CN108225687B - 一种盐穴储气库封隔器坐封效果的检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种盐穴储气库封隔器坐封效果的检测方法,步骤为：1)注采套管下入完成后，进行洗井；2)向注采套管与生产套管之间的环空内注入氮气，将环空内的卤水压至封隔器坐封位置以下；3)封隔器坐封完成之后，再向环空内继续注入氮气加压使封隔器处环空压力至少达到盐穴储气库上限压力的1.1倍；4)向注采套管内下入气液界面检测设备，检测注采套管与生产套管之间封隔器下气液界面；5)检测并记录气液界面深度、注采套管井口压力以及环空压力；6)根据封隔器下气液界面变化、注采套管井口压力变化以及环空井口压力变化情况判断封隔器坐封效果。该方法实用性强，操作简单，气密性检测精度高，有助于有效验证封隔器坐封效果，从而提高盐穴地下储气库寿命以及保障其安全有效运行。

Description

一种盐穴储气库封隔器坐封效果的检测方法

技术领域

本发明涉及一种盐穴储气库封隔器坐封效果的检测方法。

背景技术

盐穴地下储气库技术是一种新型的天然气储备技术，其通过钻井到达盐层或者盐丘，利用人工水溶方式在盐层或者盐丘中形成洞穴储存空间，从而来储存天然气的一种技术。相对于地面储气技术而言，盐穴地下储气库具有占地面积小、库容大以及安全性能高等优点，在国内也开始作为调峰储气库大规模投入使用，具有良好的前景。然而，盐穴地下储气库气密性，直接影响到了储气库的使用寿命以及运行的安全性，其中封隔器坐封效果对气密性起重要作用。若盐穴地下储气库内封隔器坐封效果达不到要求，天然气通过封隔器窜漏进入环空，导致环空带压，降低井口设备的安全性，同时，由于天然气中含有H₂S和CO₂气体，进入环空后，加速了注采套管的腐蚀，严重影响井筒以及储气库气密性以及使用寿命。

目前，各油气公司对于盐穴地下储气库气密性研究主要体现在套管丝扣连接、套管鞋以及盐穴腔体上，封隔器坐封效果以及气密性并未引起重视。目前盐穴地下储气库封隔器坐封效果检测采用的是石油天然气行业常用的检测方法：向环空中注保护液，替换环空中卤水，封隔器坐封后，继续向环空加压，使封隔器上下两端有较大的压力差，30min内井口压降小于0.5MPa，即为合格。该检测方法虽然操作简单，但是精度低，灵敏度差，不能有效反应封隔器坐封的实际效果以及气密性。盐穴地下储气库采用这种方法检测封隔器坐封效果后，虽然检测结果合格，但有的储气库在短期内就出现了环空压力逐渐上升的现象，考虑到盐穴地下储气库使用期限可长达30～50年，封隔器坐封效果应引起足够重视。

因此，采用石油天然气行业常用的封隔器坐封效果检测方法已经不能满足盐穴地下储气库长期安全运行的要求。为提高井筒以及储气库使用寿命，降低环空带压出现的可能性，就有必要建立一种精度高、适用性强的方法来检测封隔器坐封效果。

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封隔器坐封效果的检测方法，以有效提高封隔器坐封效果检测的精度，有助于延长盐穴地下储气库寿命，保障其长期安全有效运行。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种盐穴储气库封隔器坐封效果的检测方法,具有以下步骤：

(1)、将注采套管套于生产套管内下入完成后，进行洗井，以清除管壁上的盐类结晶；

(2)、向注采套管与生产套管之间形成的环空内注入氮气，将环空内的卤水压至封隔器坐封位置以下，使得封隔器坐封位置以上充满氮气；

(3)、向注采套管内投球并打压，坐封封隔器，封隔器坐封完成之后，再向环空内继续注入氮气加压，使封隔器处环空压力至少达到盐穴储气库上限压力的1.1倍；

(4)、向注采套管内下入气液界面检测设备，检测注采套管与生产套管之间封隔器下的气液界面；

(5)、在检测时间内检测并记录气液界面深度、注采套管井口压力以及环空井口压力；

(6)、根据气液界面深度、注采套管井口压力以及环空井口压力的变化情况判断封隔器坐封效果。

上述步骤1中，洗井时，先正向洗一个循环，再反向洗两个循环，洗井结束时为反向洗循环状态，以确保管壁的洁净程度符合要求。

步骤2中，向环空注入氮气前，通过计算，确定注入氮气量，并通过气液界面检测设备检测确定气液界面深度，注入氮气时，氮气与卤水气液界面在封隔器坐封位置以下5～7m，并保证在注采套管下端部以上。

上述步骤3中，坐封完成后向环空内注入氮气加压时，控制加压速度不大于1MPa/10min；

上述步骤4中，下入气液界面检测设备检测气液界面时，球及球座仍在注采套管底部，当检测设备不慎掉落时，可落在球座位置，便于打捞，但是球座脱落与否并不影响检测结果。

上述步骤5中所指的“检测时间”，是从向环空中注入氮气加压结束1小时之后开始计，至少24h无间断检测，且记录数据要求需要至少24h无间断记录，记录仪器选用传感器。

上述步骤6中封隔器坐封效果的判定原则为：所述气液界面深度在检测时间内无变化，且注采套管井口压力和环空井口压力无明显变化，则封隔器坐封效果符合要求；所述气液界面深度在检测时间内下降，且注采套管井口压力上升和环空井口压力下降，则封隔器坐封效果不符合要求；所述气液界面深度在检测时间内无变化，但注采套管井口压力上升和环空井口压力下降，则注采套管气密性不符合要求，封隔器坐封效果符合要求。

特别地，上述“注采套管井口压力和环空井口压力无明显变化”是指气体受温度影响在检测时间内上下小幅度波动状况。

本发明的有益效果是：

1、现有技术仅测量了环空压力的变化，反映的是套管和封隔器整体的密封性，密封失效情况下，不能判定泄露位置在套管或是在封隔器，本发明检测的因素更全面，避免了以上问题。

2、盐穴储气库中封隔器安装后处于高压天然气的工作环境，因此本发明在检测时采用氮气比现有技术采用液体试压更加符合实际情况。

3、氮气价格便宜，并且环保，当封隔器坐封效果检测完成后，放出环空中氮气，向环空中加入定量的保护液，保护液的使用经济高效，若直接利用环空保护液加压测试，需要备用较多的保护液。

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是本发明的检测原理示意图。

图2是封隔器坐封气密性检测气液界面深度变化曲线图。

图3是封隔器坐封气密性检测环空井口压力变化曲线图。

图4是封隔器坐封气密性检测注采套管井口压力变化曲线图。

图中：1.注采套管2.生产套管3.环空4.封隔器5.气液界面检测设备6.气液界面7.压力传感器

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。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。

如图1所示，一种盐穴储气库封隔器坐封效果的检测方法，包括以下步骤：

(1)、将注采套管1套于生产套管2内下入完成后，进行洗井，先正向洗一个循环，再反向洗两个循环，洗井结束时为反向洗循环状态，以清除管壁上的盐类结晶，确保管壁的洁净程度符合要求。

(2)、向注采套管1与生产套管2之间形成的环空3内注入氮气，先通过计算，确定注入氮气量，将环空3内的卤水压至封隔器4坐封位置以下，使得封隔器4坐封位置以上充满氮气，并通过气液界面检测设备5检测确定气液界面6深度，其中注入氮气时，氮气与卤水气液界面6在封隔器4坐封位置以下5～7m，并保证在注采套管1下端部以上。

(3)、向注采套管1投球并打压，坐封封隔器4，封隔器4坐封完成之后，再向环空3内继续注入氮气加压，使封隔器4处环空压力至少达到盐穴储气库上限压力的1.1倍，氮气加压时，控制加压速度不大于1MPa/10min；

(4)、向注采套管1内下入气液界面检测设备5，检测注采套管1与生产套管2之间封隔器4下的气液界面；

(5)、在检测时间内检测并记录气液界面6深度、注采套管1井口压力以及环空3井口压力，这里的“检测时间”，是从向环空3中注入氮气加压结束1小时之后开始计，至少24h无间断检测，且记录数据要求需要至少24h无间断记录，记录仪器选用压力传感器7。

(6)、根据封隔器4下气液界面6变化、注采套管1井口压力变化以及环空3压力变化情况判断封隔器4坐封效果，判定原则为：所述气液界面6深度在检测时间内无变化，且注采套管1井口压力和环空3井口压力无明显变化，则封隔器4坐封效果符合要求；所述气液界面6深度在检测时间内下降，且注采套管1井口压力上升，环空3井口压力下降，则封隔器4坐封效果不符合要求；所述气液界面6深度在检测时间内无变化，但注采套管1井口压力上升而环空3井口压力下降，则注采套管1气密性不符合要求，封隔器4坐封效果符合要求。

特别地，上述提到的“注采套管1井口压力和环空3井口压力无明显变化”是指气体受温度影响在检测时间内上下小幅度波动状况。

实施例：在注采套管1下入完成，洗井之后，向环空3中注入氮气，将卤水压至封隔器4坐封位置901.20m以下6m即907.20m，通过正常投球打压至坐封压力25MPa，并保持压力30min之后，完成封隔器4坐封，之后向环空3内继续注入氮气加压，本例盐穴储气库的上限压力为17MPa，经计算井身气柱压力约1.7MPa，因此环空3井口压力应达到17MPa，历时2h后，向注采套管1内下入气液界面检测设备5，检测注采套管1与生产套管2之间封隔器4下气液界面6深度为907.16m，此时注采套管1井口压力0.2MPa，环空3井口压力17MPa，通过对封隔器4下气液界面6变化、注采套管1井口压力以及环空3压力监测24h，得到图2、图3、图4所示结果。气液界面6深度基本恒定，环空3井口压力和注采套管1井口压力变化幅度很小，证明封隔器4坐封效果良好。该盐穴储气库运行三年之后，环空3仍不带压，实施结果表明封隔器4满足盐穴地下储气库气密性要求。

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 (7)

1.一种盐穴储气库封隔器坐封效果的检测方法，其特征是：具有以下步骤：

(1)、将注采套管套于生产套管内下入完成后，进行洗井，以清除管壁上的盐类结晶；

(2)、向注采套管与生产套管之间形成的环空内注入氮气，将环空内的卤水压至封隔器坐封位置以下；

(3)、向注采套管投球并打压，坐封封隔器，封隔器坐封完成之后，再向环空内继续注入氮气加压，使封隔器处环空压力至少达到盐穴储气库上限压力的1.1倍；

(4)、向注采套管内下入气液界面检测设备，检测注采套管与生产套管之间封隔器下的气液界面；

(5)、在检测时间内检测并记录气液界面深度、注采套管井口压力以及环空井口压力；

(6)、根据封隔器下气液界面变化、注采套管井口压力变化以及环空压力变化情况判断封隔器坐封效果，判定原则为：所述气液界面深度在检测时间内无变化，且注采套管井口压力和环空井口压力无明显变化，则封隔器坐封效果符合要求；所述气液界面深度在检测时间内下降，且注采套管井口压力上升和环空井口压力下降，则封隔器坐封效果不符合要求；所述气液界面深度在检测时间内无变化，但注采套管井口压力上升和环空井口压力下降，则注采套管气密性不符合要求，封隔器坐封效果符合要求。

2.如权利要求1所述的盐穴地下储气库封隔器坐封效果的检测方法，其特征是：步骤1中，洗井时，先正向洗一个循环，再反向洗两个循环，洗井结束时为反向洗循环状态。

3.如权利要求1所述的盐穴地下储气库封隔器坐封效果的检测方法，其特征是：步骤2中，向环空注入氮气前，通过计算，确定注入氮气量，并通过气液界面检测设备检测确定气液界面深度，注入氮气时，氮气与卤水气液界面在封隔器坐封位置以下5～7m，并保证在注采套管下端部以上。

4.如权利要求1所述的盐穴地下储气库封隔器坐封效果的检测方法，其特征是：步骤3中，坐封完成后向环空内注入氮气加压时，控制加压速度不大于1MPa/10min。

5.如权利要求1所述的盐穴地下储气库封隔器坐封效果的检测方法，其特征在是：步骤4中，下入气液界面检测设备检测气液界面时，封隔器坐封作业完成，球及球座仍在注采套管底部，当检测设备不慎掉落时，可落在球座位置，便于打捞，但是球座脱落与否并不影响检测结果。

6.如权利要求1所述的盐穴地下储气库封隔器坐封效果的检测方法，其特征是：步骤5中所述的“检测时间”是从向环空中注入氮气加压结束1小时之后开始计，至少24h无间断检测，且记录数据要求需要至少24h无间断记录，记录仪器选用传感器。

7.如权利要求1所述的盐穴地下储气库封隔器坐封效果的检测方法，其特征是：上述“注采套管井口压力和环空井口压力无明显变化”是指气体受温度影响在检测时间内上下小幅度波动状况。