CN102587980B - 多夹层盐穴储气库及其建造方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于油气资源开发领域，具体地，涉及一种多夹层盐穴储气库及其建造方法。多夹层盐穴储气库包括盐穴、天然气注采管柱系统；天然气注采管柱系统与盐穴顶部相连；从地面向下依次为顶部泥岩、多夹层盐岩、底部泥岩；多夹层盐岩为盐岩和夹层构成，且盐岩和夹层交替出现；其特征在于：盐穴位于多夹层岩盐中，从顶部泥岩底部到盐穴顶部依次为第一盐岩层、夹层和第二盐岩层；盐穴顶部形状为圆形平面。上述多夹层盐穴储气库建造方法，包括步骤：顶部结构选择，钻井、完井、安装注采管柱，溶漓造腔，顶部结构尺寸控制。本发明重点考虑了多夹层盐穴储气库顶部结构的特征，给出了顶部结构尺寸参数；可操作性强，不显著增加成本，具有很好的可推广性。

Description

多夹层盐穴储气库及其建造方法

技术领域

本发明属于油气资源开发领域，具体地，涉及一种多夹层盐穴储气库及其建造方法。 

背景技术

在多夹层盐岩地层中盐穴储气库的高度主要依赖于盐岩厚度，比盐丘型中的储气库高度要小很多。为了保证盐穴储气库的容积，就需要加大盐穴直径，使得顶部盐层和夹层承受更多的自重，导致多夹层地层中盐穴顶部稳定性与盐丘型地层中的储气库相比显著降低。同时，由于多夹层盐岩各层厚度小，强度低，加剧了储气库失稳的可能性。已有的技术在盐穴储气库顶部设计过程中往往把盐穴储气库顶部设计成一个稳定性较好的压力拱结构，事实上盐岩中的夹层(硬石膏层、泥盐层和钙芒硝层等)溶解于水的速率要远远小于盐岩，导致盐穴储气库在顶部形成一个较为平整顶部结构而不是拱形结构。但是，在设计中并未考虑到这个因素的影响使得多夹层盐穴储气库顶部结构稳定性大大降低，甚至出现坍塌。国内外也有对多夹层盐穴储气库顶部结构设计做了研究，但是并未给出具体可以供实际操作的技术参数，不能指导我国多夹层盐穴储气库建造。本发明专利根据我国多夹层盐岩特点，设计出一种新的盐穴储气库顶部结构并给出顶部结构控制参数，同时给出了具体建造方法。 

发明内容

本发明的目的在于提供一种多夹层盐穴储气库及其建造方法，解决多夹层盐岩体中地下盐穴储气库顶部结构设计和施工中存在的难题。 

本发明的技术方案如下： 

一种多夹层盐穴储气库的建造方法，所述多夹层盐穴储气库包括盐穴、天然气注采管柱系统；天然气注采管柱系统与盐穴顶部相连；从地面向下依次为顶部泥岩、多夹层盐岩、底部泥岩；多夹层盐岩由盐层和夹层构成，且盐层和夹层交替出现，从顶部泥岩底面到盐穴顶面依次为第一盐层、夹层和第二盐层；第一盐层厚度不小于5m，夹层厚度不大于5m，第二盐层厚度不小于10m但不大于20m；盐穴顶跨不大于40m；盐穴位于多夹层盐岩中，盐穴顶面形状为圆形，盐穴埋深在800m～1500m，最小运行压力不小于5MPa，最小压力运行时间不超过60天；夹层主要成分为硬石膏、泥岩和钙芒硝；所述建造方法包括如下步骤：

(1)、顶部结构选择：根据地质勘探资料确定多夹层盐岩地层中盐层和夹层的埋深、厚度，盐穴设计在多夹层盐岩中，盐穴顶面设计为圆形平面；

(2)、钻井、完井、安装天然气注采管柱系统：盐穴储气库采用的固井导管外径为508mm、壁厚11.13mm、钢级J55；技术套管外径为339.7mm、壁厚9.65mm、钢 级N80；固井套管柱外径为244.5mm、壁厚10.03mm、钢级N80；天然气注采管柱外径为177.8mm、壁厚9.19mm、钢级为P110；选用钻头直径依次为：660mm、444.5mm和314.1mm；采用上述尺寸钻头钻井至设计深度，先后下入固井导管、技术套管、固井套管进行完井、候凝，完成完井和固井；安装天然气注采管柱系统；

(3)、溶漓造腔：通过向天然气注采管柱系统注入清水进行溶漓造腔直至盐穴建造完成，溶漓造腔方式为正循环方式或者反循环方式；在盐穴顶部第二盐层厚度达到设计值的1.1倍或者顶跨达到设计值的0.9倍时，采用声纳测腔技术对盐穴顶部第二盐层厚度和顶跨进行监测，声纳测腔时间间隔不大于72小时；监测结果与设计值出现误差时，调整天然气注采管柱系统底部高度、注入清水速度或者加入顶部结构保护油，确保盐穴顶部第二盐层厚度、顶跨与设计值间的误差不大于5％；顶部结构保护油为柴油或煤油或重质直馏石脑油。

本发明重点考虑了多夹层盐岩体中盐穴储气库顶部结构的特征，给出了盐穴顶部结构尺寸控制参数，解决了多夹层盐穴储气库顶部设计中的难题；本发明给出了一种多夹层盐穴储气库建造方法，可操作性强，不显著增加成本，具 有很好的可推广性。 

附图说明

图1是一种多夹层盐穴储气库结构示意图； 

图中：1、顶部泥岩，2、多夹层盐岩，21、第一盐层，22、夹层，23，第二盐层，3、底部泥岩，4、盐穴顶面，5、盐穴，6、天然气注采管柱系统，7、地面。 

具体实施方式

如图1所示，多夹层盐穴储气库包括盐穴5、天然气注采管柱系统6；天然气注采管柱系统6与盐穴5顶部相连；从地面7向下依次为顶部泥岩1、多夹层盐岩2、底部泥岩3；多夹层盐岩由盐层和夹层构成，且盐层和夹层交替出现；盐穴位于多夹层盐岩中，盐穴顶面4形状为圆形。从顶部泥岩底面到盐穴顶面依次为第一盐盐层21、夹层22和第二盐盐层23。盐穴顶部埋深为951.2m、底部埋深为1045m，最小运行压力为6MPa和最小压力运行时间为45天。盐穴储气库顶跨设计值为32m、盐穴顶部第二盐层厚度设计值为15m、盐穴高度为93.8m；夹层主要成分为硬石膏、泥岩和钙芒硝。 

上述多夹层盐穴储气库的建造方法，其特征在于包括如下步骤： 

(1)顶部结构选择：根据地质勘探资料某盐岩地层各个地层分布为0～925m为顶部泥岩、925m～932m为盐层、932m～936.2m为夹层、936.2m～976.5m为盐层、976.5m～979m为夹层、979m～1053m为盐层、1053m～1057m为夹层、1057m～1068m为盐层、1068m以下为底部泥岩；根据盐穴顶部第二盐层厚度为15m、盐穴高度为93.8m，选择盐穴位于盐岩地层中的位置为：顶部埋深为951.2m、底部埋深为1045m，则可知盐穴顶部地层构成从上到下依次为第一盐层、夹层和第二盐层；第一盐层厚度为7m，夹层厚度为4.2m，第二盐层厚度为15m。 

(2)钻井、完井、天然气注采管柱系统：盐穴储气库采用的固井导管外径为508mm、壁厚11.13mm、钢级J55；技术套管外径为339.7mm、壁厚9.65mm、钢 级N80；固井套管柱外径为244.5mm、壁厚10.03mm、钢级N80；天然气注采管柱外径为177.8mm、壁厚9.19mm、钢级为P110；选用钻头直径依次为：660mm、444.5mm和314.1mm；采用上述尺寸钻头钻井至设计深度，先后下入固井导管、技术套管、固井套管进行完井、候凝，完成完井和固井；安装天然气注采管柱系统； 

(3)溶漓造腔：通过向天然气注采管柱系统注入清水进行溶漓造腔，并向盐穴中注入顶部结构保护油对顶部第二盐层厚度和顶跨进行严格控制，利用声纳测腔技术进行监测； 

(4)顶部结构尺寸控制：在盐穴顶部第二盐层厚度达到设计值的1.1倍(16.5m)或者顶跨达到设计值的0.9倍(28.8m)时，采用声纳测腔技术对盐穴顶部第二盐层厚度和顶跨进行监测；与设计值出现误差时，调整天然气注采管柱系统底部高度、注入清水速度或者加入顶部结构保护油，确保顶部盐层厚度、顶跨与设计值间的误差满足要求。 

本实施例中溶漓造腔方式为正循环方式或者反循环方式；顶部结构保护油为柴油或煤油或重质直馏石脑油；声纳测腔时间间隔为不大于72小时；顶部盐层厚度、顶跨与设计值间的误差不大于5％。

Claims (1)

1.一种多夹层盐穴储气库的建造方法，所述多夹层盐穴储气库包括盐穴、天然气注采管柱系统；天然气注采管柱系统与盐穴顶部相连；从地面向下依次为顶部泥岩、多夹层盐岩、底部泥岩；多夹层盐岩由盐层和夹层构成，且盐层和夹层交替出现，从顶部泥岩底面到盐穴顶面依次为第一盐层、夹层和第二盐层；第一盐层厚度不小于5m，夹层厚度不大于5m，第二盐层厚度不小于10m但不大于20m；盐穴顶跨不大于40m；盐穴位于多夹层盐岩中，盐穴顶面形状为圆形，盐穴埋深在800m～1500m，最小运行压力不小于5MPa，最小压力运行时间不超过60天；夹层主要成分为硬石膏、泥岩和钙芒硝；所述建造方法包括如下步骤：

(1)、顶部结构选择：根据地质勘探资料确定多夹层盐岩地层中盐层和夹层的埋深、厚度，盐穴设计在多夹层盐岩中，盐穴顶面设计为圆形平面；

(2)、钻井、完井、安装天然气注采管柱系统：盐穴储气库采用的固井导管外径为508mm、壁厚11.13mm、钢级J55；技术套管外径为339.7mm、壁厚9.65mm、钢级N80；固井套管柱外径为244.5mm、壁厚10.03mm、钢级N80；天然气注采管柱外径为177.8mm、壁厚9.19mm、钢级为P110；选用钻头直径依次为：660mm、444.5mm和314.1mm；采用上述尺寸钻头钻井至设计深度，先后下入固井导管、技术套管、固井套管进行完井、候凝，完成完井和固井；安装天然气注采管柱系统；

(3)、溶漓造腔：通过向天然气注采管柱系统注入清水进行溶漓造腔直至盐穴建造完成，溶漓造腔方式为正循环方式或者反循环方式；在盐穴顶部第二盐层厚度达到设计值的1.1倍或者顶跨达到设计值的0.9倍时，采用声纳测腔技术对盐穴顶部第二盐层厚度和顶跨进行监测，声纳测腔时间间隔不大于72小时；监测结果与设计值出现误差时，调整天然气注采管柱系统底部高度、注入清水速度或者加入顶部结构保护油，确保盐穴顶部第二盐层厚度、顶跨与设计值间的误差不大于5％；顶部结构保护油为柴油或煤油或重质直馏石脑油。

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