CN116044506A - 一种盐穴储库分层快速造腔方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种盐穴储库分层快速造腔方法。首先建造一口斜井和一口直井；然后在目标盐层的不同深度水平定向钻进多个水平井连接斜井和直井；向多个水平井分别下入多孔软管。通过调节多孔软管的注水流量来控制多孔软管的射流范围，使多个水平段均匀上溶；盐岩溶解在卤水中通过出水管排至地表，不溶沉积物掉落堆积在水平腔底部；下部夹层和/或盐层在卤水浸泡和沉积物的重力作用下垮塌。多个水平腔通过多孔软管注入淡水同时溶解，来控制腔体同时上溶，以形成规则的腔体形状。最终多个水平腔造腔完成并贯通，形成一个大型盐穴储库。本发明在提高了盐穴的利用率和造腔效率的同时，降低了造腔成本。
Description
技术领域
本发明涉及石油与天然气地下储备技术领域，尤其涉及一种盐穴储库分层快速造腔方法。
背景技术
地下能源储库，是将石油、天然气重新注入可以长期保存的地下空间而形成的石油或者天然气储库。因其储存量大、调峰能力强、安全性高，地下能源储库集季节调峰、应急供气、能源战略储备等功能于一身。由于地下能源储库在调峰和保障用气安全上具有不可替代的作用，因而地下能源储库建设受到各国重视。目前地下能源储库主要有4种：枯竭油气藏、含水层、盐穴和废弃矿坑。而采用水溶开采形成的盐穴储库具有明显的优势，由于盐穴储库通常位于地下800-2000m，盐岩具有良好的流变特性和可塑性，因而盐岩产生一定的裂缝在适当的温度压力下可以自愈合。与国外盐丘型储库不同，我国的盐岩地层多为层状盐岩，盐层厚度大但纯度相对较低，夹层多且杂质含量较高。因此，在层状盐岩地层中建造大型地下能源储库面临诸多挑战。
目前盐穴储库的建造方法包括：建造一口直井和一口斜井，利用定向钻进技术连接两井，同时需要注入油垫防止过快上溶。此方法水平井段盐层溶解很少，盐岩利用率低，浪费了大量的盐岩资源，同时需要注入柴油垫层，污染水资源的同时增加了造腔成本。遇到厚夹层可能导致盐穴无法上溶，严重影响造腔效率。因此，现有的造腔方法无法适用我国的层状盐岩地层，也无法满足我国能源储备对盐穴的需求。因此，提高盐穴的利用率和造腔效率同时降低造腔成本对于盐穴地下储库的建造具有重要意义。
依据现有的水平井造腔技术，建造一个30万方左右的盐穴储库，大约需要5年的时间。建造周期过长，严重影响了我国地下能源储备的规划和发展，无法满足在层状盐岩中建造大型盐穴储库的迫切需求。如何提高在厚盐层中盐穴的建造速度和降低建造成本是本领域技术人员亟需解决的重要问题。
发明内容
本发明通过提供一种盐穴储库分层快速造腔方法，在提高了盐穴的利用率和造腔效率的同时，降低了造腔成本。
本发明提供了一种盐穴储库分层快速造腔方法，包括：
建造一口斜井和一口直井；
在目标盐层的不同深度水平定向钻进多个水平井连接所述斜井和所述直井；
向所述多个水平井分别下入多孔软管，通过调节所述多孔软管的注水流量来控制所述多孔软管的射流范围，使多个水平段均匀上溶；
盐岩溶解在卤水中通过出水管排至地表，不溶沉积物掉落堆积在水平腔的底部；下部夹层和/或盐层在卤水浸泡和沉积物的重力作用下垮塌，多个水平腔造腔完成并贯通，形成一个大型盐穴储库。
具体来说，所述在目标盐层的不同深度水平定向钻进多个水平井连接所述斜井和所述直井，包括：
利用定向钻井技术，在目标盐层的不同深度水平定向钻进多个水平井连接所述斜井和所述直井。
具体来说，所述向所述多个水平井分别下入多孔软管，通过调节所述多孔软管的注水流量来控制所述多孔软管的射流范围，包括：
向所述多个水平井分别下入多孔软管，所述多孔软管悬浮在卤水顶部；通过所述斜井下入注水管，通过调节所述注水管的注水流量来控制所述多孔软管的射流范围。
具体来说，还包括：
通过所述直井下入出水管。
具体来说，在所述形成一个大型盐穴储库之后，还包括：
将所述多孔软管从所述斜井中取出；或进行割管作业，将水平段的多孔软管留在水平腔内。
具体来说，所述多孔软管的材质是硅胶或者聚乙烯。
本发明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：
本发明提供了一种盐穴储库分层快速造腔方法，适用于厚盐层的大型盐穴储库建造。主要利用多个水平井分层同步建造盐穴溶腔，具体来说：
首先建造一口斜井和一口直井；然后在目标盐层的不同深度水平定向钻进多个水平井连接斜井和直井；向多个水平井分别下入多孔软管，多孔软管悬浮在卤水顶部，无需加入柴油垫层控制上溶。通过调节多孔软管的注水流量来控制多孔软管的射流范围，使多个水平段均匀上溶；盐岩溶解在卤水中通过出水管排至地表，不溶沉积物掉落堆积在水平腔底部；下部夹层和/或盐层在卤水浸泡和沉积物的重力作用下垮塌。由于浮力和软管的材质，上层盐层溶解以及沉渣的堆积不会影响软管的注水。多个水平腔通过多孔软管注入淡水同时溶解，来控制腔体同时上溶，以形成规则的腔体形状。最终多个水平腔造腔完成并贯通，形成一个大型盐穴储库。工艺流程操作简单，便于现场应用实施。
本发明的优点包括：
1、本发明利用定向钻井技术在不同层位钻进水平井，使直井和斜井分层连接，多层盐岩同时溶解，极大地提高了造腔效率。
2、水平井的多孔软管悬浮在卤水上表面，通过调节注水流量来控制多孔软管出水孔的射流范围，使盐层均匀溶解。
3、本发明造腔过程中无需加入柴油垫层控制上溶，不会污染卤水，多孔软管可以重复使用，降低了造腔成本。
4、本发明特别适用于厚盐层的快速造腔，同样可以用于存在厚夹层的层状盐岩造腔，沉渣堆积在水平腔的底部，在卤水的浸泡作用下，可以解决厚夹层难以垮塌的问题。
5、在厚盐层中快速建造大型储库，提高了盐岩资源的利用率，降低了造腔成本。
附图说明
图1为本发明实施例提供的盐穴储库分层快速造腔方法的流程图；
图2为本发明实施例提供的盐穴储库分层快速造腔方法中分层建槽的结构示意图；
图3为本发明实施例提供的盐穴储库分层快速造腔方法中分层水溶造腔前期示意图；
图4为本发明实施例提供的盐穴储库分层快速造腔方法中分层水溶造腔中期示意图；
图5为本发明实施例提供的盐穴储库分层快速造腔方法中分层水溶造腔后期示意图；
其中，1-斜井，2-直井，3-注水管，4-出水管，5-多孔软管，6-多孔软管出水孔，7-第一水平腔，8-第二水平腔，9-第三水平腔，10-不溶沉积物，11-最终盐穴腔体。
具体实施方式
本发明实施例通过提供一种盐穴储库分层快速造腔方法，在提高了盐穴的利用率和造腔效率的同时，降低了造腔成本。
为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。
参见图1，本发明实施例提供的盐穴储库分层快速造腔方法，包括：
步骤S110：建造一口斜井和一口直井；
步骤S120：在目标盐层的不同深度水平定向钻进多个水平井连接斜井和直井；
对本步骤进行具体说明，在目标盐层的不同深度水平定向钻进多个水平井连接斜井和直井，包括：
利用定向钻井技术，在目标盐层的不同深度水平定向钻进多个水平井连接斜井和直井。
步骤S130：向多个水平井分别下入多孔软管，通过调节多孔软管的注水流量来控制多孔软管的射流范围，使多个水平段均匀上溶；
对本步骤进行具体说明，向多个水平井分别下入多孔软管，通过调节多孔软管的注水流量来控制多孔软管的射流范围，包括：
向多个水平井分别下入多孔软管，多孔软管悬浮在卤水顶部；通过斜井下入注水管，通过调节注水管的注水流量来控制多孔软管的射流范围。
对本发明实施例进行具体说明，还包括：
通过直井下入出水管。
步骤S140：盐岩溶解在卤水中通过出水管排至地表，不溶沉积物掉落堆积在水平腔的底部；下部夹层和/或盐层在卤水浸泡和沉积物的重力作用下垮塌，多个水平腔造腔完成并贯通，形成一个大型盐穴储库。
对本发明实施例进行进一步说明，在形成一个大型盐穴储库之后，还包括：
将多孔软管从斜井中取出；或，进行割管作业，将水平段的多孔软管留在水平腔内。
在本实施例中，多孔软管的材质是硅胶或者聚乙烯。
下面对本发明实施例进行进一步说明，本发明实施例提供的是一种大型盐穴储库分层快速造腔方法，该方法应用于水平井造腔，参见图2、图3、图4和图5，具体步骤如下：
1、在盐层厚度大于300m的淮安某盐矿先开一口斜井1和一口直井2；盐层厚度每间隔80m左右，利用水平定向钻进技术，使两口井在不同盐层厚度位置连通；通过斜井1下入注水管3，在多个水平段与定向多孔软管5连接，多孔软管5布满整个水平段。盐层被多个多孔软管由下到上被分成第一水平腔7、第二水平腔8和第三水平腔9。
2、淡水通过注水管3注入各个水平段的多孔软管5，第一水平腔7、第二水平腔8和第三水平腔9同时溶解。在水的浮力作用下，多个水平腔的多孔软管5均位于卤水的上表面。增加注水流量可以增加多孔软管出水孔6的射流范围，冲刷盐层和夹层表面，来控制腔体的均匀溶解。卤水通过出水管4排出地表。
3、在盐层向上溶解的过程中，不溶沉积物10掉落堆积在底部区域，形成最终盐穴腔体11。当不同层位的盐层溶解厚度接近间隔厚度80m时，在不溶沉积物10的重力作用下，下部盐层或夹层会被压垮，不溶沉积物10掉落到洞穴的底部区域。由于卤水的浮力作用，多孔软管5会一直停留在洞穴卤水的上部，不会受到掉落的沉积物的影响。
4、当所有层位的水平腔完成建造并溶通之后，将第一水平腔7、第二水平腔8和第三水平腔9的多孔软管5从斜井1中取出。若难以取出，则进行割管作业，将水平段的多孔软管5留在水平腔内。
本发明实施例适用于天然气、石油或压气蓄能地下储库的建造工程。
尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (6)
1.一种盐穴储库分层快速造腔方法，其特征在于，包括：
建造一口斜井和一口直井；
在目标盐层的不同深度水平定向钻进多个水平井连接所述斜井和所述直井；
向所述多个水平井分别下入多孔软管，通过调节所述多孔软管的注水流量来控制所述多孔软管的射流范围，使多个水平段均匀上溶；
盐岩溶解在卤水中通过出水管排至地表，不溶沉积物掉落堆积在水平腔的底部；下部夹层和/或盐层在卤水浸泡和沉积物的重力作用下垮塌，多个水平腔造腔完成并贯通，形成一个大型盐穴储库。
2.如权利要求1所述的盐穴储库分层快速造腔方法，其特征在于，所述在目标盐层的不同深度水平定向钻进多个水平井连接所述斜井和所述直井，包括：
利用定向钻井技术，在目标盐层的不同深度水平定向钻进多个水平井连接所述斜井和所述直井。
3.如权利要求1所述的盐穴储库分层快速造腔方法，其特征在于，所述向所述多个水平井分别下入多孔软管，通过调节所述多孔软管的注水流量来控制所述多孔软管的射流范围，包括：
向所述多个水平井分别下入多孔软管，所述多孔软管悬浮在卤水顶部；通过所述斜井下入注水管，通过调节所述注水管的注水流量来控制所述多孔软管的射流范围。
4.如权利要求1所述的盐穴储库分层快速造腔方法，其特征在于，还包括：
通过所述直井下入出水管。
5.如权利要求1所述的盐穴储库分层快速造腔方法，其特征在于，在所述形成一个大型盐穴储库之后，还包括：
将所述多孔软管从所述斜井中取出；或进行割管作业，将水平段的多孔软管留在水平腔内。
6.如权利要求1-5中任一项所述的盐穴储库分层快速造腔方法，其特征在于，所述多孔软管的材质是硅胶或者聚乙烯。
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Cited By (1)
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| CN117307243A (zh) * | 2023-09-25 | 2023-12-29 | 中国科学院武汉岩土力学研究所 | 一种超深地层沉渣型储库构建方法 |
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2023
- 2023-03-09 CN CN202310225145.0A patent/CN116044506A/zh active Pending
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