CN108843394A - 盐穴储气库丛式井钻井方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及盐穴储气库建设技术领域，特别是一种盐穴储气库丛式井钻井方法，包括以下步骤，（1）钻前准备：下导管；（2）一开：定向钻进、测井、下套管与固井、声幅测井；（3）二开：定向钻进、测井、下套管与固井、安装井口、声幅测井、气密封测试、完井；采用上述方法后，本发明通过在同一个井场钻进多个井眼到达不同区域的岩盐层，能够有效地避免地表不利地形地貌对井场布置的影响，具有充分利用地下岩盐资源的巨大优势。
Description
技术领域
本发明涉及盐穴储气库建设技术领域，特别是一种盐穴储气库丛式井钻井方法。
背景技术
地下岩盐属于不可再生资源，岩盐的开采应进行合理的布局和规划才能最大限度地获取资源。针对地下岩盐资源遇水溶解的特点，通常采用钻井水溶法进行开采。即从地表钻进一定深度的井眼到达岩盐层并固井，之后通过地面设备将清水注入井下溶解岩盐并依靠井内压力将卤水排出。在岩盐逐渐被溶解的同时，会形成一定容积的地下盐穴。由于岩盐具有致密性和蠕变的特性，对于天然气具有很好的密封作用，采盐形成的地下盐穴经过一定的技术改造后可以用于储存天然气等资源变为盐穴储气库。
目前国内普遍使用的盐穴储气库井多为直井，即在地表钻进垂直井段直接通达需要建设盐穴储气库的岩盐层段进行生产开采，该方法在工程上具有钻井工艺较简单，钻井成本较低的特点。但是盐穴储气库的安全性要求库与库之间需要保持一定的距离以防止盐穴之间互相连通，这就要求盐穴储气库井与井之间也需要保持一定的距离，即每建设一个盐穴储气库就需要建设一个井场。倘若地下岩盐资源优质区块上方的地表出现池塘、湖泊、河流，或是高价值的作物、工业厂房或村庄等不利于储气井井场建设的地形地貌或建、构筑物的情况，该区块的岩盐资源将无法开采，造成大量的资源浪费。随着岩盐资源的不断开发，可利用的优质资源被不断消耗，盐穴储气库井的直井钻井方法急需改变。
中国发明专利申请CN 103850711 A公开了一种盐穴储气库双井建库方法，包括：第一步，分别钻第一井和第二井，且第一井和第二井的中心线之间的距离为15-30m；第二步，第一井和第二井的中心线通过自然溶蚀法连通，且第一井和第二井循环造腔；第三步，第一井注气，第二井排卤；第四步，对第一井或第二井进行注采气，或同时对第一井和第二井进行注采气。
发明内容
本发明需要解决的技术问题是提供一种盐穴储气库丛式井钻井方法。
为了解决上述技术问题，本发明的盐穴储气库丛式井钻井方法，包括以下步骤，
步骤S1:钻前准备,下导管；
步骤S2：一开，定向钻进、测井、下套管与固井、声幅测井；
步骤S3：二开，定向钻进、测井、下套管与固井、安装井口、声幅测井、气密性测试、完井。
进一步的，所述步骤S2和步骤S3中的定向钻进还包括以下具体步骤：
(1)垂直钻进：在井口以下一定的深度范围内使井眼轨迹垂直；
(2)增斜：在井下进行一定深度的垂直钻进之后，用螺杆钻具按照设计要求的造斜率钻进以增加井斜，最终达到最大井斜角；
(3)稳斜：在井斜达到最大井斜角之后，用螺杆钻具以该井斜继续稳定钻进；
(4)降斜：在设计要求的降斜点，用螺杆钻具以一定的降斜率在钻进的同时逐渐降低井斜，最终变为垂直钻进；
(5)垂直钻进：距井底一定距离使井眼轨迹垂直。
进一步的，所述步骤S3中的气密性测试时采用氮气试压，在测试管柱与二开套管的环空注入氮气，使气液界面超过套管鞋以下5-10m进入井筒裸眼段。
进一步的，所述步骤S3中的气密性测试时注入的氮气压力达到相应测试要求，使得套管鞋处的氮气压力达到盐穴储气库运行压力的1.1倍。
进一步的，所述步骤S3中的气密性测试时包括以下评价标准：
a)泄漏率随时间的变化趋势是逐渐减小的，并最终达到一个稳定的水平；
b)24小时测试时间内气液界面深度变化小于1m；
c)如果检测结果能够同时满足上述两条标准，则认为井筒密封性合格；如果检测结果不能满足标准a），则认为井筒密封性不合格；如果检测结果满足标准a），但不满足标准b），即气液界面深度变化大于1m，则可以通过延长观测时间或者根据现场具体情况讨论决定其密封性是否合格。
更进一步的，所述步骤S3中的气密性测试时根据记录数据，依据评价标准对井筒密封性进行评价，若检测不合格，不宜在21天内进行再次检测。
采用上述方法后，本发明通过在同一个井场向不同方位钻进多个井眼到达目标岩盐层进行水溶开采并形成符合储气库要求的盐穴。在大大增加岩盐资源回采率的同时，增加了单位区域面积的盐穴储气库的数量；同时有效避免地表不良地形地貌对钻井井场的影响，减少井场对地表土地资源的占用，并减少后期储气库建设的投资及综合运行维护管理成本；另外该方法具有极强的普适性，可推广至几乎所有利用钻井水溶法开采的井矿盐生产企业或油气储运等相关企业。本发明提出的盐穴储气库丛式井钻井方法，可以在同一个井场中，向周围不同方向钻进多个井眼到达岩盐层，进行互不干扰的岩盐开采作业，最终建设成多个盐穴储气库。该方法相对于直井方案具有以下优点：一是使用该方法，单井可盘活岩盐资源量约50万吨（根据地质条件不同有所差异），提高了岩盐矿区的资源利用率和回采率，同时在一定的区域范围内通过更加灵活的井位布局，大大增加盐穴储气库的建库数量，增加了单位区域面积的储气库建设投资收益；二是盐穴储气库丛式井技术可将多个井的井场合并为一个，大大减少单井井场对土地资源的占用，且井场井口数量越多效果越明显，这在耕地资源宝贵的地区更为重要。同时，相对于需要铺设多条道路通往各单井井场的情况而言，丛式井井场仅需铺设一条道路，再次减少了对土地的占用。三是盐穴储气库丛式井技术将多井建设在同一井场，很多地面设备可以由多井共同使用，有利于后期的统一管理，大大减少储气库的综合投资和运行管理成本。四是该方法具有普遍适用性，盐穴储气库丛式井技术可推广至几乎所有利用钻井水溶法开采的井矿盐生产企业或油气储运等相关企业。
具体实施方式
本发明的盐穴老腔改造储气库新井钻井方法，包括以下步骤，
步骤S1：钻前准备，下导管；一开前挖圆井，下入φ508mm 导管至地表下30m封固表土层，水泥固井。
步骤S2：一开，定向钻进、测井、下套管与固井、声幅测井；采用螺杆钻具带φ444.5mm钻头自地表向下钻进设计深度的垂直井段后，开始向一定方向以规定的增斜率增斜钻进最终达到设计要求的最大井斜角，并保持最大井斜角继续稳定钻进至设计一开井深。测井获取地层岩性、井身情况、物性计算等数据。下φ339.7mm套管固井，48小时后井筒试压20MPa，测固井质量。一开钻井可选用饱和盐水钻井液体系。
步骤S3：二开，定向钻进、测井、下套管与固井、安装井口、声幅测井、气密封测试、完井；采用螺杆钻具带φ311.2mm钻头以最大井斜角继续钻进至设计要求的降斜点后，在钻进的同时以规定的降斜率逐渐降低井斜，同时在二开规定的靶点范围内变为垂直钻进，保持垂直度至二开完钻。测井获取地层岩性、井身情况、元素含量分析、井温、岩石力学分析、物性计算等数据。下φ244.5mm套管固井，72小时后井筒试压20MPa，测固井质量。二开钻井必须选用饱和盐水钻井液体系，目的是防止普通钻井液体系在二开钻入盐层的过程中溶解盐层，影响井眼轨迹和质量。
气密性测试：对井筒和腔体进行气密性测试；主要包括以下步骤，
a）安装井口装置，下入试压管柱，下入界面测井仪器，确保所有测试管串密封性；
b）在测试管柱与二开套管的环空注入氮气，调整气液界面至套管鞋以下5-10m进入井筒裸眼段。控制出卤，继续注入氮气使环空压力达到测试要求，使得套管鞋处的氮气压力达到盐穴储气库运行压力的1.1倍；
c）温度补偿8小时后，24小时内每小时记录一次测试时间、井口所有检测仪表读数、气水界面深度等数据；
d）根据记录数据，依据评价标准对井筒密封性进行评价，若检测不合格，不宜在21天内进行再次检测。
完井：安装井口，完井。
虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域熟练技术人员应当理解，这些仅是举例说明，可以对本实施方式作出多种变更或修改，而不背离发明的原理和实质，本发明的保护范围仅由所附权利要求书限定。
Claims (7)
1.一种盐穴储气库丛式井钻井方法，其特征在于，包括以下步骤，
步骤S1:钻前准备,下导管；
步骤S2：一开，定向钻进、测井、下套管与固井、声幅测井；
步骤S3：二开，定向钻进、测井、下套管与固井、安装井口、声幅测井、气密性测试、完井。
2.按照权利要求1所述的盐穴储气库丛式井钻井方法，其特征在于，所述步骤S2和步骤S3中的定向钻进还包括以下具体步骤：
垂直钻进：在井口以下一定的深度范围内使井眼轨迹垂直；
增斜：在井下进行一定深度的垂直钻进之后，用螺杆钻具按照设计要求的造斜率钻进以增加井斜，最终达到最大井斜角；
稳斜：在井斜达到最大井斜角之后，用螺杆钻具以该井斜继续稳定钻进；
降斜：在设计要求的降斜点，用螺杆钻具以一定的降斜率在钻进的同时逐渐降低井斜，最终变为垂直钻进；
垂直钻进：距井底一定距离使井眼轨迹垂直。
3.按照权利要求1所述的盐穴储气库丛式井钻井方法，其特征在于，所述步骤S3中的气密性测试时采用氮气试压，在测试管柱与二开套管的环空注入氮气，使气液界面超过套管鞋以下5-10m进入井筒裸眼段。
4.按照权利要求1所述的盐穴储气库丛式井钻井方法，其特征在于，所述步骤S3中的气密性测试时注入的氮气压力达到相应测试要求，使得套管鞋处的氮气压力达到盐穴储气库运行压力的1.1倍。
5.按照权利要求1所述的盐穴储气库丛式井钻井方法，其特征在于，所述步骤S3中的气密性测试时包括以下评价标准：
泄漏率随时间的变化趋势是逐渐减小的，并最终达到一个稳定的水平；
24小时测试时间内气液界面深度变化小于1m；
如果检测结果能够同时满足上述两条标准，则认为井筒密封性合格；如果检测结果不能满足标准a），则认为井筒密封性不合格；如果检测结果满足标准a），但不满足标准b），即气液界面深度变化大于1m，则可以通过延长观测时间或者根据现场具体情况讨论决定其密封性是否合格。
6.按照权利要求5所述的盐穴储气库丛式井钻井方法，其特征在于，所述步骤S3中的气密性测试时根据记录数据，依据评价标准对井筒密封性进行评价，若检测不合格，不宜在21天内进行再次检测。
7.按照权利要求1所述的盐穴储气库丛式井钻井方法，其特征在于：所述步骤S3中二开钻井必须选用饱和盐水钻井液体系。
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