CN116696475B - 一种储气库腔体改造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种储气库腔体改造方法，包括：将液态的固化材料与压井液进行混合；通过压裂泵车将压井液和液态的固化材料的混合液由注采井泵入目标储气库腔体；当液态的固化材料完全固化后，停止泵注；检测目标储气库腔体的密封性，判断储气库腔体改造是否完成。本发明的一种储气库腔体改造方法，利用固化材料对腔体中残留气液混合物杂质进行顶替清理，提升了腔体容量；并且在固化材料完全固化后形成一层抗压强度高、致密性强、稳定性好的腔体边界保护层，有效保障了储气库密封性，提高了储气安全性。
Description
技术领域
本发明涉及油田储气库技术领域，具体的涉及一种储气库腔体改造方法。
背景技术
地下储气库的建设是我国天然气用气调峰、安全保供的重要工程，而我国地下储气库多为已开发完毕的油气藏改造而来 。
通过改造已开发完毕的油气藏建设的储气库虽然可以有效节约成本，缩短建库周期，但可用油气藏老井数量有限，并且由于已开发完毕的油气藏腔体中仍有未完全采尽的油气水等其它杂质侵占储气空间，甚至腔体内残留液态混合物可能与储集的天然气发生反应影响储气安全，从而造成有效存储空间受限的问题。现有针对地下储气库建设的封堵技术多利用暂堵剂对油气藏老井进行暂堵改造，不能很好的对腔体中所残留液态混合物杂质进行清理和隔绝，使得形成的储气库容量降低，而且对于储气库的密封性和储气安全性产生安全隐患。
因此，如何提高储气库储气容量，保证储气库腔体具有良好密封性以保障储气安全则成为了科研工作者亟需解决的问题。
有鉴于此，特提出本发明。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提出一种储气库腔体改造方法，相较于现有储气库腔体改造方法，可以改造形成容量更大，密封性更好，储气安全性更高的储气库。
具体地，采用了如下技术方案：
一种储气库腔体改造方法，包括：
将液态的固化材料与压井液进行混合，所述固化材料选用酯环胺类固化剂；
通过压裂泵车将压井液和液态的固化材料的混合液由注采井泵入目标储气库腔体；
当液态的固化材料完全固化后，停止泵注；
检测目标储气库腔体的密封性，判断储气库腔体改造是否完成。
作为本发明的可选实施方式，本发明的一种储气库腔体改造方法中，所述通过压裂泵车将压井液和液态的固化材料的混合液由注采井泵入目标储气库腔体包括：
将装有压井液和液态的固化材料的混合液的储液罐与压裂泵车进液口相连接，压裂泵车出液口与目标储气库腔体的注采井口注液口连接，静置至储液罐中液态的固化材料转变为凝胶态，打开压裂泵车注液阀门，向目标储气库腔体内注入压井液与凝胶态的固化材料混合液，利用凝胶态的固化材料对目标储气库腔体孔道内杂质进行顶替清理。
作为本发明的可选实施方式，本发明的一种储气库腔体改造方法中，在向目标储气库腔体内注入压井液与凝胶态的固化材料混合液的过程中：
记录泵注时间与压裂泵车压力变化，根据固化材料的凝胶时间和固化材料完全固化时间确定泵注时长。
作为本发明的可选实施方式，本发明的一种储气库腔体改造方法中，所述当液态的固化材料完全固化后，停止泵注包括：
根据记录的泵注时间判断是否达到固化材料的完全固化时间；
泵注时间达到固化材料的完全固化时间之后，观察压裂泵车压力示数变化，当压裂泵车的压力示数上升并保持稳定在一定压力数值时，则判定凝胶态的固化材料完全固化。
作为本发明的可选实施方式，本发明的一种储气库腔体改造方法中，所述检测目标储气库腔体的密封性，判断储气库腔体改造是否完成包括：
停止泵注之后，关闭压裂泵车注液阀门，关井预设时长；
打开目标储气库腔体注采井，向目标储气库腔体内泵注气体，进行目标储气库腔体密封性检测，当检测目标储气库腔体密封性良好，则改造完成。
作为本发明的可选实施方式，本发明的一种储气库腔体改造方法中，所述打开目标储气库腔体注采井，向目标储气库腔体内泵注气体，进行目标储气库腔体密封性检测包括：
打开目标储气库腔体注采井，进行压井液返排操作；
利用工业气泵向目标储气库腔体泵注气体，泵注时观察并记录工业气泵压力示数变化，若压力示数在一定时间内维持在固定数值范围内波动，则判定储气库腔体被完全密封。
作为本发明的可选实施方式，本发明的一种储气库腔体改造方法，在将液态的固化材料与压井液进行混合之前，包括：
根据储层特征选用固化材料；
对选用的固化材料取样，进行参数验证实验，实验测得固化材料的凝胶时间、完全固化后的抗压强度，完全固化后的固体结构渗透率，判断所选用固化材料是否符合储气库腔体改造要求。
作为本发明的可选实施方式，本发明的一种储气库腔体改造方法中，所述将压井液与液态的固化材料进行混合包括：
按照压井液49%，酯环胺类固化剂30%，消泡剂1%，清水20%的比例进行混合，均匀搅拌得到混合液。
作为本发明的可选实施方式，本发明的一种储气库腔体改造方法，包括：
将装有混合液的储液罐与压裂泵车进液口相连接，压裂泵车出液口与目标储气库腔体注采井口注液口连接，检查接口密封性，静置第一预设时间间隔；
待储液罐中酯环胺类固化剂由液态转变为凝胶态时，打开压裂泵车注液阀门，向目标储气库腔体内注入酯环胺类固化剂与压井液混合液，利用凝胶态的酯环胺类固化剂对目标储气库腔体孔道内杂质进行顶替清理，记录注入时间和压裂泵车压力表示数；
根据记录的注入时间判断泵注时间是否达到固化材料的完全固化时间，当观测到压裂泵车压力表示数由泵注开始的初始压力数值上升到最终压力数值，继续泵注第二预设时间间隔，压力表示数在最终压力数值附近波动，未发生明显变化，判断酯环胺类固化剂已完全固化，储气库腔体边界保护层已形成。
作为本发明的可选实施方式，本发明的一种储气库腔体改造方法，包括：
关闭压裂泵车注液阀门，关闭目标储气库腔体注采井口注液口阀门，关井第三预设时间间隔；
关井结束后，对目标储气库腔体中压井液进行返排操作；
返排完成后，利用工业气泵，向目标储气库腔体中泵注大量空气，当工业气泵压力表示数上升至某一数值不再变化后，停止泵注，保持工业气泵与目标储气库腔体的连通至第四预设时间间隔后，工业气泵压力表示数不再下降，判断目标储气库腔体密封性良好，改造完成。
与现有技术相比，本发明的有益效果：
本发明的一种储气库腔体改造方法，选用与压井液体系具有良好配伍性的固化材料，利用液态未完全固化时的固化材料在压井液的推动下对目标储气库腔体内残留液态混合物杂质进行清理，固化材料完全固化后构成新的储气库腔体边界保护层以达到储气库容量及密封性提高的目的。
因此，本发明的一种储气库腔体改造方法，利用固化材料对腔体中残留气液混合物杂质进行顶替清理，提升了腔体容量；并且在固化材料完全固化后形成一层抗压强度高、致密性强、稳定性好的腔体边界保护层，有效保障了储气库密封性，提高了储气安全性。
附图说明
图1 本发明实施例一种储气库腔体改造方法的流程图；
图2 本发明实施例一种储气库腔体改造方法的改造原理图。
附图中的标号说明：1-压井液 2-未完全固化的固化材料 3-腔体中残留气液混合物杂质 4-储气库腔体孔道 5-储气库腔体边界 6-已被顶替清理的气液混合物杂质7-完全固化的固化材料 8-储气库腔体孔道内残留压井液 9-储气库内气体。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。
因此，以下对本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的部分实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征和技术方案可以相互组合。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”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，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，这类术语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，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
参见图1所示，本实施例的一种储气库腔体改造方法，包括：
将液态的固化材料与压井液进行混合，所述固化材料选用酯环胺类固化剂；
通过压裂泵车将压井液和液态的固化材料的混合液由注采井泵入目标储气库腔体；
当液态的固化材料完全固化后，停止泵注；
检测目标储气库腔体的密封性，判断储气库腔体改造是否完成。
本实施例的一种储气库腔体改造方法，选用与压井液体系具有良好配伍性的固化材料，利用液态未完全固化时的固化材料在压井液的推动下对目标储气库腔体内残留液态混合物杂质进行清理，固化材料完全固化后构成新的储气库腔体边界保护层以达到储气库容量及密封性提高的目的。
因此，本实施例的一种储气库腔体改造方法中，利用固化材料对腔体中残留气液混合物杂质进行顶替清理，提升了腔体容量；并且在固化材料完全固化后形成一层抗压强度高、致密性强、稳定性好的腔体边界保护层，有效保障了储气库密封性，提高了储气安全性。
本实施例的一种储气库腔体改造方法中，所述通过压裂泵车将压井液和液态的固化材料的混合液由注采井泵入目标储气库腔体包括：
将装有压井液和液态的固化材料的混合液的储液罐与压裂泵车进液口相连接，压裂泵车出液口与目标储气库腔体的注采井口注液口连接，静置至储液罐中液态的固化材料转变为凝胶态，打开压裂泵车注液阀门，向目标储气库腔体内注入压井液与凝胶态的固化材料混合液，利用凝胶态的固化材料对目标储气库腔体孔道内杂质进行顶替清理。
本实施例通过将压井液与凝胶态的固化材料混合，进行压井循环，在压井循环的过程中，凝胶态的固化材料可以更好的将目标储气库腔体孔道内杂质进行顶替清理。
本实施例的一种储气库腔体改造方法中，在向目标储气库腔体内注入压井液与凝胶态的固化材料混合液的过程中：
记录泵注时间与压裂泵车压力变化，根据固化材料的凝胶时间和固化材料的完全固化时间确定泵注时长。本实施例的泵注时长需要保持在液态的固化材料未完全固化之前。
实施例的一种储气库腔体改造方法中，所述当液态的固化材料完全固化后，停止泵注包括：
根据记录的泵注时间判断是否达到固化材料的完全固化时间；
泵注时间达到固化材料的完全固化时间之后，观察压裂泵车压力示数变化，当压裂泵车的压力示数上升并保持稳定在一定压力数值时，则判定凝胶态的固化材料完全固化。
本实施例的一种储气库腔体改造方法，在利用固化材料完成封堵之后，需要检测目标储气库腔体的密封性，判断储气库腔体改造是否完成，具体实现方式包括：
停止泵注之后，关闭压裂泵车注液阀门，关井预设时长；
打开目标储气库腔体注采井，向目标储气库腔体内泵注气体，进行目标储气库腔体密封性检测，当检测目标储气库腔体密封性良好，则改造完成。
具体地，本实施例的一种储气库腔体改造方法中，所述打开目标储气库腔体注采井，向目标储气库腔体内泵注气体，进行目标储气库腔体密封性检测包括：
打开目标储气库腔体注采井，进行压井液返排操作；
利用工业气泵向目标储气库腔体泵注气体，泵注时观察并记录工业气泵压力示数变化，若压力示数在一定时间内维持在固定数值范围内波动，则判定储气库腔体被完全密封。
作为本实施例的可选实施方式，本实施例的一种储气库腔体改造方法包括：在将液态的固化材料与压井液进行混合之前，包括：
根据储层特征选用固化材料；
对选用的固化材料取样，进行参数验证实验，实验测得固化材料的凝胶时间、完全固化后的抗压强度，完全固化后的固体结构渗透率，判断所选用固化材料是否符合储气库腔体改造要求。
作为本实施例的可选实施方式，本实施例的一种储气库腔体改造方法中，所述将液态的固化材料与压井液进行混合包括：
按照压井液49%，酯环胺类固化剂30%，消泡剂1%，清水20%的比例进行混合，均匀搅拌得到混合液。
具体地，本实施例的一种储气库腔体改造方法，包括：
将装有混合液的储液罐与压裂泵车进液口相连接，压裂泵车出液口与目标储气库腔体注采井口注液口连接，检查接口密封性，静置第一预设时间间隔；
待储液罐中酯环胺类固化剂由液态转变为凝胶态时，打开压裂泵车注液阀门，向目标储气库腔体内注入酯环胺类固化剂与压井液混合液，利用较为黏稠的凝胶态的酯环胺类固化剂对目标储气库腔体孔道内杂质进行顶替清理，记录注入时间和压裂泵车压力表示数；
根据记录的注入时间判断泵注时间是否达到固化材料的完全固化时间，当观测到压裂泵车压力表示数由泵注开始的初始压力数值上升到最终压力数值，继续泵注第二预设时间间隔，压力表示数在最终压力数值附近波动，未发生明显变化，判断酯环胺类固化剂已完全固化，储气库腔体边界保护层已形成。
进一步地，本实施例的一种储气库腔体改造方法，包括：
关闭压裂泵车注液阀门，关闭目标储气库腔体注采井口注液口阀门，关井第三预设时间间隔；
关井结束后，对目标储气库腔体中压井液进行返排操作；
返排完成后，利用工业气泵，向目标储气库腔体中泵注大量空气，当工业气泵压力表示数上升至某一数值不再变化后，停止泵注，保持工业气泵与目标储气库腔体的连通至第四预设时间间隔后，工业气泵压力表示数不再下降，判断目标储气库腔体密封性良好，改造完成。
参见图2所示，为本实施例的一种储气库腔体改造方法的改造原理示意图，其中，上图中目标储气库腔体包括储气库腔体孔道4，储气库腔体孔道4中由内向外具有压井液1、未完全固化的固化材料2、腔体中残留气液混合物杂质3，下图中储气库腔体孔道4中由内向外具有储气库内气体9、储气库腔体孔道内残留压井液8、完全固化的固化材料7、已被顶替清理的气液混合物杂质6和储气库腔体边界5，其中S为固化材料在储气库腔体孔道4内的顶替距离（腔体增加空间）。
实施例
本实施例的一种储气库腔体改造方法，具体改造实施方案如下：
步骤1：根据储气库储层特征，选用酯环胺类固化剂体系，具体地，可选择HSPT固化剂，即改性酯环胺固化剂，HSPT；英文全称：Hydroxyalkylated sebacic acidPentaerythritol Triacrylate，改性酯环胺固化剂HSPT具有强度高、弹性模量低、弹塑性强、凝固时间适中等优点，一般作为优选固井材料进行固井，基于此固化剂特性，可用作储气库建设顶替材料；
步骤2：将所选用的酯环胺类固化剂进行取样，对固化材料进行参数验证实验，实验测得酯环胺类固化剂在90℃条件下的凝胶时间约为190min，完全凝固后其抗压强度能够达到70MPa，完全固化后的固体结构渗透率约为1.2×10-4mD，根据储气库建设要求，所选材料完全符合储气库腔体改造要求；
步骤3：按照：压井液49%，酯环胺类固化剂30%，消泡剂1%，清水20%的比例对改造所需液体进行混合，均匀搅拌，液体总量配置约100方；
步骤4：将装有混合液的储液罐与压裂泵车进液口相连接，压裂泵车出液口与储气库待改造腔体注采井口注液口连接，检查接口密封性，静置约70min，待储液罐中酯环胺类固化剂转变为凝胶态时，打开压裂泵车注液阀门，向储气库待改造腔体内注入酯环胺类固化剂与压井液混合液，利用较为黏稠的凝胶态酯环胺类固化剂对腔体孔道内杂质进行顶替清理，记录注入时间和压裂泵车压力表示数；
步骤5：根据步骤4中所记录时间，在泵注时间达到110min前时，压裂泵车压力表示数较为平缓的上升，当泵注时间达到110min时，观测到压裂泵车压力表示数由泵注开始较低数值上升到一较高数值，继续泵注10min，压力表示数在较高数值附近波动，未发生明显变化，判断酯环胺类固化剂已完全固化，储气库腔体边界保护层已形成；
步骤6：在步骤5的基础上，关闭压裂泵车注液阀门，关闭储气库待改造腔体注采井口注液口阀门，关井30~100min；
步骤7：步骤6关井结束后，对腔体中压井液进行返排操作，返排完成后，利用工业气泵，向腔体中泵注大量空气，当工业气泵压力表示数上升至某一数值不再变化后，停止泵注，保持工业气泵与储气库腔体的连通，100~200min后，工业气泵压力表示数不再下降，判断已改造完毕储气库腔体密封性良好，完成改造工作。
以上实施例仅用以说明本发明而并非限制本发明所描述的技术方案，尽管本说明书参照上述的各个实施例对本发明已进行了详细的说明，但本发明不局限于上述具体实施方式，因此任何对本发明进行修改或等同替换；而一切不脱离发明的精神和范围的技术方案及其改进，其均涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (9)
1.一种储气库腔体改造方法，其特征在于，包括：
将压井液与液态的固化材料进行混合，所述固化材料选用酯环胺类固化剂；
通过压裂泵车将压井液和液态的固化材料的混合液由注采井泵入目标储气库腔体；
当液态的固化材料完全固化后，停止泵注；
检测目标储气库腔体的密封性，判断储气库腔体改造是否完成；
所述通过压裂泵车将压井液和液态的固化材料的混合液由注采井泵入目标储气库腔体包括：
将装有压井液和液态的固化材料的混合液的储液罐与压裂泵车进液口相连接，压裂泵车出液口与目标储气库腔体的注采井口注液口连接，静置至储液罐中液态的固化材料转变为凝胶态，打开压裂泵车注液阀门，向目标储气库腔体内注入压井液与凝胶态的固化材料混合液，利用凝胶态的固化材料对目标储气库腔体孔道内杂质进行顶替清理。
2.根据权利要求1所述的一种储气库腔体改造方法，其特征在于，在向目标储气库腔体内注入压井液与凝胶态的固化材料混合液的过程中：
记录泵注时间与压裂泵车压力变化，根据固化材料的凝胶时间和固化材料的完全固化时间确定泵注时长。
3.根据权利要求2所述的一种储气库腔体改造方法，其特征在于，所述当液态的固化材料完全固化后，停止泵注包括：
根据记录的泵注时间判断是否达到固化材料的完全固化时间；
泵注时间达到固化材料的完全固化时间之后，观察压裂泵车压力示数变化，当压裂泵车的压力示数上升并保持稳定在一定压力数值时，则判定凝胶态的固化材料完全固化。
4.根据权利要求1-3任意一项所述的一种储气库腔体改造方法，其特征在于，所述检测目标储气库腔体的密封性，判断储气库腔体改造是否完成包括：
停止泵注之后，关闭压裂泵车注液阀门，关井预设时长；
打开目标储气库腔体注采井，向目标储气库腔体内泵注气体，进行目标储气库腔体密封性检测，当检测目标储气库腔体密封性良好，则改造完成。
5.根据权利要求4所述的一种储气库腔体改造方法，其特征在于，所述打开目标储气库腔体注采井，向目标储气库腔体内泵注气体，进行目标储气库腔体密封性检测包括：
打开目标储气库腔体注采井，进行压井液返排操作；
利用工业气泵向目标储气库腔体泵注气体，泵注时观察并记录工业气泵压力示数变化，若压力示数在一定时间内维持在固定数值范围内波动，则判定储气库腔体被完全密封。
6.根据权利要求1所述的一种储气库腔体改造方法，其特征在于，在将液态的固化材料与压井液进行混合之前，包括：
根据储层特征选用固化材料；
对选用的固化材料取样，进行参数验证实验，实验测得固化材料的凝胶时间、完全固化后的抗压强度，完全固化后的固体结构渗透率，判断所选用固化材料是否符合储气库腔体改造要求。
7.根据权利要求1所述的一种储气库腔体改造方法，其特征在于，所述将压井液与液态的固化材料进行混合包括：
按照压井液49%，酯环胺类固化剂30%，消泡剂1%，清水20%的比例进行混合，均匀搅拌得到混合液。
8.根据权利要求7所述的一种储气库腔体改造方法，其特征在于，包括：
将装有混合液的储液罐与压裂泵车进液口相连接，压裂泵车出液口与目标储气库腔体注采井口注液口连接，检查接口密封性，静置第一预设时间间隔；
待储液罐中酯环胺类固化剂由液态转变为凝胶态时，打开压裂泵车注液阀门，向目标储气库腔体内注入酯环胺类固化剂与压井液混合液，利用凝胶态的酯环胺类固化剂对目标储气库腔体孔道内杂质进行顶替清理，记录注入时间和压裂泵车压力表示数；
根据记录的注入时间判断泵注时间是否达到固化材料的完全固化时间，当观测到压裂泵车压力表示数由泵注开始的初始压力数值上升到最终压力数值，继续泵注第二预设时间间隔，压力表示数在最终压力数值附近波动，未发生明显变化，判断酯环胺类固化剂已完全固化，储气库腔体边界保护层已形成。
9.根据权利要求8所述的一种储气库腔体改造方法，其特征在于，包括：
关闭压裂泵车注液阀门，关闭目标储气库腔体注采井口注液口阀门，关井第三预设时间间隔；
关井结束后，对目标储气库腔体中压井液进行返排操作；
返排完成后，利用工业气泵，向目标储气库腔体中泵注大量空气，当工业气泵压力表示数上升至某一数值不再变化后，停止泵注，保持工业气泵与目标储气库腔体的连通至第四预设时间间隔后，工业气泵压力表示数不再下降，判断目标储气库腔体密封性良好，改造完成。
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