CN101315025B

CN101315025B - 一种盐岩溶腔储气库的建造方法

Info

Publication number: CN101315025B
Application number: CN2008100550699A
Authority: CN
Inventors: 梁卫国; 徐素国; 赵阳升; 莫江; 吴迪
Original assignee: Taiyuan University of Technology
Current assignee: Taiyuan University of Technology
Priority date: 2008-06-05
Filing date: 2008-06-05
Publication date: 2011-09-21
Anticipated expiration: 2028-06-05
Also published as: CN101315025A

Abstract

一种盐岩溶腔储气库的建造方法，属于盐矿开采及盐岩溶腔利用范畴。主要用于易溶盐矿床中地下储气库的溶解建造，其特征在于是一种由注水泵通过注水管，将淡水注入盐矿床，由上向下溶解盐岩，同时注入天然气的下行式建造储气库的方法，该方法节约了原来油垫法耗油的费用和卤水净化处理的开支，更经济、更环保。储气库从建造开始便可投入使用，无需单井油垫法建造储库的3至5年建造周期，储气库建造基本无周期，只是初期库容小，中后期即可相当于大型储气库使用，彻底根除了油垫法建造储气库的周期长、油水界面检测困难、及其它相关技术难题，是盐岩矿床储气库快速溶解建造使用的一种理想方法。

Description

一种盐岩溶腔储气库的建造方法

技术领域

本发明一种盐岩溶腔储气库的建造方法，属于盐矿开采及盐岩溶腔利用范畴，主要用于易溶盐矿床中地下储气库的溶解建造，是一种盐岩矿床地下储库快速溶解建造并储气运行的方法。

背景技术

由于具有致密性强、孔隙度低、密封性好的优点，盐岩矿床被视为油气储存和废物处置的理想场所。利用盐岩易溶于水的特点，在盐岩矿床中建造油气储库，一般采用传统的单井水溶开采方法，并辅以一定的控制溶解技术，对溶腔形状进行控制溶解建造。单井水溶开采方法，是由地表钻一小孔径井到盐矿床底部，在井中安设注水管和采卤管同心管串，将淡水通过注水管注入盐矿床溶解盐岩，溶盐后的卤水通过采卤管排出地表。这样持续溶解，即可形成具有一定容积的盐岩空腔，用于石油、天然气的储存。为了增大盐岩溶腔的容积，在高度方向受盐层厚度限制的条件下，一般考虑在水平方向进行最大限度扩展。通常采用的办法是，在盐岩腔体中注入柴油；利用柴油浮于水上、将水溶液与顶部盐岩隔离的办法，控制腔体内溶液对顶部盐岩的溶解，促进盐岩在水平方向的溶解。当在某一高度水平上，溶解腔体的直径达到理论计算值时，将柴油排出腔体，进行向上溶解。向上溶解一段后，再次注入柴油，进行新水平的径向溶解。如此反复，直至溶腔建造完成。此即单井油垫控制水溶开采方法，是一种上行式储库建造方法。该方法存在如下不足：(1)造腔速度慢、周期长(一般3～5年)，影响储气库的快速使用；(2)柴油污染卤水严重，影响卤水质量，并需要一定的清污处理措施及费用；(3)在控制溶解的过程中，定期的油水界面检测费用高，且难于测量，提高了造腔成本、也延长了造腔周期。

发明内容

本发明一种盐岩溶腔储气库的建造方法，其目的在于克服上述单井油垫控制溶解建造储气库方法的缺点，提供一种低成本、高效率的注气采卤下行式建造储气库方法。

本发明一种盐岩溶腔储气库的建造方法，其特征在于是一种注气采卤下行式建造储气库的方法，该方法是通过以下技术方案来实现其目的，其建造方法的步骤为：

I、由地面钻裸井至盐岩矿床；

II、裸井完成后，下表层套管3，依据规范要求进行固井，将表层套管3固结于裸井；

III、固井后，在表层套管3中下入注水管2和采卤管1，注水管2和采卤管1为同心管串；

IV、由注水泵通过注水管2，将淡水注入盐矿床溶解盐岩，溶解盐岩之后的卤水5经采卤管1排出地表，腔体内盐岩由上向下溶解，初始建造阶段A完成；

V、为保护表层套管3下端与裸井的固结，将表层套管3作为注气管2，注入天然气4，接着重复步骤IV；

VI、当天然气4下部所在水平的溶腔径向尺寸达到50-100米时，下放注水管2与采卤管1，继续注入天然气4，至注水管2下端口水平，重复步骤IV至VI；

VII、当盐层厚度与溶腔高度差达到45-55m时，停止注淡水与采卤水，B阶段完成，注气采卤下行式建造储气库完成。

上述一种盐岩溶腔储气库的建造方法，其特征在于所述步骤I中，在盐岩矿床中钻进的裸井，井底位置位于设计储气库顶部下方盐层中，距设计储气库顶板距离为15-20m。

上述一种盐岩溶腔储气库的建造方法，其特征在于所述步骤II中的表层套管3，其下端位置位于设计储气库顶板上方，距离裸井底部20-25m。

上述一种盐岩溶腔储气库的建造方法，其特征在于所述步骤III中的注水管2，其下端口与储气库顶板所在水平一致，采卤管1下端口超出注水管2下端口10-20m，该尺寸根据造腔进度及腔体内流场可进行调节。

上述一种盐岩溶腔储气库的建造方法，其特征在于所述步骤III中的注水管2和采卤管1可交换使用。

上述一种盐岩溶腔储气库的建造方法，其特征在于所述步骤IV中盐岩的溶解为由上而下的下行式溶解。

本发明一种盐岩溶腔储气库的建造方法，其优点在于：

I、由于在注水溶盐的初始阶段即开始注入天然气，天然气浮于水溶液之上，可以起到类似于单井油垫的隔离保护顶板作用；与此同时，注入的天然气可为需要储存的天然气，根据市场需求，也可进行一定量的排出、以调节市场供应。

II、采用该方法建造的储气库从建造伊始，即可发挥储气库的市场调节功能，而且随储气量的增大，调节功能也越来越强大。

III、本发明与现行的单井油垫建造储气库技术相比，由于利用了储存的天然气作垫层保护顶板，节约了原来油垫耗油的费用和卤水净化处理的开支，更经济、更环保。

IV、储气库从建造开始便可投入使用，无需单井油垫法建造储库的3至5年建造周期，储气库建造基本无周期，只是初期库容小，中后期即相当于大型储气库使用；

V、彻底根除了油垫法建造储气库的油水界面检测困难、及其它相关技术难题；是盐岩矿床储气库快速溶解建造使用的一种理想方法。

附图说明：

图1：注气采卤盐岩溶腔储气库建造过程示意图。

A---初始建造阶段；B---建造完成阶段

图中的标号：1-采卤管；2-注水管；3-表层套管；4-天然气；5-卤水。

具体实施方式1：

参考图1所示，

I、由地面钻裸井至盐岩矿床；在盐岩矿床中钻进的裸井，井底位置位于设计储气库顶部下方盐层中，距设计储气库顶板距离为20m；

II、裸井完成后，下表层套管3，依据规范要求进行固井，将表层套管3固结于裸井，表层套管3，其下端位置位于设计储气库顶板上方，距离裸井底部25m；

III、固井后，在表层套管3中下入注水管2和采卤管1，注水管2和采卤管1为同心管串，注水管2，其下端口与储气库顶板所在水平一致，采卤管1下端口超出注水管2下端口20m，该尺寸根据造腔进度及腔体内流场进行调节，注水管2和采卤管1可交换使用；

IV、由注水泵通过注水管2，将淡水注入盐矿床溶解盐岩，溶解盐岩之后的卤水经采卤管1排出地表，腔体内盐岩由上向下溶解，即盐岩的溶解为由上而下的下行式溶解；

V、为保护表层套管3下端与裸井的固结，将表层套管3作为注气管，注入天然气4，接着重复步骤IV；

VI、当天然气4下部所在水平的溶腔径向尺寸达到70米时，下放注水管2与采卤管1，继续注入天然气4，至注水管2下端口水平，重复步骤IV至VI；

VII、当盐层厚度与溶腔高度差达到50m时，停止注淡水与采卤水，注气采卤下行式建造储气库完成。

实施方式2：

III、固井后，在表层套管3中下入注水管2和采卤管1，注水管2和采卤管1为同心管串，其中外管为注水管，内管为采卤管；

VII、当盐层厚度与溶腔高度差达到45m时，停止注淡水与采卤水，注气采卤下行式建造储气库完成。

实施方式3：

VII、当盐层厚度与溶腔高度差达到55m时，停止注淡水与采卤水，注气采卤下行式建造储气库完成，其余同实施方式1。

实施方式4：

VI、当天然气4下部所在水平的溶腔径向尺寸达到50米时，下放注水管2与采卤管1，继续注入天然气4，至注水管2下端口水平，重复步骤IV至VI，其余同实施方式1。

实施方式5：

VI、当天然气4下部所在水平的溶腔径向尺寸达到100米时，下放注水管2与采卤管1，继续注入天然气4，至注水管2下端口水平，重复步骤IV至VI，其余同实施方式1。

实施方式6：

III、固井后，在表层套管3中下入注水管2和采卤管1，注水管2和采卤管1为同心管串，注水管2，其下端口与储气库顶板所在水平一致，采卤管1下端口超出注水管2下端口10m，该尺寸根据造腔进度及腔体内流场进行调节，注水管2和采卤管1可交换使用，其余同实施方式1。

实施方式7：

III、固井后，在表层套管3中下入注水管2和采卤管1，注水管2和采卤管1为同心管串，注水管2，其下端口与储气库顶板所在水平一致，采卤管1下端口超出注水管2下端口15m，该尺寸根据造腔进度及腔体内流场进行调节，注水管2和采卤管1可交换使用，其余同实施方式1。

实施方式8：

II、裸井完成后，下表层套管3，依据规范要求进行固井，将表层套管3固结于裸井，表层套管3，其下端位置位于设计储气库顶板上方，距离裸井底部20m，其余同实施方式1。

实施方式9：

II、裸井完成后，下表层套管3，依据规范要求进行固井，将表层套管3固结于裸井，表层套管3，其下端位置位于设计储气库顶板上方，距离裸井底部23m，其余同实施方式1。

实施方式10：

I、由地面钻裸井至盐岩矿床；在盐岩矿床中钻进的裸井，井底位置位于设计储气库顶部下方盐层中，距设计储气库顶板距离为15m，其余同实施方式1。

实施方式11：

I、由地面钻裸井至盐岩矿床；在盐岩矿床中钻进的裸井，井底位置位于设计储气库顶部下方盐层中，距设计储气库顶板距离为18m，其余同实施方式1。

Claims

1. 一种盐岩溶腔储气库的建造方法，其特征在于是一种注气采卤下行式建造储气库的方法，该方法是通过以下技术方案来实现其目的，其建造方法的步骤为：

I、由地面钻裸井至盐岩矿床；

II、裸井完成后，下表层套管(3)，依据规范要求进行固井，将表层套管(3)固结于裸井；

III、固井后，在表层套管(3)中下入注水管(2)和采卤管(1)，注水管(2)和采卤管(1)为同心管串；

IV、由注水泵通过注水管(2)，将淡水注入盐矿床溶解盐岩，溶解盐岩之后的卤水(5)经采卤管(1)排出地表，腔体内盐岩由上向下溶解，初始建造阶段A完成；

V、为保护表层套管(3)下端与裸井的固结，将表层套管(3)作为注气管(2)，注入天然气(4)，接着重复步骤IV；

VI、当天然气(4)下部所在水平的溶腔径向尺寸达到50-100米时，下放注水管(2)与采卤管(1)，继续注入天然气(4)，至注水管(2)下端口水平，重复步骤IV至VI；

2. 按照权利要求1所述一种盐岩溶腔储气库的建造方法，其特征在于所述步骤I中，在盐岩矿床中钻进的裸井，井底位置位于设计储气库顶部下方盐层中，距设计储气库顶板距离为15-20m。

3. 按照权利要求1所述一种盐岩溶腔储气库的建造方法，其特征在于所述步骤II中的表层套管(3)，其下端位置位于设计储气库顶板上方，距离裸井底部20-25m。

4. 按照权利要求1所述一种盐岩溶腔储气库的建造方法，其特征在于所述步骤III中的注水管(2)，其下端口与储气库顶板所在水平一致，采卤管(1)下端口超出注水管(2)下端口10-20m，该尺寸根据造腔进度及腔体内流场可进行调节。

5. 按照权利要求1所述一种盐岩溶腔储气库的建造方法，其特征在于所述步骤III中的注水管(2)和采卤管(1)可交换使用。

6. 按照权利要求1所述一种盐岩溶腔储气库的建造方法，其特征在于所述步骤IV中盐岩的溶解为由上而下的下行式溶解。