CN113294157B - 一种加快中、厚致密夹层溶解垮塌的盐层造腔控制方法 - Google Patents

一种加快中、厚致密夹层溶解垮塌的盐层造腔控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明属于盐岩地下油气储库造腔技术领域,一种加快中、厚致密夹层溶解垮塌的盐层造腔控制方法,目的是解决传统造腔工艺在含中、厚致密夹层盐岩中溶腔形态控制困难,造腔速度缓慢,夹层大范围坍塌的问题,满足中、厚致密夹层盐岩造腔形状控制及稳定性需求。其特征是利用压裂的方式在中、厚夹层中制造出具有足够长度、高度和宽度的缝网,使得盐腔溶解过程中夹层能够逐层掉落,提高造腔速率,避免夹层整体冒落导致储库坍塌。同时,可通过调整正反循环注采的时间间隔来控制溶腔形态,避免由于夹层引起的溶腔偏溶。本发明解决了中、厚致密夹层不易溶解的问题,实现了加速夹层溶解垮塌的目标,增加了造腔高度,扩大了盐岩储库地层选择的范围。

Description

一种加快中、厚致密夹层溶解垮塌的盐层造腔控制方法
技术领域:
本发明属于盐岩地下油气储库造腔技术领域,具体涉及一种加快中、厚致密夹层溶解垮塌的盐层造腔控制方法。
背景技术:
由于国家能源储备的巨大需求,盐岩地下储备已成为能源战略储备的重点部署方向。我国大部分盐岩矿床为湖相沉积,主要形成于白垩纪至第三纪时期。相对于国外盐丘型盐岩,中国盐岩主要以层状产出为主,赋存于断陷湖盆构造中。受构造单元控制,总体规模小,沉积厚度薄。沉积受物源和气候变化影响,常与泥岩、硬石膏、钙芒硝等互层产出,盐岩单层厚度变化大。整个矿层厚度内分布薄厚不一的夹层,且盐层中含有大量杂质。
由于盐岩地层夹层多、水不溶物含量高,导致盐腔造腔速度慢、成腔效率低,尤其是夹层的存在对盐腔形态有重要影响。难以垮塌的夹层会在腔体内壁形成脊状凸起,造成腔体形态明显的不规则。另外,造腔过程中当夹层底面溶出一定长度的临空面时,夹层有整体冒落的危险,可能会将造腔管柱砸弯、砸坏,甚至形成冲击压力,影响整个腔体的稳定性。由此可知,夹层是否能够适时垮塌是影响腔体形态、建腔速度和稳定性的关键。而导致夹层垮塌的主要因素是夹层的可溶蚀性,当夹层存在裂缝或充填可溶物时,裂缝部分溶蚀,破坏了夹层的力学强度,即使厚度较大也会垮塌,从而使盐腔形态平滑规则。反之当夹层致密难溶时,即使整体厚度不大仍会对腔体形态造成明显的不利影响。因此,在夹层的成分无法改变的前提下,如何能够在夹层中制造裂缝成为了实现夹层快速溶解和垮塌的唯一途径。
针对中国盐矿地质特征,目前主要采用单井对流或对接井对流的方式进行造腔。常规造腔方案设计中的造腔层段均避开厚夹层(>10m),这种设计方案无疑缩小了建腔体积,浪费了盐矿资源,降低了经济性。另外,当有些地层的盐岩厚度较薄或者两个较薄盐层之间有较厚夹层时,如果采用传统造腔方案会因为不满足经济效益而被放弃。如果能实现夹层的快速溶解且保证每次的垮塌范围较小,就能实现上下盐层的有效连通,大大提高盐腔的建造速率,既能增大盐腔体积又能保证腔体形态,从而保证工作气量,增加经济效益。
目前主要通过二次建槽造腔的方法来实现厚夹层的溶解垮塌。上述方法无法满足夹层快速溶解以及盐腔形态控制的需求,且不易控制垮塌范围。当垮塌范围较大时,会对整个腔体的稳定性造成影响。
发明内容:
为了解决背景技术中所提到的技术问题,本发明提供一种加快中、厚致密夹层溶解垮塌的盐层造腔控制方法。
本发明的技术方案是:一种加快中、厚致密夹层溶解垮塌的盐层造腔控制方法,具体实现路径由以下几个步骤组成:
步骤一:在钻井阶段,将造腔井由地面钻至设计储库的盐层位置;
步骤二:根据钻井资料,获得夹层的位置、强度、致密性、成分以及厚度情况,确定压裂层;当夹层中含可溶物时,直接采用水溶的方法处理,可以不压裂;当夹层的厚度为2-10m,组分为不溶物且致密时,采用压裂的方式处理夹层;
步骤三:造腔井内设置有套管,套管内设置有连续管,连续管上设置有工作筒,在压裂段上下位置均设置有封隔器,隔开不同层段进行分层压裂,利用丝堵来封堵连续管的底端;封隔器之间的压裂段上均设置有射孔,根据地应力情况和夹层的厚度、物理性能以及压裂范围,控制各层的射孔孔数量和直径以及注入排量;
步骤四:以高压大排量向连续管内持续挤入前置液,在夹层与套管之间制造出压裂裂纹;当微地震监测裂缝扩展至预定范围停止泵送,加入支撑剂,完成一段压裂作业,压裂施工完成后,关闭井口所有进出口阀门,等待液压液的破胶、滤失及裂缝的闭合,防止支撑剂随高浓液体返出裂纹;
步骤五:在对预定夹层完成压裂后,开始正常的溶解建腔工作;撤离压裂设备,下放中间管和中心管;采用正循环建腔,即在中心管注入淡水,中间管排出盐岩溶解后的卤水,反循环扩腔,建腔过程中由于盐岩中的不溶物和夹层的垮塌,会在盐腔底部存在不溶物残渣;本步骤中使用的油垫层来控制盐岩溶解范围,保护生产套管鞋,控制腔体形态。
附图说明
图1为本发明中、厚致密夹层分段压裂流程示意图;
图2为压裂完成后盐岩造腔示意图。
图中标号:1—盐岩层;2—夹层;3—套管;4—连续管;5—工作筒;6—封隔器;7—射孔;8—丝堵;9—压裂裂纹;10—中间管;11—中心管;12—油垫层;13—压裂后夹层;14—盐腔;15—底部残渣。
具体实施方式
为了对本发明的技术特征、目的有更清楚的理解,先参照说明书附图对本发明的技术方案进行以下详细说明,但不能理解为对本发明的可实施范围的限定。
本发明的一种加快中、厚致密夹层溶解垮塌的盐层造腔控制方法,该方法的实现路径为,利用分段压裂技术将致密的中、厚夹层压裂,使其内部形成缝网,破坏了夹层的完整性。在后期的溶解建腔过程中,夹层逐层剥落,加快了溶解速度,且避免了一次性大范围垮塌。
本发明的一种加快中、厚致密夹层溶解垮塌的盐层造腔控制方法,步骤如下:
步骤一:在钻井阶段,将造腔井由地面钻穿盐岩层1和夹层2至储库设计盐岩层1位置,安装套管3;
步骤二:根据钻井资料,获得夹层2的位置、强度、致密性、成分以及厚度情况。当夹层中含较多可溶物时,直接采用水溶的方法处理,可以不压裂。但当夹层的厚度为2-10m,组分大多为不溶物且比较致密时,采用压裂的方式处理夹层。
步骤三:下连续管(φ88.9mm)4和工作筒5,在夹层(压裂段)2上下位置加入Y442型封隔器6,隔开不同层段进行分层压裂,利用丝堵8来封堵连续管4末端。根据地应力情况和夹层的厚度、物理性能以及压裂范围,控制各层的射孔7孔数量和直径以及注入排量;孔密为8孔/米,90°相位的定向射孔方式布置射孔,分2~4簇向四个方向定向射孔。
步骤四:以高压大排量(8-10m3/min)向连续管4内持续挤入前置液(前置液比大于50%),在夹层2与套管3之间制造出具有足够长度、高度和宽度的压裂裂纹9。当微地震监测裂缝扩展至预定范围停止泵送,加入支撑剂,完成一段压裂作业。以设计储库的直径为50m为例,裂纹的长度应该控制在40-45m左右。以夹层的厚度为5m为例,裂纹的高度最好控制在5m左右,裂纹的宽度控制在10-15m左右。其中支撑剂的选择要根据压裂段的埋深来确定,当埋深小于1000m时,使用石英砂;当埋深在1000-2000m之间时,使用树脂砂;当埋深大于2000m时,使用陶粒。压裂施工完成后,关闭井口所有进出口阀门,等待液压液的破胶、滤失及裂缝的闭合,防止支撑剂随高浓液体返出裂纹;
步骤五:在对预定夹层完成压裂后,开始正常的溶解建腔工作。撤离压裂设备,下放中间管10和中心管11,如图2所示。采用正循环建腔,即中心管11注入淡水,中间管10排出盐岩溶解后的卤水,反循环扩腔,建腔过程中会在盐腔14底部有少量残渣15。本步骤中使用的油垫层12来控制盐岩溶解范围,保护生产套管鞋,控制腔体形态。
最后说明的是,以上实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非限制,尽管通过参照本发明的实施方式已经对本发明进行了描述,但本领域的技术人员应当理解,可以在形式上和细节上对其做出各种各样的改变,而不偏离所附权利要求书所限定的本发明的宗旨和范围,其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (1)

1.一种加快中、厚致密夹层溶解垮塌的盐层造腔控制方法,其特征在于:包括以下步骤:
步骤一:在钻井阶段,将造腔井由地面钻至设计储库的盐层位置;
步骤二:根据钻井资料,获得夹层的位置、强度、致密性、成分以及厚度情况,确定压裂层;当夹层中含可溶物时,直接采用水溶的方法处理,不压裂;当夹层的厚度为2-10m,组分为不溶物且致密时,采用压裂的方式处理夹层;
步骤三:造腔井内设置有套管,套管内设置有连续管,连续管上设置有工作筒,在压裂段上下位置均设置有封隔器,隔开不同层段进行分层压裂,利用丝堵来封堵连续管的底端;封隔器之间的压裂段上均设置有射孔,根据地应力情况和夹层的厚度、物理性能以及压裂范围,控制各层的射孔孔数量和直径以及注入排量;
步骤四:以高压大排量向连续管内持续挤入前置液,在夹层与套管之间制造出压裂裂纹;当微地震监测裂缝扩展至预定范围停止泵送,加入支撑剂,完成一段压裂作业,压裂施工完成后,关闭井口所有进出口阀门,等待液压液的破胶、滤失及裂缝的闭合,防止支撑剂随高浓液体返出裂纹;
步骤五:在对预定夹层完成压裂后,开始正常的溶解建腔工作;撤离压裂设备,下放中间管和中心管;采用正循环建腔,即在中心管注入淡水,中间管排出盐岩溶解后的卤水,反循环扩腔,建腔过程中由于盐岩中的不溶物和夹层的垮塌,会在盐腔底部存在不溶物残渣;本步骤使用油垫层来控制盐岩溶解范围和腔体形态,保护生产套管鞋。
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