CN112227985B - 超深盐矿对接井采卤全水平段扩槽方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种盐矿对接采卤全水平段扩槽方法，属于石油与天然气地下储备技术领域。所述盐矿对接采卤全水平段扩槽方法包括以下步骤：在造斜井内通过下放注水管带动射流管到达水平腔，使注水管下入整个水平腔范围内，并使射流管分布于水平腔；通过注水管向射流管供高压清水，射流管在水平腔范围内形成均匀水射流区域，对水平腔周围盐岩进行均匀冲刷，使水平腔周围盐岩快速溶解，对水平腔全水平段进行扩槽。本发明盐矿对接采卤全水平段扩槽方法可以及时快速地扩大水平腔尺寸，在水平腔蠕变收缩发生堵塞之前，快速对水平腔扩槽，保证水平储气库的连通性，扩大储气库水平腔的体积。

Description

超深盐矿对接井采卤全水平段扩槽方法
技术领域
本发明涉及石油与天然气地下储备技术领域，特别涉及一种超深盐矿对接井采卤全水平段扩槽方法。
背景技术
盐岩以其良好的蠕变、低渗透率及损伤自我恢复的特性，而被公认为能源储存、高放射核废料永久性处置的最理想介质。随着盐穴利用的优势越来越为人所知，盐穴储库逐渐向深部地层发展。当深度超过2000m后，盐矿就被称为超深盐矿，超深盐矿的盐腔内的温度和压力都大幅度的提升，而且盐岩对温度的敏感性比普通岩石要高很多。
在高温高压条件下，岩石的力学性质发生转变，一般表现为随着温度的升高，岩石的延性加大，屈服点降低，强度降低，岩石从脆性破裂向塑性流动转化。盐岩的蠕变特性比一般岩石的蠕变特性更为复杂，盐岩的蠕变率与时间呈幂指数函数关系，盐岩的蠕变应变增大较快，较大的蠕变变形导致水平盐穴储气库建造过程中，水平腔在扩槽阶段发生蠕变收缩而闭合。加之，盐岩蠕变压缩水平段堆积的不溶物，造成水平段腔体堵塞，水平盐穴溶腔连通能力大大降低。
例如河北宁晋某3000m盐矿，共有4对井，因为水平段蠕变挤压套管等原因全部堵死，严重影响了企业的正常生产，如何避免水平段因蠕变闭合而导致的关井，是超深地层盐矿开采面临的重大问题。
发明内容
本发明提供一种盐矿对接采卤全水平段扩槽方法，解决了或部分解决了现有技术中水平段因蠕变闭合而导致的关井的技术问题。
为解决上述技术问题，本发明提供了一种盐矿对接采卤全水平段扩槽方法包括以下步骤：钻造斜井，造斜井的水平段末端在盐矿层底部通过水平腔与垂直井对接连通；在造斜井内通过下放注水管，带动射流管到达水平腔，使注水管下入整个水平腔范围内，并使射流管分布于水平腔；通过注水管向射流管供水，射流管在水平腔范围内形成均匀水射流区域，对水平腔周围盐岩进行均匀冲刷，使水平腔周围盐岩快速溶解，对水平腔全水平段进行扩槽；溶解形成的饱和卤水由垂直井排出到达地表。
进一步地，所述钻造斜井包括：在距离垂直井200m～300m的范围内钻造斜井，采用定向钻进并以造斜率，使造斜井的水平段末端在盐矿层底部通过水平腔与垂直井对接连通。
进一步地，所述射流管的半径为40mm～60mm。
进一步地，所述射流管上开设有若干列筛孔组。
进一步地，若干所述筛孔组的间距由所述射流管的进水口到所述射流管的出水口方向逐渐减小。
进一步地，所述筛孔组由若干筛孔组成；若干所述筛孔等角度均匀间隔错位设置在所述射流管上；若干所述筛孔中每两个相邻的筛孔的中心线所成的角度为30～60°。
进一步地，所述筛孔的形状为梯形；所述筛孔靠近所述射流管圆心的开口的长度大于所述筛孔远离所述射流管圆心的开口的长度；所述筛孔靠近所述射流管圆心的开口的长度为15mm±3mm；所述筛孔远离所述射流管圆心的开口的长度为12mm±3mm。
进一步地，所述射流管背离注水管的端部的一侧可翻转式地设置有挡板；所述射流管背离注水管的端部的另一侧固定设置有连接板，所述连接板上固定设置有限位块；所述挡板可与所述限位块接触。
进一步地，当注水管向射流管供水时，在注水管与造斜井的环隙注入常压清水；
溶解形成的饱和卤水在常压清水带动作用，从垂直井排出到达地表。
进一步地，当水平腔扩槽结束时，将注水管由造斜井中拉出，若注水管被盐腔溶解的不溶沉物所掩埋，难以拉出，则进行割管作业，将水平段处的射流管遗留在水平腔中。
本申请实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：
由于钻造斜井，造斜井的水平段末端在盐矿层底部通过水平腔与垂直井对接连通，在造斜井内通过下放注水管带动射流管到达水平腔，使注水管下入整个水平腔范围内，并使射流管分布于水平腔，通过注水管向射流管供高压清水，射流管在水平腔范围内形成均匀水射流区域，对水平腔周围盐岩进行均匀冲刷，使水平腔周围盐岩快速溶解，对水平腔全水平段进行扩槽，溶解形成的饱和卤水由垂直井排出到达地表，可以及时快速地扩大水平腔尺寸，在水平腔蠕变收缩发生堵塞之前，快速对水平腔扩槽，保证水平储气库的连通性，扩大储气库水平腔的体积。
附图说明
图1为本发明实施例提供的盐矿对接采卤全水平段扩槽方法的流程示意图；
图2为图1中盐矿对接采卤全水平段扩槽方法的水平腔扩槽初期示意图；
图3为图1中盐矿对接采卤全水平段扩槽方法的水平腔扩槽早期示意图；
图4为图1中盐矿对接采卤全水平段扩槽方法的水平腔扩槽中期示意图；
图5为图1中盐矿对接采卤全水平段扩槽方法的水平腔扩槽后期示意图；
图6为图1中盐矿对接采卤全水平段扩槽方法的射流管的结构示意图；
图7为图6中射流管的A-A向示意图；
图8为图6中射流管的限位块的安装示意图；
图9为图6中射流管的挡板的安装示意图。
具体实施方式
参见图1-5，本发明实施例提供的一种盐矿对接采卤全水平段扩槽方法包括以下步骤：
钻造斜井1，造斜井1的水平段末端在盐矿层底部通过水平腔2与垂直井3对接连通。
在造斜井1内通过下放注水管4，带动射流管5到达水平腔2，使注水管4下入整个水平腔范围内，并使射流管5分布于水平腔。
通过注水管4向射流管5供高压清水，射流管5在水平腔2范围内形成均匀水射流区域，对水平腔2周围盐岩进行均匀冲刷，使水平腔2周围盐岩快速溶解，对水平腔2全水平段进行扩槽。
溶解形成的饱和卤水由垂直井3排出到达地表。
本申请具体实施方式由于钻造斜井1，造斜井1的水平段末端在盐矿层底部通过水平腔2与垂直井3对接连通，在造斜井1内通过下放注水管4，带动射流管5到达水平腔2，使注水管4下入整个水平腔范围内，并使射流管5分布于水平腔，通过注水管4向射流管5供高压清水，射流管5在水平腔2范围内形成均匀水射流区域，对水平腔2周围盐岩进行均匀冲刷，使水平腔2周围盐岩快速溶解，对水平腔2全水平段进行扩槽，溶解形成的饱和卤水由垂直井3排出到达地表，可以及时快速地扩大水平腔尺寸，在水平腔蠕变收缩发生堵塞之前，快速对水平腔扩槽，保证水平储气库的连通性，扩大储气库水平腔的体积。
其中，当水平腔2连通后，处于扩槽早期的水平腔2尺寸小，盐岩蠕变速度快，采用注水管4内大流量快速注高压清水，通过射流管5尽快扩大水平腔2尺寸。注水过程中监测出卤浓度，一段时间后，计算水平腔2尺寸，调整注水管4内流量，使水平腔尺寸不断增大，以达到对水平腔高效快速扩槽的目的。
在对水平腔2全水平段进行扩槽的过程中，根据采卤数据或声呐测井的方法，调整注水管4中水流量和环隙间水流量，计算水平腔2的截面尺寸达到设计要求时，缓慢停止注水管4中的水流量。
具体地，所述钻造斜井1包括：在距离垂直井3的200m～300m的范围内钻造斜井1，采用定向钻进并以造斜率，使造斜井1的水平段末端在盐矿层底部通过水平腔2与垂直井3对接连通。
其中，当钻造斜井1完毕时，通过水泥环6对造斜井1及垂直井3进行加固。
具体地，参见图6-9，射流管5的半径为40～60mm，保证水的顺畅流动。
射流管5上开设有若干列筛孔组7，射流管5内的水流通过若干列筛孔组7射出。
若干筛孔组7的间距由射流管5的进水口到射流管5的出水口方向逐渐减小，保证在水平腔2范围内形成均匀水射流区域。
其中，若干筛孔组7可以按照等差数列进行布置，保证若干筛孔组7的出口流速相同。
筛孔组7由若干筛孔组成；若干筛孔等角度均匀间隔设置在射流管5上；若干筛孔中每两个相邻的筛孔的中心线所成的角度为30～60°，保证在水平腔2范围内形成均匀水射流区域。
筛孔的形状为梯形；筛孔靠近射流管5圆心的开口的长度大于筛孔远离射流管5圆心的开口的长度。
筛孔靠近射流管圆心的开口的长度为15mm±3mm；筛孔远离射流管圆心的开口的长度为12mm±3mm，保证射流管5射出水流的流速，对水平腔2周围盐岩进行均匀冲刷，使水平腔2周围盐岩快速溶解。
射流管5背离注水管4的端部的一侧可翻转式地设置有挡板9。在本实施方式中，射流管5背离注水管4的端部的一侧可通过合页与挡板9连接。
射流管5背离注水管4的端部的另一侧固定设置有连接板10，连接板上固定设置有限位块11。
挡板9可与限位块11接触。
其中，当通过注水管4向射流管5供水时，水流冲击到挡板9上，限位块11挡住挡板9，使水流由射流管5的筛孔射出，对水平腔2周围盐岩进行均匀冲刷，使水平腔2周围盐岩快速溶解。造腔过程中，可调整注水井为垂直井2，使垂直井3与造斜井1均匀溶解，则流水方向由垂直井3向造斜井1，此时，水流冲击到挡板9上，挡板9在水流推动作用下打开，便于使卤水顺利排出，可满足不同水流方向的开口和闭合，从而实现水平腔体均匀快速扩槽。
具体地，当注水管4向射流管5供水时，在注水管4与造斜井1的环隙注入常压清水；溶解形成的饱和卤水在常压清水带动作用，从垂直井排出到达地表。
具体地，当水平腔2扩槽结束时，将注水管4由造斜井1中拉出，若注水管4被盐腔溶解的不溶沉物8所掩埋，难以拉出，则进行割管作业，将水平段处的射流管5遗留在水平腔中。
最后所应说明的是，以上具体实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照实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，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (5)

1.一种盐矿对接采卤全水平段扩槽方法，其特征在于，包括以下步骤：
钻造斜井，造斜井的水平段末端在盐矿层底部通过水平腔与垂直井对接连通；
在造斜井内通过下放注水管，带动射流管到达水平腔，使注水管下入整个水平腔范围内，并使射流管分布于水平腔，通过水泥环对造斜井进行加固，所述射流管上开设有多列筛孔组，相邻所述筛孔组的间距由所述射流管的进水口到所述射流管的出水口方向逐渐减小，所述筛孔组由多个筛孔组成，多个所述筛孔中每两个相邻的筛孔的中心线所成的角度为30～60°，所述筛孔的形状为梯形，所述筛孔靠近所述射流管圆心的开口的长度大于所述筛孔远离所述射流管圆心的开口的长度，所述射流管背离注水管的端部的一侧可翻转式地设置有挡板；所述射流管背离注水管的端部的另一侧固定设置有连接板，所述连接板上固定设置有限位块；所述挡板能够与所述限位块接触；
通过注水管向射流管供高压清水，射流管在水平腔范围内形成均匀水射流区域，对水平腔周围盐岩进行均匀冲刷，使水平腔周围盐岩快速溶解，对水平腔全水平段进行扩槽；
溶解形成的饱和卤水由垂直井排出到达地表；
当水平腔扩槽结束时，将注水管由造斜井中拉出，若注水管被盐腔溶解的不溶沉物所掩埋，难以拉出，则进行割管作业，将水平段处的射流管遗留在水平腔中。
2.根据权利要求1所述的盐矿对接采卤全水平段扩槽方法，其特征在于，所述钻造斜井包括：
在距离垂直井200m～300m的范围内钻造斜井，采用定向钻进并以造斜率，使造斜井的水平段末端在盐矿层底部通过水平腔与垂直井对接连通。
3.根据权利要求1所述的盐矿对接采卤全水平段扩槽方法，其特征在于：
所述射流管的半径为40mm～60mm。
4.根据权利要求1所述的盐矿对接采卤全水平段扩槽方法，其特征在于：
多个所述筛孔绕射流管周向等角度均匀间隔设置在所述射流管上。
5.根据权利要求1所述的盐矿对接采卤全水平段扩槽方法，其特征在于：
所述筛孔靠近所述射流管圆心的开口的长度为15mm±3mm；
所述筛孔远离所述射流管圆心的开口的长度为12mm±3mm。
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