CN109488376A - 卧式盐穴、建造方法及其应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种卧式盐穴、建造方法及其应用，采用近距离双井建造卧式盐穴的建造方法包括以下步骤：S1、在地面中钻井，形成两个间隔开分布的竖井，所述竖井形成为盐穴，所述盐穴具有溶腔，对所述竖井进行造腔；S2、使两个所述竖井朝着相互靠近的一侧横向扩张，两个所述竖井相对的一侧连通；S3、分别横向扩大两个所述竖井的相背的一侧；S4、分别扩大两个所述竖井的中间顶部位置，形成卧式盐穴。该采用近距离双井建造卧式盐穴的建造方法具有操作简便，便于施工等优点。
Description
技术领域
本发明属于盐穴水溶造腔领域，具体涉及一种卧式盐穴，采用近距离双井建造卧式盐穴的方法，以及卧式盐穴的应用。
背景技术
自地面向盐岩矿床钻井，通过井眼注水溶盐并采出卤水，所形成的地下空腔称为盐穴。盐穴的容积远超地面罐体，并且由于盐岩天然具有极低的渗透性，盐穴可用于大规模储存石油、天然气以及化学储能电解液等各类流体。按照其形态不同，盐穴可分为立式和卧式两种。立式盐穴通常采用单井建造，其高度一般大于横向跨度。卧式盐穴通常采用双井建造，长度方向的跨度大于其高度。
据国内外地质勘察资料显示，我国盐岩矿床普遍为薄盐层，厚度一般为几十米到二百多米，而国外大型盐丘厚度可达五百米以上。因此，从提高盐穴容积考虑，国内薄盐层适合建设卧式盐穴，有利于高效地利用盐层资源、扩大能源储备的规模。另外，卧式盐穴双井的尺寸大于立式盐穴的单井，可采用较大的流量，因此其建造速度相对较快。
但是，国内盐穴油气储库目前多选用立式盐穴。一个重要原因是卧式盐穴的建造难度大于立式盐穴。对于立式盐穴，造腔管柱和垫层上下调整即可控制造腔过程。对于卧式盐穴，除向上造腔，还涉及显著的水平向造腔。双井中一井的水流向另一井过程中，浓度逐渐升高，溶解盐岩的能力下降，即便反复转换流向，中间段最终溶蚀不足而偏窄。另外，在腔体形态检测上，中间段和两井的距离较大时就成为探测的盲区。
总之，基于国内薄盐层居多的实际情况和卧式盐穴本身容积大、速度快的优点，进行卧式盐穴的建设具有极大优势，但其建造仍面临以上一些难题，提出可行的建造方法是必要的。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。
为此，本发明提出一种采用近距离双井建造卧式盐穴的建造方法，该采用近距离双井建造卧式盐穴的建造方法具有操作方便、便于实施等优点。
本发明还提出一种基于采用近距离双井建造卧式盐穴，能够解决大规模电化学能源储存，充分利用一些废弃的盐穴资源。
本发明还提出一种卧式盐穴的应用，能够用于储气、储油、储电等，应用范围广。
根据本发明第一方面实施例的采用近距离双井建造卧式盐穴的建造方法，包括以下步骤：S1、在地面中钻井，形成两个间隔开分布的竖井，所述竖井形成为盐穴，所述盐穴具有溶腔，对所述竖井进行造腔；S2、使两个所述竖井朝着相互靠近的一侧横向扩张，两个所述竖井相对的一侧连通；S3、分别横向扩大两个所述竖井的相背的一侧；S4、分别扩大两个所述竖井的中间顶部位置。
根据本发明实施例的采用近距离双井建造卧式盐穴的建造方法，通过向地面钻井，形成两个间隔开的竖井，将两个竖进横向扩张、纵向扩张，形成连通的卧式盐穴，能够解决大规模实现能源储存，充分利用一些废弃的盐穴资源。
根据本发明一个实施例，所述步骤S1中，在井口的下方设置生产套管，在所述生产套管内套置造腔外管，在所述造腔外管内套置造腔内管，所述生产套管的上端位于地面上方或者与地面齐平，所述造腔内管的下端低于所述造腔外管的下端，在所述生产套管的内壁与所述造腔外管的外壁之间设有环空间隙，所述间隙处注有保护剂，进行造腔。
根据本发明一个实施例，所述步骤S2中，在横向扩张的同时持续注入所述保护剂，在两个所述竖井连通后，将两个所述竖井对应的所述造腔外管和所述造腔内管更换为一根造腔管，所述造腔管的下端伸入所述溶腔。
根据本发明一个实施例，所述步骤S3中，在扩大所述竖井时减少所述保护剂用量。
根据本发明一个实施例，所述步骤S4中，在扩大所述竖井的中间顶部位置时，先增多再逐渐减少所述保护剂。
根据本发明一个实施例，所述步骤S1中，两个所述竖井的井深相差高度不超过10m，两个所述竖井之间的间距与所述盐穴的初始高度的比值小于侧溶底角正切值的2倍。
根据本发明一个实施例，所述步骤S1中，从所述造腔内管注清水并从所述间隙抽取卤水。
根据本发明一个实施例，所述步骤S3和所述步骤S4中，两个所述竖井分别进行注水和采卤。
根据本发明一个实施例，所述保护剂为氮气或氩气。
根据本发明一个实施例，所述步骤中，对两个所述竖井分别进行声纳测腔，合成得到卧式盐穴的三维形状。
根据本发明一个实施例，根据地层深度和所述声纳测腔结果，监测所述溶腔的上部顶板的厚度，所述上部顶板的厚度不小于30m。
根据本发明第二方面实施例的卧式盐穴，包括两个竖井，两个所述竖井间隔开设置且相对的一侧相互连通，所述竖井相背的一侧横向延伸，所述竖井的顶部中央向地面方向延伸。
根据本发明一个实施例，所述电解液储液库的深度为100m～2000m，物理体积在103m3～106m3，地热温度为25℃～70℃，所述溶腔的直径为40m～120m，高度为60m～400m。
根据本发明第二方面实施例的卧式盐穴的应用，其特征在于，所述卧式盐穴用于储气、储油和存储电能。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1是根据本发明一实施例的采用近距离双井建造卧式盐穴的建造方法的示意图；
图2是根据本发明一实施例的采用近距离双井建造卧式盐穴的建造方法的结构示意图；
图3是根据本发明又一实施例的采用近距离双井建造卧式盐穴的建造方法的示意图；
图4是根据本发明又一实施例的采用近距离双井建造卧式盐穴的建造方法的示意图；
图5是根据本发明又一实施例的采用近距离双井建造卧式盐穴的建造方法的示意图。
附图标记：
卧式盐穴100；
竖井10；溶腔11；地面12；保护剂13；盐层顶面14；盐层底面15；造腔管16；
生产套管20；造腔外管30；造腔内管40；
采用近距离双井建造卧式盐穴的建造方法200。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
下面参考附图具体描述根据本发明实施例的卧式盐穴100、建造方法200及其应用。
如图1所示，根据本发明实施例的采用近距离双井建造卧式盐穴的建造方法200，包括以下步骤：S1、在地面12中钻井，形成两个间隔开分布的竖井10，竖井10形成为盐穴，盐穴具有溶腔11，对竖井10进行造腔，如图2所示；S2、使两个竖井10朝着相互靠近的一侧横向扩张，两个竖井10相对的一侧连通，如图3所示；S3、分别横向扩大两个竖井10的相背的一侧，如图4所示；S4、分别扩大两个竖井10的中间顶部位置，如图5所示。
需要说明的是，竖井10的下端伸入盐层顶面14和盐层底面15之间。
根据本发明的一个实施例，步骤S1中，在井口的下方设置生产套管20，在生产套管20内套置造腔外管30，在造腔外管30内套置造腔内管40，生产套管20的上端位于地面12上方或者与地面12齐平，造腔内管40的下端低于造腔外管30的下端，在生产套管20的内壁与造腔外管30的外壁之间设有环空间隙，间隙处注有保护剂13，进行造腔。
进一步地，步骤S2中，在横向扩张的同时持续注入保护剂13，在两个竖井10连通后，将两个竖井10对应的造腔外管30和造腔内管40更换为一根造腔管16，造腔管16的下端伸入溶腔11。
可选地，步骤S3中，在扩大竖井10时减少保护剂13用量。
在本发明的一些具体实施方式中，步骤S4中，在扩大竖井10的中间顶部位置时，先增多再逐渐减少保护剂13。
根据本发明的一个实施例，步骤S1中，两个竖井10的井深相差高度不超过10m，两个竖井10之间的间距与盐穴的初始高度的比值小于侧溶底角正切值的2倍。
根据本发明的一个实施例，步骤S1中，从造腔内管40注清水并从间隙抽取卤水。
在本发明的一些具体实施方式中，步骤S3和步骤S4中，两个竖井10分别进行注水和采卤。
根据本发明的一个实施例，保护剂13为氮气或氩气。
根据本发明的一个实施例，步骤中，对两个竖井10分别进行声纳测腔，合成得到卧式盐穴100的三维形状。
进一步地，根据地层深度和声纳测腔结果，监测溶腔11的上部顶板的厚度，上部顶板的厚度不小于30m。
根据本发明实施例的采用近距离双井建造卧式盐穴的建造方法200得到的卧式盐穴100，包括两个竖井10，两个竖井10间隔开设置且相对的一侧相互连通，竖井10相背的一侧横向延伸，竖井10的顶部中央向地面12方向延伸。
可选地，卧式盐穴100的深度为100m～2000m，物理体积在103m3～106m3，地热温度为25℃～70℃，溶腔11的直径为40m～120m，高度为60m～400m。
根据本发明实施例的采用近距离双井建造卧式盐穴的建造方法200得到的卧式盐穴100的应用，卧式盐穴100用于储气、储油和存储电能。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。
Claims (14)
1.一种采用近距离双井建造卧式盐穴的建造方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、在地面中钻井，形成两个间隔开分布的竖井，所述竖井形成为盐穴，所述盐穴具有溶腔，对所述竖井进行造腔；
S2、使两个所述竖井朝着相互靠近的一侧横向扩张，两个所述竖井相对的一侧连通；
S3、分别横向扩大两个所述竖井的相背的一侧；
S4、分别扩大两个所述竖井的中间顶部位置，形成卧式盐穴。
2.根据权利要求1所述的采用近距离双井建造卧式盐穴的建造方法，其特征在于，所述步骤S1中，在井口的下方设置生产套管，在所述生产套管内套置造腔外管，在所述造腔外管内套置造腔内管，所述生产套管的上端位于地面上方或者与地面齐平，所述造腔内管的下端低于所述造腔外管的下端，在所述生产套管的内壁与所述造腔外管的外壁之间设有环空间隙，所述间隙处注有保护剂，进行造腔。
3.根据权利要求2所述的采用近距离双井建造卧式盐穴的建造方法，其特征在于，所述步骤S2中，在横向扩张的同时持续注入所述保护剂，在两个所述竖井连通后，将两个所述竖井对应的所述造腔外管和所述造腔内管更换为一根造腔管，所述造腔管的下端伸入所述溶腔。
4.根据权利要求3所述的采用近距离双井建造卧式盐穴的建造方法，其特征在于，所述步骤S3中，在扩大所述竖井时减少所述保护剂用量。
5.根据权利要求4所述的采用近距离双井建造卧式盐穴的建造方法，其特征在于，所述步骤S4中，在扩大所述竖井的中间顶部位置时，先增多再逐渐减少所述保护剂。
6.根据权利要求1所述的采用近距离双井建造卧式盐穴的建造方法，其特征在于，所述步骤S1中，两个所述竖井的井深相差高度不超过10m，两个所述竖井之间的间距与所述盐穴的初始高度的比值小于侧溶底角正切值的2倍。
7.根据权利要求2所述的采用近距离双井建造卧式盐穴的建造方法，其特征在于，所述步骤S1中，从所述造腔内管注清水并从所述间隙抽取卤水。
8.根据权利要求2所述的采用近距离双井建造卧式盐穴的建造方法，其特征在于，所述步骤S3和所述步骤S4中，两个所述竖井分别进行注水和采卤。
9.根据权利要求2所述的采用近距离双井建造卧式盐穴的建造方法，其特征在于，所述保护剂为氮气或氩气。
10.根据权利要求1所述的采用近距离双井建造卧式盐穴的建造方法，其特征在于，所述步骤中，对两个所述竖井分别进行声纳测腔，合成得到卧式盐穴的三维形状。
11.根据权利要求10所述的采用近距离双井建造卧式盐穴的建造方法，其特征在于，根据地层深度和所述声纳测腔结果，监测所述溶腔的上部顶板的厚度，所述上部顶板的厚度不小于30m。
12.一种根据权利要求1-11中任一所述的采用近距离双井建造卧式盐穴的建造方法得到的卧式盐穴，其特征在于，包括两个所述竖井，两个所述竖井间隔开设置且相对的一侧相互连通，所述竖井相背的一侧横向延伸，所述竖井的顶部中央向地面方向延伸。
13.根据权利要求12所述的卧式盐穴，其特征在于，所述卧式盐穴的深度为100m～2000m，物理体积在103m3～106m3，地热温度为25℃～70℃，所述溶腔的直径为40m～120m，高度为60m～400m。
14.一种根据权利要求12所述的采用近距离双井建造卧式盐穴的建造方法得到的卧式盐穴的应用，其特征在于，所述卧式盐穴用于储气、储油和存储电能。
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