CN102828777A - 双竖井水平对接盐穴储库建造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种双竖井水平对接盐穴储库建造方法，该方法包括如下步骤：1、分别在盐岩矿层上建两口竖井；2、在两口竖井之间建水平井；3、分别在两口竖井中布置技术套管和内管；4、将清水注入一口竖井中，将卤水从另一口竖井中排出，一定时间后，调换进水与出卤的位置，如此循环，直到腔体形状达到近似为横卧的葫芦形状为止，造腔完成；利用本方法可提高盐岩溶腔建造速度，简化单井套管布置工艺，降低造腔成本；在满足造腔形状控制的前提下能保证采出卤水的浓度，可直接输送给卤水处理企业。
Description
技术领域
本发明涉及一种盐岩地下储库造腔方法，尤其涉及一种双竖井水平对接盐穴储库建造方法。
背景技术
盐岩是一种具有良好物理力学特性的软岩，低渗透率和良好的自我恢复能力使得盐岩成为一种国内外公认的理想能源地下储存场所。而盐岩具有可溶的化学性质，所以现在一般采用水溶造腔技术来建造岩盐地下储库，而不采用传统的矿山开采法。目前，国内外采用的盐岩水溶造腔技术主要为单井水溶造腔技术。这种造腔方法的主要特点是，通过适时调整套管（技术套管、外套管、内套管）套管空间位置和控制注水排卤流量来控制腔体形状，此方法建造出的腔体形状几何稳定性很好，是盐丘中盐穴建造的主要方法。但这种方法也存在其自身的局限性：1、单井水溶造腔技术采用三层套管，使得造腔工艺复杂；2、单井造腔因溶矿速率慢，建造盐穴的时间很长；3、当遇到多夹层盐岩层时，单井造腔技术对形状的控制性不佳，不能较好地控制夹层垮塌，我国可建地下储库的盐岩均为层状盐岩，具有厚度薄、夹层多、品位低、埋深大（湖北云应岩层埋深为1000m）的特点，因夹层的存在使得溶腔腔体形状很难控制，加上国内盐岩品味较低，杂质分布不均使得水溶造腔时腔体形状不均匀扩展，达不到预想的稳定的腔体形状。特别是针对部分不溶厚夹层，当腔体形状扩展到一定阶段时，夹层大面积悬空在卤水浸泡一定时间后出现无征兆的突然垮塌，一般会造成套管的砸弯或砸断，每修一次井需要15～30天，不但要支付5-12万元/次 修井费，而且要停产将近一个月，带来巨大的经济损失；4、盐岩品位低（国内盐岩的可溶物平均含量一般小于80%，夹层多为难溶和不溶物）含有很多不溶物，盐岩中和夹层中的大量不溶在造腔过程中绝大部分沉积在腔体底部，具现有造腔工程中的测井资料显示，不溶物在卤水中浸泡膨化后的体积占整个造腔体积的50%左右，造成溶腔体积严重损伤，而间接产生的经济损伤一般超过50%。另外部分不溶物套管中排出时，极易造成套管堵塞，促进卤水在套管内结晶，最终影响造腔进度。
水力压裂双井水溶造腔技术，在较远的距离（多为50m以上）打两口竖井，之后利用水平水力压裂技术，将两口井连通，此法能提高盐矿开采率。但压裂法连通两井要求岩盐开采层的顶底板必须坚固，且其压通的成功率不足50%，资源浪费大，压通方向及压通层位无法控制，对地层污染严重。
自然溶通法往往是在的使用后期两井或多井通过溶采连通，矿层开采已到后期，井的连通使用效果较差，资源浪费大，建井成本高，且可利用价值差等。
综上分析，现有地表水溶造腔方法存在如下不足：一、腔体形状难以有效的适时控制；二、在多夹层的情况下，单井造腔空间利用率低下；三、出卤浓度低，造腔时间长。
发明内容
针对现有技术存在的上述不足，本发明提供一种双竖井造腔后水平井对接连通造腔的方法，提高造腔速度，简化单井套管布置工艺，降低造腔成本。
本发明采用的技术方案如下：
双竖井水平对接盐穴储库建造方法，该方法包括如下步骤：
1）、在待开挖的盐岩矿层的矿层顶板上分别选择两口竖井的开挖点a和开挖点b，分别在开挖点a和开挖点b以竖井开拓方式开挖至目标盐岩矿层，建成竖井a和竖井b，竖井a和竖井b的井口间距为10～30m；
2）、竖井a和竖井b建成后，在竖井a与竖井b之间开挖至少一个水平井，该水平井建在盐岩矿层上，水平井的一端与竖井a相连通，水平井的另一端与竖井b相连通，水平井开挖采用导向钻孔或水溶射流开挖；
3）、在竖井a中布置技术套管a和内管a，在竖井b中布置技术套管b和内管b，内管a置于技术套管a内，内管b置于技术套管b内；
4）、以一定的流量将清水注入内管a中，将卤水排出内管b，开始a竖井建槽；当a竖井完成建槽期之后，交换注水方向，改为将清水注入内管b中，将卤水排出内管a，进行b竖井建槽；当b竖井完成建槽期之后，交换注水方向，之后开始腔体建造阶段，每个造腔阶段都交换一下a、b井的注水排卤方向；如此循环，直到腔体形状达到近似为横卧的葫芦形状；所述清水注入流量为30m3/h～100 m3/h，所述建槽期和每个腔体建造阶段均为60-120天。
进一步，所述竖井a与竖井b的上部圆周壁为固井水泥环。
相比现有技术，本发明具有如下有益效果：
1、竖井a和竖井b的井口间距为10～30m的小间距，可提高盐岩溶腔建造速度，简化单井套管布置工艺，降低造腔成本。
2、造腔成本较单井造腔要低很多，卤水浓度提高10～15 g/L，在满足造腔形状控制的前提下能保证采出卤水的浓度，可直接输送给卤水处理企业。
3、利用双竖井水平井对接造腔方法可很好地解决多夹层盐岩层水溶造腔形状控困难。
附图说明
图1为本发明双竖井水平对接盐穴储库建造初期结构示意图；
图2为本发明双竖井水平对接盐穴储库建造后期结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细地描述。
双竖井水平对接盐穴储库建造方法，该方法包括如下步骤：
1）、参见图1：在待开挖的盐岩矿层5的矿层顶板4上分别选择两口竖井的开挖点a和开挖点b，保证两口竖井之间的盐岩矿层5的厚度相差不大，为建造一个稳定的腔体打下基础；一般情况下，两口竖井的井口间距为10～30m，以便两口竖井在建腔初期能连通，便于后期腔体形状控制；选好开挖点a和开挖点b后，分别在开挖点a和开挖点b以竖井开拓方式开挖至目标盐岩矿层5，建成竖井a1和竖井b2，竖井a1和竖井b2的上部圆周壁为固井水泥环。
2）、竖井a1和竖井b2建成后，在竖井a1与竖井b2之间开挖至少一个水平井3，用于连通两个竖井，确保两口竖井准确连通是后续造腔形状控制的关键；当遇到厚夹层盐岩矿层5时，可以采用两个竖井，多个水平井连通分段造腔，水平井3的数量可根据盐岩矿层5夹层的厚度、夹层间距和夹层数量而定；水平井3建在矿层底板6之上，水平井3的一端与竖井a1相连通，水平井的另一端与竖井b2相连通，水平井开挖采用导向钻孔或水溶射流开挖；
3）、因采用双井造腔方法，单个竖井的套管分为技术套管（技术套管是用于注入油垫层需要的油，油垫指保护层防止淡水溶解顶板）和内管（用于注水或排卤），本实施例中，在竖井a1中布置技术套管a7和内管a8，在竖井b2中布置技术套管b9和内管b10，内管a8置于技术套管a7内，内管b10置于技术套管b9内；
4）、从竖井a1以一定的流量将清水注入内管a8中，将卤水排出内管b10，开始a竖井建槽，建槽期为60~120天。当a竖井完成建槽期之后，交换注水方向，改为将清水注入内管b10中，将卤水排出内管a8，进行b竖井建槽，建槽期为60~120天。当b竖井完成建槽期之后，交换注水方向，之后开始腔体建造阶段，造腔阶段数量选择根据腔体设计大小而定，每个造腔阶段都交换一下a、b井的注水排卤方向；即，第一造腔阶段，将清水注入内管a8中，将卤水排出内管b10，第二造腔阶段，将清水注入内管b10中，将卤水排出内管a8，第三造腔阶段，将清水注入内管a8中，将卤水排出内管b10，……，如此循环，直到腔体12形状达到近似为横卧的葫芦形状，该形状具有自身的几何稳定性。在建槽期和造腔阶段，清水注入流量为30m3/h～100 m3/h，建槽期和每个腔体建造阶段均为60~120天。
最后需要说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制技术方案，尽管申请人参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，那些对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (2)
1.双竖井水平对接盐穴储库建造方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：
1）、在待开挖的盐岩矿层的矿层顶板上分别选择两口竖井的开挖点a和开挖点b，分别在开挖点a和开挖点b以竖井开拓方式开挖至目标盐岩矿层，建成竖井a和竖井b，竖井a和竖井b的井口间距为10～30m；
2）、竖井a和竖井b建成后，在竖井a与竖井b之间开挖至少一个水平井，该水平井建在盐岩矿层上，水平井的一端与竖井a相连通，水平井的另一端与竖井b相连通，水平井开挖采用导向钻孔或水溶射流开挖；
3）、在竖井a中布置技术套管a和内管a，在竖井b中布置技术套管b和内管b，内管a置于技术套管a内，内管b置于技术套管b内；
4）、以一定的流量将清水注入内管a中，将卤水排出内管b，开始a竖井建槽；当a竖井完成建槽期之后，交换注水方向，改为将清水注入内管b中，将卤水排出内管a，进行b竖井建槽；当b竖井完成建槽期之后，交换注水方向，之后开始腔体建造阶段，每个造腔阶段都交换一下a、b井的注水排卤方向；如此循环，直到腔体形状达到近似为横卧的葫芦形状；所述清水注入流量为30m3/h～100 m3/h，所述建槽期和每个腔体建造阶段均为60~120天。
2.根据权利要求1所述的双竖井水平对接盐穴储库建造方法，其特征在于，所述竖井a与竖井b的上部圆周壁为固井水泥环。
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