crushing zone can be generated.

(4) 상기한 특징을 지니도록 이지에스(EGS) 4를 조성한다. 도 1에 보인 예와 같이, 상기 이지에스(EGS) 1, 이지에스(EGS) 2 및 이지에스(EGS) 3의 주입정들 중에서 일부가 공유되어 이지에스(EGS) 4의 주입정으로도 기능하도록, 파악된 파쇄대 의 생성방향 및 형태에 의거하여 소기의 파쇄대가 생성될 수 있는 방향으로 이지에스(EGS) 1, 이지에스(EGS) 2 및 이지에스(EGS) 3의 외곽경계의 일부에 접하여, 이지에스(EGS) 4를 조성한다.(4) EEG 4 is formed to have the above characteristics. As shown in FIG. 1, some of the injection tablets of EGS 1, EGS 2 and EGS 3 are shared to function as injection tablets of EGS 4. Based on the direction and shape of the crushing zone, the EGS 4 is contacted with a part of the outer boundary of the EGS 1, the EGS 2 and the EGS 3 in the direction in which the desired crushing band can be generated. To create.

(5) 상기한 특징을 지니도록 이지에스(EGS) 5를 조성한다. 도 1에 보인 예와 같이, 상기 이지에스(EGS) 1, 이지에스(EGS) 2, 이지에스(EGS) 3 및 이지에스(EGS) 4의 주입정들 중에서 일부가 공유되어 이지에스(EGS) 5의 주입정으로도 기능하도록, 파악된 파쇄대의 생성방향 및 형태에 의거하여 소기의 파쇄대가 생성될 수 있는 방향으로 이지에스(EGS) 1, 이지에스(EGS) 2, 이지에스(EGS) 3 및 이지에스(EGS) 4의 외곽경계의 일부에 접하여, 이지에스(EGS) 5를 조성한다.(5) EGS 5 is formed to have the above characteristics. As shown in FIG. 1, some of the infusion tablets of EGS 1, EGS 2, EGS 3, and EGS 4 are shared to be an EGS 5 injection tablet. Also, the outside of the EGS 1, the EEG 2, the EEG 3 and the EEG 4 in the direction in which the desired crushing zone can be generated based on the identified direction and the generation direction of the crushing stand. In contact with a part of the boundary, EGS 5 is formed.

(6) 상기와 같이, 이지에스(EGS) 1의 외곽경계의 일부에 접하여 이지에스(EGS) 2를 조성하고, 그 다음, 이지에스(EGS) 1 및 이지에스(EGS) 2의 외곽경계의 일부에 접하여 이지에스(EGS) 3을 조성하며, 그 다음, 이지에스(EGS) 1, 이지에스(EGS) 2 및 이지에스(EGS) 3의 외곽경계의 일부에 접하여 이지에스(EGS) 4를 조성하고, 그 다음, 이지에스(EGS) 1, 이지에스(EGS) 2, 이지에스(EGS) 3 및 이지에스(EGS) 4의 외곽경계의 일부에 접하여 이지에스(EGS) 5를 조성하는 방법에 따라, 이지에스(EGS) 1, 이지에스(EGS) 2, 이지에스(EGS) 3, 이지에스(EGS) 4 및 이지에스(EGS) 5의 외곽경계의 일부에 접하여 이지에스(EGS) 6을 조성하고, 그 다음, 이지에스(EGS) 1, 이지에스(EGS) 2, 이지에스(EGS) 3, 이지에스(EGS) 4, 이지에스(EGS) 5 및 이지에스(EGS) 6의 외곽경계의 일부에 접하여 이지에스(EGS) 7을 조성하는 등, 해당 지열생산단지의 지하 및 지상의 제반조건들에 따라 결정되는 최적의 수의 이지에스(EGS)들을 연이어 붙여 조성해서, 이지에스 그룹(EGS Group)을 조성한다.(6) As described above, the EEG 2 is formed in contact with a part of the outer boundary of the EGS 1, and then the part is in contact with the part of the outer boundary of the EEG 1 and the EEG 2. (EGS) 3, followed by a portion of the boundary of AEG 1, AEG 2 and EEG 3 to form AEG 4, and then AEG. ) 1, AEGs 2, AEGs 3 and AEGs 4 according to the method of forming the AEGs 5 in contact with a part of the outer boundary of the AEGs (EGS) 1, AEGs (EGS) 2 EEG 6 is formed in contact with a part of the outer boundaries of EEG 3, EEG 4 and EEG 5, and then EEG 1, EEG 2, EEG (EGS) 3, EGS 4, EGS 5, and EGS 6 in contact with a part of the outer boundary to create a (EGS) 7, etc. An EGS Group is formed by successively forming an optimal number of EGSs determined in accordance with various conditions of underground and ground of the geothermal complex.

본 발명에서, 이지에스 그룹을 구성하는 각개 이지에스(EGS)는, 전술한 바와 같이, 1개의 생산정과 1개 이상의 주입정들로 구성된다. 따라서 이지에스 그룹(EGS Group)을 구성하는 각개 이지에스(EGS)의 주입정들의 수와 오픈홀 구간들의 배치는, 각개 이지에스(EGS)의 지하 및 지상의 제반조건들에 따라 최적화되며, 제각각 불규칙하게 특유의 수와 배치형태를 갖게 된다.In the present invention, each of the AEGs constituting the AGS group is composed of one production well and one or more injection wells as described above. Therefore, the number of injection wells and the arrangement of open hole sections of each EGS group forming the EGS Group is optimized according to the various conditions of the underground and the ground of each EGS, and is irregularly unique. It will have the number and arrangement of.

예컨대, 5개의 이지에스(EGS)들로 이지에스 그룹을 조성하는 경우, 공유된 주입정들까지 포함하여, 이지에스(EGS) 1은 2개의 주입정들로, 이지에스(EGS) 2는 3개의 주입정들로, 이지에스(EGS) 3은 5개의 주입정들로, 이지에스(EGS) 4는 4개의 주입정들로, 이지에스(EGS) 5는 3개의 주입정들로 구성될 수 있으며, 주입정들의 오픈홀 구간들의 배치 역시 불규칙하게 제각각 특유의 형태를 갖게 된다.For example, in the case of a group of five EEGs, including the shared injection wells, EEG 1 is two injection wells, and EEG 2 is three injection wells. EGS 3 can be composed of five injection wells, EGS 4 can be composed of four injection wells, and EGS 5 can be composed of three injection wells. The arrangement of sections also has irregular shapes.

도 1에 보인 이지에스 그룹(EGS Group)은 11개의 이지에스(EGS)들로 조성되었다. 여기서 공유된 주입정들까지 포함하여, 이지에스 1은 1개의 주입정으로, 이지에스 2는 2개의 주입정들로, 이지에스 3은 3개의 주입정들로, 이지에스 4는 4개의 주입정들로, 이지에스 5는 3개의 주입정들로, 이지에스 6은 2개의 주입정들로, 이지에스 7은 1개의 주입정으로, 이지에스 8은 3개의 주입정들로, 이지에스 9는 1개의 주입정으로, 이지에스 10은 3개의 주입정들로, 그리고 이지에스 11은 1개의 주입정으로 구성되었다.The EGS Group shown in FIG. 1 was composed of 11 EGS. Here, including the shared injection wells, Easy 1 is 1 injection well, Easy 2 is 2 injection wells, Easy 3 is 3 injection wells, Easy 4 is 4 injection wells 5 is 3 injection tablets, 6 is 2 injection tablets, 7 is 1 injection tablet, 8 is 3 injection tablets, 8 is 1 injection tablet, and 10 is easy Three injection wells, and GS11, consisted of one injection well.

상기와 같은 11개의 이지에스(EGS)들을 분리해서 제각각 단일 이지에스(EGS)로 조성한다면, 총 24개의 주입정들을 시추해야 한다. 그럴 경우, 평균 생산정 당 주입정들의 수는 2.2(=24/11)가 된다.If the 11 EEGs are separated and formed into single EEGs, a total of 24 injection wells should be drilled. In that case, the average number of injection wells per production well is 2.2 (= 24/11).

하지만, 도 1에 보인 이지에스 그룹(EGS Group)에서는 10개의 주입정들을 시추하였으므로, 평균 생산정 당 주입정들의 수는 0.9(=10/11)로 현저히 줄어든다.However, since 10 injection wells were drilled in the EGS Group shown in FIG. 1, the average number of injection wells per production well is significantly reduced to 0.9 (= 10/11).

상기와 같이, 본 발명의 조성시스템 및 방법을 이용하여 이지에스 그룹(EGS Group)을 조성함으로써, 생산정 당 주입정들의 수를, 제각각 단일 이지에스(EGS)로 조성하는 경우에 비해, 현저히 줄일 수 있게 돼, 파쇄대를 전체구간에 분산?생성시키고 직통파쇄대(Short-circuit)의 형성을 막아 우수한 성능의 이지에스(EGS)를 조성 및 운용하기 위해 필요하게 되는 다수의 주입정들을 시추하는데 따라 커지는 시추비 부담을 현저히 줄일 수 있게 된다.As described above, by forming an EGS Group by using the composition system and method of the present invention, the number of injection wells per production well can be significantly reduced compared to the case where each is composed of a single EGS. Increasing drilling costs due to drilling and dispensing of multiple injection wells needed to disperse and generate shreds throughout the entire section and prevent the formation of short-circuit to create and operate high performance EGS. Can be significantly reduced.

도 1은 이지에스 그룹(EGS Group)의 한 예를 보인 평면 설명도이다.1 is a plan explanatory diagram showing an example of an EGS group.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>Description of the Related Art

1 : 이지에스(EGS) 1의 생산정의 오픈홀(Open Hole) 구간의 위치1: Location of the open hole section of the production well of EGS 1

2 : 이지에스 2의 생산정(Production Well)의 오픈홀 구간의 위치2: Position of the open hole section of the production well of ASG 2

3 : 이지에스(EGS) 3의 생산정의 오픈홀 구간의 위치3: Location of the open hole section of the production boat of EGS 3

4 : 이지에스(EGS) 4의 생산정의 오픈홀 구간의 위치4: Location of the open hole section of the production boat of EGS 4

5 : 이지에스(EGS) 5의 생산정의 오픈홀 구간의 위치5: Location of the open hole section of the production boat of EGS 5

6 : 이지에스(EGS) 6의 생산정의 오픈홀 구간의 위치6: Position of the open hole section of the production boat of AEGS 6

7 : 이지에스(EGS) 7의 생산정의 오픈홀 구간의 위치7: Location of the open hole section of the production boat of EGS 7

8 : 이지에스(EGS) 8의 생산정의 오픈홀 구간의 위치8: Location of the open hole section of the production boat of EGS 8

9 : 이지에스(EGS) 9의 생산정의 오픈홀 구간의 위치9: Position of the open hole section of the production well of EGS 9

10 : 이지에스(EGS) 10의 생산정의 오픈홀 구간의 위치10: Location of the open hole section of the production well of AGS 10

11 : 이지에스(EGS) 11의 생산정의 오픈홀 구간의 위치11: Location of the open hole section of the production boat of EGS 11

20 : 주입정(Injection Well)의 오픈홀(Open Hole) 구간의 위치20: Position of the open hole section of the injection well

Claims (1)

다수의 이지에스(EGS: Enhanced Geothermal Systems)들로 구성되는 '이지에스 그룹(EGS Group)'을 조성하는 방법에 있어서,In the method of forming an 'EGS Group' composed of a plurality of Enhanced Geothermal Systems (EGS), 생산정(Production Well) 1개와 1개 이상의 주입정(Injection Well)들로 구성되고, 상기 생산정은 지열수(Geothermal Fluid)를 생산해낼 구간 전체를 오픈홀(Open Hole) 구간으로 완결하며, 상기 주입정들은 상기 생산정의 오픈홀 구간에 대응되는 주입구간 전부를 오픈홀 구간으로 완결하거나 또는 상기 주입구간의 일부만을 오픈홀 구간으로 완결하고, 상기 생산정의 오픈홀 구간과 상기 주입정들의 오픈홀 구간들 간의 수평거리가 200m 이상 되도록, 또한 상기 주입정들의 오픈홀 구간들 간의 수평거리가 50m 이상 되도록, 상기 주입정들의 오픈홀 구간들을 분산?배치하며, 수압파쇄를 실시해서 상기 주입정들의 오픈홀 구간들과 상기 생산정의 오픈홀 구간 간을 파쇄대로 연결시켜 조성되는 이지에스(EGS);It is composed of one production well and one or more injection wells, and the production well completes the entire section for producing geothermal fluid to an open hole section. The tablets may complete all of the injection section corresponding to the open hole section of the production well into an open hole section, or may complete only part of the injection section as an open hole section, and between the open hole section of the production well and the open hole sections of the injection wells. Distributing and arranging the open hole sections of the injection wells so that the horizontal distance is 200 m or more and the horizontal distance between the open hole sections of the injection wells is 50 m or more, and performing hydraulic fracturing to open the open hole sections of the injection wells. EEG (EGS) is formed by connecting between the opening of the production hole and the crushing zone; 상기 이지에스(EGS)와 같은 특징을 지니도록 조성되는 이지에스(EGS) 1;EGS (EGS) 1 is configured to have the same characteristics as the EGS (EGS); 상기 이지에스(EGS) 1의 주입정이 또는 주입정들 중에서 일부가 공유(共有)되어 하기 이지에스(EGS) 2의 주입정으로도 기능하도록, 상기 이지에스(EGS) 1의 외곽경계의 일부에 접하여, 상기 이지에스(EGS)와 같은 특징을 지니도록 조성되는 이지에스(EGS) 2;In contact with the part of the outer boundary of the EGS 1 so that some of the injection tablets of the EGS 1 or some of the injection tablets are shared to function as the injection tablet of the following EGS 2. EGS 2 which is formulated to have such characteristics as EGS; 상기 이지에스(EGS) 1 및 이지에스(EGS) 2의 주입정들 중에서 일부가 공유되어 하기 이지에스(EGS) 3의 주입정으로도 기능하도록, 상기 이지에스(EGS) 1 및 이지에스(EGS) 2의 외곽경계의 일부에 접하여, 상기 이지에스(EGS)와 같은 특징을 지니도록 조성되는 이지에스(EGS) 3;Some of the injection wells of the EGS 1 and the EEG 2 are shared so that they also function as the injection wells of the following EEG 3, the outer boundary of the EGS 1 and the EEG 2 In contact with a portion of the AEG (EGS) 3 is configured to have a feature such as (EGS); 상기 이지에스(EGS) 1, 이지에스(EGS) 2 및 이지에스(EGS) 3의 주입정들 중에서 일부가 공유되어 하기 이지에스(EGS) 4의 주입정으로도 기능하도록, 상기 이지에스(EGS) 1, 이지에스(EGS) 2 및 이지에스(EGS) 3의 외곽경계의 일부에 접하여, 상기 이지에스(EGS)와 같은 특징을 지니도록 조성되는 이지에스(EGS) 4; 및Some of the injection tablets of EGS 1, EGS 2 and EGS 3 are shared so that they also function as injection tablets of EEG 4 below. EGS (EGS) 4 which is constructed to have a characteristic such as EGS (EGS) in contact with a part of an outer boundary of EGS) 2 and EGS 3; And 상기와 같이, 이지에스(EGS) 1의 외곽경계의 일부에 접하여 이지에스(EGS) 2를 조성하고, 그 다음, 이지에스(EGS) 1 및 이지에스(EGS) 2의 외곽경계의 일부에 접하여 이지에스(EGS) 3을 조성하며, 그 다음, 이지에스(EGS) 1, 이지에스(EGS) 2 및 이지에스(EGS) 3의 외곽경계의 일부에 접하여 이지에스(EGS) 4를 조성하는 방법에 따라, 이지에스(EGS) 1, 이지에스(EGS) 2, 이지에스(EGS) 3 및 이지에스(EGS) 4의 외곽경계의 일부에 접하여 이지에스(EGS) 5를 조성하고, 그 다음, 이지에스(EGS) 1, 이지에스(EGS) 2, 이지에스(EGS) 3, 이지에스(EGS) 4 및 이지에스(EGS) 5의 외곽경계의 일부에 접하여 이지에스(EGS) 6을 조성하는 등, 필요한 수의 이지에스(EGS)들을 연이어 붙여 조성해서, 이지에스 그룹(EGS Group)을 조성하는 것을 특징으로 하는 이지에스 그룹 조성방법.As described above, the EEG 2 is formed in contact with a part of the outer boundary of the EEG 1, and then the EEG is in contact with the part of the outer boundary of the EEG 1 and the EEG 2. 3, and then, according to the method of forming the EGS 4 in contact with a part of the outer boundary of the EGS 1, the EEG 2, and the EEG 3, and according to the method of forming the EEG 1, EGS 5 is formed in contact with a part of the outer boundaries of EGS 2, EGS 3, and EGS 4, and then EGS 1, EGS 2, EGS (EGS). EGS Groups (EGS) 3, EGS 4 and EGS 5 in contact with a part of the outer boundary, such as (EGS) 6, such as to form a number of AEGs in succession, such as EGS Group (EGS Group) ) A method for forming an easy group, characterized in that for forming.
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