CN207728393U - 用于盐穴储气库造腔的井身结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种用于盐穴储气库造腔的井身结构，包括表层套管、生产套管、中心管和裸眼，所述的生产套管设在表层套管内且生产套管下端接近盐层近底部处，生产套管下端和盐层底板之间形成所述的裸眼，中心管设在生产套管内且中心管下端接近裸眼底部，位于表层套管外周环绕有外水泥环，生产套管外周环绕有内水泥环。本实用新型通过增大生产套管的下入深度，利用生产套管在盐层中的部分作为造腔外管而免除了中间管，并且生产套管与中心管之间的环空相对较大，有利于降低注水能耗，后期可采用割管方式上调生产套管深度，以及采取油水并进的方式注油，该井身结构同样满足了造腔要求，解决了现有盐穴储气库建造成本较高的问题。

Description

用于盐穴储气库造腔的井身结构

技术领域

本实用新型涉及一种用于盐穴储气库造腔的井身结构。

背景技术

在盐层中水溶开采形成的地下溶腔用于储存天然气时，称为盐穴储气库。具体的造腔过程如下：利用钻井建立地面与盐层之间的通道，通过井下管柱向盐层注水，使盐类溶解，产生的卤水随管柱采出，逐渐形成一定体积和形状的盐穴。其中，井身结构主要是由一系列轴线重合，直径、深度和作用等不同的套管组成，且套管外侧注水泥封固。

早先，盐矿以采盐为主要目的，采取了较为简单的井身结构。在盐层中只有生产套管和中心管。生产套管下到盐层顶部，外侧注水泥固井，之后不再移动。中心管在生产套管内，其上端悬挂于井口，可以任意起下，但一般下到盐层底部。当盐层较厚如一百米以上时，该井身结构中心管伸出生产套管的长度过大，在水流作用下易振动而发生疲劳破坏，并且也更易受到冒落岩块撞击。另外，由于自然对流作用，盐穴内浓度高、密度大的卤水向下流动，浓度低、密度小的卤水向上流动。因此，高效的开采方式是由生产套管与中心管之间的环空注入淡水，由中心管采出下部高浓度的卤水。由于盐岩溶解速率与卤水浓度成反比，此时盐层顶部溶解很快，下方大部分盐层溶解较少，形成一种倒圆锥形盐穴，其问题较多，如盐矿资源利用率低、盐穴体积偏小、该形状盐穴的力学稳定性低等。由于以上原因，这种井身结构不适合用于盐穴储气库造腔。

目前，实际造腔时采用一种较复杂的井身结构。在盐层中有生产套管、中间管和中心管。生产套管仍下到盐层顶部，外侧注水泥固井，之后不再移动。中间管在生产套管内，中心管在中间管内，中间管与中心管的上端均悬挂于井口，均可以任意起下。中心管的下深大于中间管，造腔过程中一般从中间管与中心管之间的环空注入淡水，由中心管采出卤水，因此，中间管外侧的盐岩溶解较快。另外，从生产套管与中间管之间的环空注入柴油，在盐穴顶部扩散成油垫。其优点是可以通过逐步提升油垫和中间管，向上分段溶腔，得到梨形或者圆柱形的盐穴，且盐矿资源利用率高，盐穴体积较大。不过，由于容纳的套管层数增多，井径变大，钻井费用增大。若是生产套管的直径不变，在排量相同情况下，由中间管与中心管之间的环空注水同直接由生产套管与中心管的环空注水相比，过流断面减小，流速变大，注水能耗增大，故造腔成本升高。

发明内容

本实用新型要解决的技术问题是：为了克服现有技术中之不足，本实用新型提供一种用于盐穴储气库造腔的井身结构，以解决现有盐穴储气库建造成本较高的问题。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种用于盐穴储气库造腔的井身结构，包括表层套管、生产套管、中心管和裸眼，所述的生产套管设在表层套管内且生产套管下端接近盐层近底部处，生产套管下端和盐层底板之间形成所述的裸眼，中心管设在生产套管内且中心管下端接近裸眼底部，位于表层套管外周环绕有外水泥环，生产套管外周环绕有内水泥环。

优选地，所述的生产套管下端与盐层底板之间的间距为30～60m且不高于盐层顶板；所述裸眼的高度为20～40m，裸眼下方具有的盐岩厚度不小于10m。

本实用新型的有益效果是：本实用新型通过增大生产套管的下入深度，使其靠近盐层的底部，利用生产套管在盐层中的部分作为造腔外管，因此免除了中间管，并且生产套管与中心管之间的环空相对较大，有利于降低注水能耗，后期可采用割管方式上调生产套管深度，以及采取油水并进的方式注油，若割管位置在盐穴顶部上方可以借助浮力自动退油，所以该井身结构同样满足了造腔要求。

本实用新型与现有技术相比，具有如下显著的优点：

1、所需井眼较小，钻井费用降低。

2.井身结构简单，管材、固井水泥和柴油的用量减少。

3.由于生产套管与中心管之间的环空相对较大，在相同排量下，水流速度较低，管道阻力也较低，注水能耗减少。

附图说明

下面结合附图和实施方式对本实用新型进一步说明。

图1是本实用新型的结构示意图。

图中：1.表层套管 2.生产套管 3.中心管 4.裸眼 5.盐层 6.外水泥环 7.内水泥环

具体实施方式

现在结合附图对本实用新型作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本实用新型的基本结构，因此其仅显示与本实用新型有关的构成。

如图1所示的一种用于盐穴储气库造腔的井身结构，包括表层套管1、生产套管2、中心管3和裸眼4，所述的生产套管2设在表层套管5内且生产套管2下端接近盐层5底部处，生产套管2下端和盐层5底板之间形成所述的裸眼4，中心管3设在生产套管2内且中心管3下端接近裸眼4底部，位于表层套管1外周环绕有外水泥环6，生产套管2外周环绕有内水泥环7。

其中生产套管2下端与盐层5底板之间的间距为30～60m且不高于盐层5顶板；所述裸眼4的高度为20～40m，且裸眼4下方具有的盐岩5厚度不小于10m。

本实用新型中，将生产套管2兼作造腔外管，省去了现有技术中的中间管，因此井眼和套管的直径减小，而且现有技术中生产套管2下到盐层5顶部，而本实用新型中生产套管2下到盐层5底部，生产套管2下深也不同，因此可利用生产套管2在盐层5中的部分作为造腔外管，免除了中间管的使用，并且由于生产套管2与中心管3之间的环空相对较大，有利于降低注水能耗，后期可采用割管方式上调生产套管2深度，以及采取油水并进的方式注油，若割管位置在盐穴顶部上方可以借助浮力自动退油，所以该井身结构同样满足了造腔要求。

以某深度800～1000m的盐层为例，比较现有技术的井身结构与本实用新型的井身结构如表1、2所示。

表1：现有技术的井身结构

	套管外径(mm)	套管下深(m)	钻头尺寸(mm)	水泥返深(m)
					表层套管	339.7	500	444.5	地面
生产套管	244.5	820	311.1	地面
					中间管	177.8	950	\	\
中心管	114.3	980	\	\

表2：本实用新型的井身结构

	套管外径(mm)	套管下深(m)	钻头尺寸(mm)	水泥返深(m)
					表层套管	273.1	500	374.7	地面
生产套管	193.7	950	241.3	地面
					中心管	114.3	980	\	\

根据表1、2中各尺寸，计算盐穴储气库建造成本降低情况如表3所示

表3：盐穴储气库建造成本降低情况

经比较，本实用新型提供的井身结构极大地降低了盐穴储气库建造成本。

以上述依据本实用新型的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项实用新型技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项实用新型的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (3)

1.一种用于盐穴储气库造腔的井身结构，包括表层套管(1)、生产套管(2)、中心管(3)和裸眼(4)，其特征是：所述的生产套管(2)设在表层套管(1)内且生产套管(2)下端接近盐层(5)底部处，生产套管(2)下端和盐层(5)底板之间形成所述的裸眼(4)，中心管(3)设在生产套管(2)内且中心管(3)下端接近裸眼(4)底部，位于表层套管(1)外周环绕有外水泥环(6)，生产套管(2)外周环绕有内水泥环(7)。

2.如权利要求1所述的用于盐穴储气库造腔的井身结构，其特征是：所述的生产套管(2)下端与盐层(5)底板之间的间距为30～60m且不高于盐层(5)顶板。

3.如权利要求1所述的用于盐穴储气库造腔的井身结构，其特征是：所述裸眼(4)的高度为20～40m，裸眼(4)下方具有的盐岩(5)厚度不小于10m。