盐穴地下储库建库方法及装置

文档序号:582511 发布日期:2021-05-25 浏览:40次 >En<

阅读说明:本技术 盐穴地下储库建库方法及装置 (Salt cavern underground storage warehouse building method and device ) 是由 庄晓谦 袁光杰 夏焱 李国韬 路立君 金根泰 杨恒林 班凡生 李景翠 付盼 杨松 于 2019-11-25 设计创作,主要内容包括:本发明实施例提供了一种盐穴地下储库建库方法及装置,其中,该方法包括:在一个井场内设置多口井;将每两口井的井底连通,连通的两口井中一口井用于注水,另一口井用于排卤,在连通的两口井之间形成盐腔,在井场的盐层内得到多个盐腔,其中,盐腔作为存储空间,每个盐腔对应的两口井还用于注采。该方案可以增大单个地下盐腔的有效体积,在相同的盐层厚度条件下,有利于提高盐岩资源的利用率。(The embodiment of the invention provides a method and a device for building a salt cavern underground reservoir, wherein the method comprises the following steps: arranging a plurality of wells in a well site; the bottom of each two wells are communicated, one of the two communicated wells is used for water injection, the other well is used for brine discharge, a salt cavity is formed between the two communicated wells, a plurality of salt cavities are obtained in a salt layer of a well site, the salt cavities are used as storage spaces, and the two wells corresponding to each salt cavity are also used for injection and production. The scheme can increase the effective volume of a single underground salt cavity, and is favorable for improving the utilization rate of salt rock resources under the condition of the same salt layer thickness.)

盐穴地下储库建库方法及装置

技术领域

本发明涉及天然气技术领域,特别涉及一种盐穴地下储库建库方法及装置。

背景技术

盐穴地下储库是利用地下较厚的盐层或盐丘,采用人工方式在盐层或盐丘中水溶形成洞穴储存空间来存储天然气或其他存储介质,是储库主要类型之一。该类型储库具有安全性高、容量大、注采速度快、运行成本低的优点,在美国、法国、德国和俄罗斯等西方部分发达国家已经得到了很好的应用。

金坛盐穴储气库为我国第一个盐穴地下储气库,建库时间已有10余年,前期盐穴注采井的钻井方式多为直井,腔型为单井单腔。由于受到盐层厚度、井筒尺寸和造腔方式等各方面的限制,盐腔有效体积一般在20-25万方左右,较国外盐腔体积明显偏小,难以充分利用盐岩资源,建库达容较慢,且库容偏小。

发明内容

本发明实施例提供了一种盐穴地下储库建库方法,以解决现有技术中盐穴地下储库建库中存在的库容偏小的技术问题。该方法包括:

在一个井场内设置多口井;

将每两口井的井底连通,连通的两口井中一口井用于注水,另一口井用于排卤,在连通的两口井之间形成盐腔,在井场的盐层内得到多个盐腔,其中,盐腔作为存储空间,每个盐腔对应的两口井还用于注采。

本发明实施例还提供了一种盐穴地下储库建库装置,以解决现有技术中盐穴地下储库建库中存在的库容偏小的技术问题。该装置包括:

钻井设备,用于在一个井场内设置多口井;

注采设备,用于将每两口井的井底连通,连通的两口井中一口井用于注水,另一口井用于排卤,在连通的两口井之间形成盐腔,在井场的盐层内得到多个盐腔,其中,盐腔作为存储空间,每个盐腔对应的两口井还用于注采。

在本发明实施例中,通过在一个井场内设置多口井,并将每两口井的井底连通,连通的两口井中一口井用于注水,另一口井用于排卤,逐步形成溶腔,以在连通的两口井之间形成盐腔,即实现了基于双井单腔的方式建地下盐腔,进而在井场的盐层内得到多个盐腔,使得在一个井场内实现多口井的设置,形成多个盐腔,有利于实现工厂化建库,且连通的两口井之间形成盐腔,实现了基于双井单腔的方式建地下盐腔,与现有技术中基于单井单腔方式建的地下盐腔相比,本申请基于双井单腔的方式建造的地下盐腔可以增大单个盐腔的有效体积,进而增大盐穴地下储库的库容,在相同的盐层厚度条件下,有利于提高盐岩资源的利用率。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解,构成本申请的一部分,并不构成对本发明的限定。在附图中:

图1是本发明实施例提供的一种盐穴地下储库建库方法的流程图;

图2是本发明实施例提供的一种工厂化建井示意结构的俯视图;

图3是本发明实施例提供的一种井场内井底位置的示意图;

图4是本发明实施例提供的一种井场内盐腔位置的分布示意图;

图5是本发明实施例提供的一种盐穴储库双井建腔一直井和一盐穴储库定向井建井方式的3D示意图;

图6是本发明实施例提供的一种盐穴储库双井建腔双定向井建井方式的3D示意图;

图7是本发明实施例提供的一种盐穴储库双井建腔一直井和一斜井建井方式的3D示意图;

图8是本发明实施例提供的一种盐穴地下储库建库装置的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白,下面结合实施方式和附图,对本发明做进一步详细说明。在此,本发明的示意性实施方式及其说明用于解释本发明,但并不作为对本发明的限定。

在本发明实施例中,提供了一种盐穴地下储库建库方法,如图1所示,该方法包括:

步骤102:在一个井场内设置多口井;

步骤104:将每两口井的井底连通,连通的两口井中一口井用于注水,另一口井用于排卤,在连通的两口井之间形成盐腔,在井场的盐层内得到多个盐腔,其中,盐腔作为存储空间,每个盐腔对应的两口井还用于注采(即每个盐腔对应的两口井均可以用于采集该盐腔内存储的天然气或其他存储介质,具体注采过程,可以根据实际需求采用其中一口井注采或采用两口井同时注采)。

由图1所示的流程可知,在本发明实施例中,通过在一个井场内设置多口井,并将每两口井的井底连通,连通的两口井中一口井用于注水,另一口井用于排卤,逐步形成溶腔,以在连通的两口井之间形成盐腔,即每个盐腔由两口井连通后循环注排卤水形成,实现了基于双井单腔的方式建地下盐腔,进而在井场的盐层内得到多个盐腔,使得在一个井场内实现多口井的设置,形成多个盐腔,有利于实现工厂化建库,且连通的两口井之间形成盐腔,实现了基于双井单腔的方式建地下盐腔,与现有技术中基于单井单腔方式建的地下盐腔相比,本申请基于双井单腔的方式建造的地下盐腔可以增大单个盐腔的有效体积,在相同的盐层厚度条件下,有利于提高盐岩资源的利用率。

具体实施时,上述井场为具备建盐穴储库所需的盐层厚度的钻井区域。

具体实施时,为了在一个井场内多设置井进而多建盐腔,且盐腔之间互不影响、符合稳定性、密封完整性等要求,以保障储库长期运行安全为目标,在本实施例中,将所述多口井中的两口井之间形成的盐腔作为中心盐腔,所述多口井中的其他井中每两口井之间形成一个盐腔,得到多个盐腔,该多个盐腔分布在所述中心盐腔的周围空间内,相邻盐腔之间保持有互不影响、安全运行所需的距离,其中,所述中心盐腔对应的两口井包括直井或位移小于预设值的定向注采井,所述多口井中的其他井为定向注采井。

例如,如图2至图4所示,0表示井场,1-5分别表示盐腔位置,1-5分别对应的两条线条表示一个盐腔对应的两口井的轨迹,由图1可知,盐腔1由两口直井形成,盐腔2-5分别由两口定向注采井形成,由图2至图4(图4中填充线条的椭圆1-5表示盐腔)可知,两口直井形成的盐腔1位于中心,作为中心盐腔,其他由定向注采井形成的盐腔2-5分布在盐腔1周围的空间内,例如,盐腔2-5可以分布在盐腔1周围空间内的同一盐层内的不同深度、不同水平距离处。

具体实施时,上述多个盐腔还可以均匀分布在中心盐腔的周围空间内,如图3、图4所示。

具体实施时,上述多个盐腔的形状可以为横截面近似为椭圆的腔体。

具体实施时,上述定向注采井可以是具备不同井斜角的斜井等。定向注采井(directional injection and production well)为出于提高岩盐资源利用率的需要,通过钻定向井的方式构建的盐穴井筒的盐穴储气库井井型。

具体实施时,在采用双井单腔的型式建地下盐腔的过程中,每个盐腔对应的两口井的井底水平间距可以为30米至40米。具体的,每个盐腔对应的两口井的井底之间首先通过自然溶蚀法或利用连通工具、定向水平钻进等方法进行连通,随后通过其中一口井注水,另一口井排卤,逐步形成溶腔,采用此方式建造的盐腔,其有效体积可为常规单井单腔建造的盐腔的1.5倍以上。

具体实施时,为了进一步在井场内集中设置多口井,除了可以地上条件(老井、地形地貌等影响因素)合理布置之外,为了确保各井之间相互安全、互不影响施工,上述多口井中相邻两口井的井口间距为符合施工安全条件的预设距离,例如,该预设距离可以为10米至15米。具体的,为实现工厂化建库目标,在同一井场布置多口井,数量可为4-10口井,或其他适合新井场或老井场地面条件和建库需求的任何井数。示例为布井10口的情况,这些井可为直井,也可为盐穴储库定向注采井。

具体实施时,在盐穴储库双井建腔放入过程中,每个盐腔对应的两口井其建井实现方法可以包含多种情况,例如,如图5所示,为直井A和盐穴储库定向注采井B建井的情况,如图6所示,为两口盐穴储库定向注采井建井的情况,如图7所示,为一直井A和一斜井C建井的情况。目的是在同一井场或利用老井场,新建多口井,每两口井形成一个盐腔,并利用同一盐腔上的两口井,完成造腔及注采作业,最终建成盐穴储库群。

具体实施时,上述盐穴地下储库建库方法的实施过程中,由于是在同一井场布置多口井,相对现有技术中单井单腔的方式,本申请同一井场内多口井较集中,在地下工程、地面建设及后期运行各方面优势明显,有利于各工序无缝对接,以及后期注采运行阶段的工厂化运行管理,降低运行成本和难度,提高安全性。具体体现在以下几方面:

(1)减少地形地貌对井场位置的限制,节约土地,减少单井井场和钻前道路的修建,缩短建井周期;

(2)提高施工速度,极大的降低建设成本,同时减少投产后单井维护成本,利于统一管理;

(3)盐穴建库工厂化作业,在地下工程、地面建设及后期运行各方面优势明显,利于各工序无缝对接,以及后期注采运行阶段的工厂化运行管理,降低运行成本和难度,提高安全性。具体体现在以下几方面:

多个井口分布于同一井场,便于钻机搬家,为钻井液循环利用及不落地处理等操作提供了可能性,利于钻井生产;

造腔地面管线多井多腔统一布置,便于卤水的循环收集;

注采地面管线多盐腔统一布置,注采安全控制系统协调设置,注采运行按照井场分布优化管理,提高了安全性,降低了管理难度;

管柱调整、声纳测试、气密封试压、注采完井等过程高效衔接,多井、多腔协调进行,降低了作业成本。

上述盐穴储库双井建腔工厂化建库方法,在我国盐岩资源稀缺的现实条件下,对于解决建库速度慢,建库成本高的问题,具有十分重要的意义。

基于同一发明构思,本发明实施例中还提供了一种盐穴地下储库建库装置,如下面的实施例所述。由于盐穴地下储库建库装置解决问题的原理与盐穴地下储库建库方法相似,因此盐穴地下储库建库装置的实施可以参见盐穴地下储库建库方法的实施,重复之处不再赘述。以下所使用的,术语“单元”或者“模块”可以实现预定功能的软件和/或硬件的组合。尽管以下实施例所描述的装置较佳地以软件来实现,但是硬件,或者软件和硬件的组合的实现也是可能并被构想的。

图8是本发明实施例的盐穴地下储库建库装置的一种结构框图,如图8所示,该装置包括:

钻井设备802,用于在一个井场内设置多口井;

注采设备804,用于将每两口井的井底连通,连通的两口井中一口井用于注水,另一口井用于排卤,在连通的两口井之间形成盐腔,在井场的盐层内得到多个盐腔,其中,盐腔作为存储空间,每个盐腔对应的两口井还用于注采。

在一个实施例中,所述多口井中的两口井之间形成的盐腔作为中心盐腔,所述多口井中的其他井中每两口井之间形成一个盐腔,得到多个盐腔,该多个盐腔分布在所述中心盐腔的周围空间内,其中,所述中心盐腔对应的两口井包括直井或位移小于预设值的定向注采井,所述多口井中的其他井为定向注采井。

在一个实施例中,每个盐腔对应的两口井的井底水平间距为30米至40米。

在一个实施例中,所述多口井中相邻两口井的井口间距为符合施工安全条件的预设距离。

在一个实施例中,所述预设距离为10米至15米。

本发明实施例实现了如下技术效果:通过在一个井场内设置多口井,并将每两口井的井底连通,连通的两口井中一口井用于注水,另一口井用于排卤,逐步形成溶腔,以在连通的两口井之间形成盐腔,实现了基于双井单腔的方式建地下盐腔,进而在井场的盐层内得到多个盐腔,使得在一个井场内实现多口井的设置,形成多个盐腔,有利于实现工厂化建库,且连通的两口井之间形成盐腔,实现了基于双井单腔的方式建地下盐腔,与现有技术中基于单井单腔方式建的地下盐腔相比,本申请基于双井单腔的方式建造的地下盐腔可以增大单个盐腔的有效体积,在相同的盐层厚度条件下,有利于提高盐岩资源的利用率。

显然,本领域的技术人员应该明白,上述的本发明实施例的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现,它们可以集中在单个的计算装置上,或者分布在多个计算装置所组成的网络上,可选地,它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现,从而,可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行,并且在某些情况下,可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤,或者将它们分别制作成各个集成电路模块,或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样,本发明实施例不限制于任何特定的硬件和软件结合。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,对于本领域的技术人员来说,本发明实施例可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

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