CN108180040A - 一种盐穴储气库双管柱造腔方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种盐穴储气库双管柱造腔方法，在单井中布置生产套管和中心管，通过中心管和生产套管与中心管之间的环空进行注水采卤，不断注入淡水使深部盐岩溶解以扩大盐穴的体积，并采取逐步上调套管鞋和反复注油退油的方法控制盐穴的形态。本发明简化了井身结构，节省了管材、水泥和柴油的用量，并且由于生产套管与中心管之间的环空大于三管油垫法中中间管与中心管之间的环空，在相同排量下，水流速度较低，管道阻力较低，从而减少了注水能耗。

Description

一种盐穴储气库双管柱造腔方法

技术领域

本发明涉及盐穴储气库水溶造腔技术领域，尤其是一种盐穴储气库双管柱造腔方法。

背景技术

早先，为开采深部盐岩，形成了多种钻井水溶开采方法，主要分为单井对流法和井组连通法。前者包括简易对流法、油垫对流法、气垫对流法，后者包括对流井溶蚀连通法、水力压裂连通法和定向井连通法等。近年来，国内盐矿水溶开采形成的地下洞穴部分已用于储存天然气，取得了显著的经济效益。值得注意的是，过去的老腔并不完全都可以利用。其原因是，采用上述一些方法形成的盐穴不符合地下储气库要求，如：井组连通法形成的盐穴形态非常不规则；单井简易对流法形成的盐穴为倒锥形，顶板跨度大，并且无阻溶剂将顶板与卤水隔绝，因此一些泥岩顶板易垮塌而损毁造腔管柱；采用气垫时，由于气体的压缩性强，气液界面波动性大，盐穴形态控制难度较大。

由于上述原因，目前选取单井油垫对流法开展盐穴储气库造腔，一般采用生产套管、中间管和中心管三层同心圆布置的造腔管柱，称之为三管油垫法：生产套管下到盐层顶部，套管外侧注水泥固井，生产套管是完全固定不动的；生产套管与中间管之间的环空为柴油(阻溶剂)进出的通道，中间管与中心管之间的环空、中心管内为注入淡水和采出卤水的通道；主要通过油垫和中间管的操作实现盐穴形态控制。关于最后一点，结合造腔原理予以说明。在重力作用下，密度大的卤水向盐穴下部流动、其浓度高、溶解盐岩的能力很小，密度小的卤水在盐穴上部、其浓度低、溶解盐岩的能力较大，即存在自然对流作用。因此，盐穴的高度增长比直径增长容易。为控制盐穴形态，一是注入柴油，利用油水不相溶、油比水轻的特点，形成油垫，阻止上溶并强迫侧溶，当达到预定直径后才退油；二是中后期多数时间通过中间管注入淡水，中间管以上卤水浓度低、盐岩尚能溶解，中间管以下是高浓度卤水、盐岩很少能溶解，通过提管方式调整中间管的深度，改变盐穴侧向溶蚀的范围。

但是，采用三管油垫法时造腔成本较高，原因是：首先井口阀门、生产套管与中间管的环空、深部盐穴三者连通，可以随时注油退油，但是除了盐穴内的油垫，井眼内也必须有柴油。因此，井眼直径较大，钻井费用较高。同时，柴油用量也增多；其次柴油和一些管柱挤占了有限的井眼空间，相同排量下，管内水流速度变大，管道阻力上升，注水能耗变大。

另外，当考虑简化管柱时，传统的双管油垫法采用生产套管和中心管两层管柱，但不能胜任造腔要求，原因如下：生产套管固定不动，不具备调节作用；对于适宜造腔的厚盐层，中心管伸出生产套管的长度过大，损坏几率较大；可采用油水并进的方式注油，但是并没有形成退油的方法。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：为了克服现有技术中之不足，本发明提供一种盐穴储气库双管柱造腔方法，以解决目前盐穴储气库水溶造腔成本较高的问题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种盐穴储气库双管柱造腔方法，具有以下步骤：a、在单井内布置生产套管和中心管，生产套管通过水泥环固定于井眼内，套管鞋置于盐层下段，井底保留一定深度的裸眼，中心管下到裸眼底部；b、向上逐步造腔，每步造腔的第一阶段，上调套管鞋，退出油垫，然后通过中心管、中心管与生产套管之间的环空进行注水采卤，增大盐穴的高度；每步造腔的第二阶段，借助中心管或中心管与生产套管之间的环空适量注入柴油，在盐穴顶部形成油垫，强迫盐岩侧溶，增大盐穴的直径；c、在每步造腔的第一阶段，上调套管鞋，通过割管方式形成新的套管鞋，同时为退出油垫，割管位置在当前盐穴的顶部，使油垫失去阻拦，在浮力作用下自动退回地面；d、在每步造腔的第二阶段，也可上调套管鞋，但是割管位置不得高于当前盐穴的顶部，不得影响油垫。

优选地，所述的裸眼深度为20～40m。

上述步骤c中上调套管鞋的步骤为：起出中心管，在中心管下端连接割管器，重新下入中心管，使割管器位于盐穴顶部上方0～0.5m，向中心管内注水，通过高压水驱动割管器切断生产套管及水泥环，再起出中心管，去掉割管器，下入中心管至不溶物上方，盐穴顶部和不溶物的深度可通过声纳探测获得。

本发明的有益效果是：本发明简化了井身结构，所需井眼直径较小，钻井建设费用较低，由于生产套管与中心管的环空大于三管油垫法中中间管与中心管之间的环空，在相同排量下，水流速度较低，因此管道阻力降低，从而减少了能耗，节省了管材和柴油的用量。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明的井身结构示意图。

图2是本发明中切割生产套管和退油时的示意图。

图中：1.水泥环 2.生产套管 3.中心管 4.裸眼 5.割管器 6.盐穴7.沉渣 8.油垫9.盐层

具体实施方式

现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。

如图1、图2所示，一种盐穴储气库双管柱造腔方法，具有以下步骤：

a、在单井内布置生产套管2和中心管3，生产套管2通过水泥环1固定于井眼内，套管鞋置于盐层下段，井底保留深度为40m的裸眼4，中心管3下到裸眼4底部；

b、向上逐步造腔，每步盐穴6的高度增加30m，步数多少取决于盐层9厚度，另外，为了保护盐穴6的气密性，盐层9的顶底均应保留一部分盐岩9，每步造腔的第一阶段，上调套管鞋，然后通过中心管3、中心管3与生产套管2之间的环空进行注水采卤，增大盐穴6的高度；每步造腔的第二阶段，借助中心管3或中心管3与生产套管2之间的环空适量注入柴油，在盐穴6顶部形成油垫8，强迫盐岩9侧溶，增大盐穴6的直径；

c、在每步造腔的第一阶段，上调套管鞋，通过割管方式形成新的套管鞋，同时为退出油垫8，割管位置在当前盐穴6的顶部，具体操作步骤为：起出中心管3，在中心管3下端连接割管器5，重新下入中心管3，使割管器5位于盐穴6顶部上方0.4m，向中心管3内注水，通过高压水驱动割管器5切断生产套管2及水泥环1，再起出中心管3，去掉割管器5，下入中心管3至沉渣7上方，盐穴6顶部和沉渣7之间的深度可通过声纳探测获得。

d、在每步造腔的第二阶段，也可上调套管鞋，但是割管位置不得高于当前盐穴6的顶部，不得影响油垫8。

上述步骤b中，适量注油指根据油垫8厚度和直径计算的累计注油量。

本发明和三管油垫法两种造腔方法井眼和管柱的尺寸如表1所示

表1井眼和管材的尺寸

根据表1中各尺寸，计算出造腔成本降低情况如表2所示。

表2造腔成本降低情况

本发明简化了井身结构，所需井眼直径较小，钻井建设费用较低，由于生产套管2与中心管3的环空大于三管油垫法中中间管与中心管3之间的环空，在相同排量下，水流速度较低，因此管道阻力降低，从而减少了能耗，节省了管材和柴油的用量。从表2中可以得出，本发明提出的双管柱造腔方法极大地降低了各类造腔成本。

以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (3)

1.一种盐穴储气库双管柱造腔方法，其特征是：具有以下步骤：

a、在单井内布置生产套管和中心管，生产套管通过水泥环固定于井眼内，套管鞋置于盐层下段，井底保留一定深度的裸眼，中心管下到裸眼底部；

b、向上逐步造腔，每步造腔的第一阶段，上调套管鞋，退出油垫，然后通过中心管、中心管与生产套管之间的环空进行注水采卤，增大盐穴的高度；每步造腔的第二阶段，借助中心管或中心管与生产套管之间的环空适量注入柴油，在盐穴顶部形成油垫，强迫盐岩侧溶，增大盐穴的直径；

c、在每步造腔的第一阶段，上调套管鞋，通过割管方式形成新的套管鞋，同时为退出油垫，割管位置在当前盐穴的顶部，使油垫失去阻拦，在浮力作用下自动退回地面；

d、在每步造腔的第二阶段，也可上调套管鞋，但是割管位置不得高于当前盐穴的顶部，不得影响油垫。

2.如权利要求1所述的盐穴储气库双管柱造腔方法，其特征是：所述的裸眼深度为20～40m。

3.如权利要求1所述的盐穴储气库双管柱造腔方法，其特征是：步骤c中上调套管鞋的步骤为：起出中心管，在中心管下端连接割管器，重新下入中心管，使割管器位于盐穴顶部上方0～0.5m，向中心管内注水，通过高压水驱动割管器切断生产套管及水泥环，再起出中心管，去掉割管器，下入中心管至不溶物上方，盐穴顶部和不溶物的深度可通过声纳探测获得。