一种薄盐层建库的水平盐腔建造方法与流程

1.本发明涉及一种薄盐层建库的水平盐腔建造方法，属于盐穴储气库的建造方法技术领域。


背景技术：

2.我国已有盐穴储气库选址均位于层状盐岩中，相比于国外高品位、巨厚层的盐丘，我国盐穴储气库的盐层薄，品位低，建库地质条件较差。目前采用的造腔方法以单井双管垫层控制法为主，以双层管柱(中间管柱、中心管柱)、垫层控制(柴油或者氮气等阻溶剂注入腔体顶部，阻止盐腔过快上溶)、提拉管柱(采用自下而上分段造腔)为特征。此种方法通常要求盐层厚度大于100m才能收获明显的经济效益。盐层厚度小于100m的地层若采用传统单井双管垫层控制法建造，所得盐腔体积小，存储天然气库容量少，目前尚未有针对薄盐层的合理造腔方法。
3.因此，提供一种薄盐层建库的水平盐腔建造方法已经成为本领域亟需解决的技术问题。


技术实现要素：

4.为了解决上述的缺点和不足，本发明的目的在于提供一种薄盐层建库的水平盐腔建造方法。
5.为了实现以上目的，本发明提供了一种薄盐层建库的水平盐腔建造方法，其中，所述薄盐层建库的水平盐腔建造方法包括：
6.步骤10、钻取直井，所述直井的完钻深度至薄盐层的底界以上，所述直井的固井深度至所述薄盐层的顶界以下，待所述直井完成后，下入直井注水管柱和第一排卤管柱进行建槽溶腔；
7.步骤20、距离所述直井设定距离钻取水平井，并使所述水平井与所述直井连通，所述水平井具有依次连接的竖直段、造斜段和水平段；
8.步骤30、对所述水平段进行分段溶腔操作；
9.步骤40、对所述造斜段进行溶腔操作。
10.根据本发明具体实施方案，在所述的薄盐层建库的水平盐腔建造方法中，优选地，所述步骤10中，建槽溶腔时的注水排量为30m3/h至50m3/h，建槽时间为一至两个月。
11.根据本发明具体实施方案，在所述的薄盐层建库的水平盐腔建造方法中，优选地，所述步骤10中，在进行建槽溶腔前，通过所述直井的生产套管环空注入阻溶剂至设定位置。
12.根据本发明具体实施方案，在所述的薄盐层建库的水平盐腔建造方法中，优选地，所述步骤10中，所述设定位置位于所述第一排卤管柱底部之上，且设定位置与第一排卤管柱底部之间的距离为2-4m。
13.根据本发明具体实施方案，在所述的薄盐层建库的水平盐腔建造方法中，优选地，所述直井的完钻深度至薄盐层的底界以上5m-10m。
14.根据本发明具体实施方案，在所述的薄盐层建库的水平盐腔建造方法中，优选地，所述直井的固井深度至所述薄盐层的顶界以下15m-20m。
15.根据本发明具体实施方案，在所述的薄盐层建库的水平盐腔建造方法中，优选地，所述步骤20包括：
16.距离所述直井200米以上钻取水平井，并使所述水平井与所述直井连通；
17.所述水平段具有深度相同的水平段起始点靶点与水平段终止点靶点，以使所述水平段终止点靶点位于所述直井进行建槽溶腔后形成的腔体中。
18.根据本发明具体实施方案，在所述的薄盐层建库的水平盐腔建造方法中，优选地，所述水平段的长度介于200m-500m之间。
19.根据本发明具体实施方案，在所述的薄盐层建库的水平盐腔建造方法中，优选地，所述水平井的固井深度与所述直井的固井深度相同。
20.根据本发明具体实施方案，在所述的薄盐层建库的水平盐腔建造方法中，优选地，所述步骤30包括：
21.步骤31、将所述水平段起始点靶点与所述水平段终止点靶点之间划分为多个等长的水平井分段，相邻两个水平井分段之间形成交接点，且靠近所述直井的第一交接点位于所述腔体中；
22.步骤32、向所述直井中下入第二排卤管柱，向所述水平井中下入水平井注水管柱，并使所述水平井注水管柱的出口位于所述第一交接点处；
23.步骤33、向所述水平井注水管柱中注水，由所述第二排卤管柱进行排卤，进行所述第一交接点处的造腔操作。
24.根据本发明具体实施方案，在所述的薄盐层建库的水平盐腔建造方法中，优选地，每一所述水平井分段的长度为30-60m。
25.根据本发明具体实施方案，在所述的薄盐层建库的水平盐腔建造方法中，本发明对步骤31中所述“多个等长的水平井分段”的具体数量不做具体要求，本领域技术人员可以根据现场作业需要并结合水平井的长度合理设置该等长的水平井分段的数量，只要保证可以实现本发明的目的即可。
26.根据本发明具体实施方案，在所述的薄盐层建库的水平盐腔建造方法中，优选地，当所述第二排卤管柱发生堵塞时，采用直井的第二排卤管柱注水，水平井排卤的方式进行反冲；一旦第二排卤管柱被疏通，重新采用向所述水平井注水管柱中注水，由所述第二排卤管柱进行排卤的循环模式。
27.此外，本发明对步骤32中向所述直井中下入第二排卤管柱及向所述水平井中下入水平井注水管柱的先后顺序不做具体要求，具体实施时也可以先向所述水平井中下入水平井注水管柱，再向所述直井中下入第二排卤管柱。
28.根据本发明具体实施方案，在所述的薄盐层建库的水平盐腔建造方法中，优选地，所述步骤30还包括：
29.步骤34、待所述第一交接点处的造腔操作完成后，沿所述直井与所述水平井的水平连线方向，依次对其余所述交接点处进行向上射孔造腔。
30.根据本发明具体实施方案，在所述的薄盐层建库的水平盐腔建造方法中，优选地，所述步骤40包括：
31.在所述造斜段中设定的射孔点位置进行射孔造腔。
32.根据本发明具体实施方案，在所述的薄盐层建库的水平盐腔建造方法中，优选地，所述射孔点位置位于所述水平井的阻溶剂深度以下5m至10m。
33.根据本发明具体实施方案，在所述的薄盐层建库的水平盐腔建造方法中，优选地，所述薄盐层的厚度小于等于100m。
34.本发明所提供的该薄盐层建库的水平盐腔建造方法可有效利用盐层厚度小于100m的盐岩矿床建设盐穴储气库，提高了盐岩资源利用率；并且采用双井对流造腔方法，可极大加快造腔进度，缩短建库周期。
附图说明
35.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
36.图1是本发明实施例中所提供的该薄盐层建库的水平盐腔建造方法处于直井建槽阶段的结构示意图；
37.图2是本发明实施例中所提供的该薄盐层建库的水平盐腔建造方法处于双井连通阶段的结构示意图；
38.图3是本发明实施例中所提供的该薄盐层建库的水平盐腔建造方法处于水平井分段f1溶腔阶段的结构示意图；
39.图4是本发明实施例中所提供的该薄盐层建库的水平盐腔建造方法处于水平井分段f2溶腔阶段的结构示意图；
40.图5是本发明实施例中所提供的该薄盐层建库的水平盐腔建造方法处于水平井分段f3溶腔阶段的结构示意图；
41.图6是本发明实施例中所提供的该薄盐层建库的水平盐腔建造方法处于水平井分段f4溶腔阶段的结构示意图；
42.图7是本发明实施例中所提供的该薄盐层建库的水平盐腔建造方法处于造斜段溶腔阶段的结构示意图。
43.图中主要附图标记说明：
44.1、盐岩地层；2、直井；3、直井注水管柱；4、第一排卤管柱；5、腔体；6、直井生产套管环空；7、设定位置；8、水平井；9、水平段起始点靶点；10、水平段终止点靶点；11、水平井注水管柱；12、第二排卤管柱；13、第二交接点；14、第三交接点；15、第四交接点；16、射孔点。
具体实施方式
45.为了对本发明的技术特征、目的和有益效果有更加清楚的理解，现结合以下具体实施例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。
46.本发明实施例提供了一种薄盐层建库的水平盐腔建造方法，其中，该方法具体包括以下步骤：
47.步骤10、钻取直井，直井的完钻深度至薄盐层的底界以上，直井的固井深度至薄盐层的顶界以下，待直井完成后，下入直井注水管柱和第一排卤管柱进行建槽溶腔；
48.步骤20、距离直井设定距离钻取水平井，并使水平井与直井连通，所述水平井具有依次连接的竖直段、造斜段和水平段；
49.步骤30、对水平井的水平段进行分段溶腔操作；
50.步骤40、对水平井的造斜段进行溶腔操作。
51.本发明提供的薄盐层建库的水平盐腔建造方法可有效利用盐层厚度小于100m的盐岩矿床建设盐穴储气库，提高了盐岩资源利用率。并且采用双井对流造腔方法，可极大加快造腔进度，缩短建库周期。
52.如图1所示，步骤10为直井建槽阶段的结构示意图，在该阶段中，需要在盐岩地层1中钻直井2，完钻井深为薄盐层底界以上5m-10m。直井2采用三开井身结构，三开固井至薄盐层顶界以下15m-20m。
53.钻井阶段完成后，下入直井注水管柱3和第一排卤管柱4，通过直井注水管柱3注入淡水，通过第一排卤管柱4排出卤水，进行正循环建槽溶腔，形成腔体5。在造腔阶段开始前，需在直井生产套管环空6中注入柴油或氮气等阻溶剂至设定位置7(第一排卤管柱4底部深度以上2m左右)，防止盐岩过快上溶。其中，正循环排量30m3/h-50m3/h，建槽时间1-2月。建槽完成后，取出直井注水管柱3与第一排卤管柱4。
54.如图2所示，步骤20为双井连通阶段，在该阶段时，距离直井200m(井口距离)以上钻水平井8，使之与直井2连通。水平井8自浅至深分为垂直井段、造斜段与水平井段。水平井钻井需设计至少两个靶点：水平段起始点靶点9与水平段终止点靶点10，两个靶点深度一致，为薄盐层底部以上10m，且水平段终止点靶点10需位于直井2的腔体5中。
55.双井连通阶段需保证两井连通，如因钻井误差导致两井未连通，需辅以自然溶通或小型压裂的方法，保证两井连通成功。水平井8的水平井段长度需大于200m，小于500m。水平井8固井至薄盐层顶界以下15-20m，与直井2三开固井深度一致。
56.进一步地，如图3所示，步骤30包括步骤31、根据水平井8的长度，将水平井8分为多个长度相等的水平井分段，每段长度以30-60m为宜。从直井2向水平井8的方向开始编号，将每个水平井分段依次编号为水平井分段f1、水平井分段f2、水平井分段f3、
……
和水平井分段fn。其中n为大于1的自然数。
57.本发明实施例中，n为4，即将水平井8的水平段划分为4个水平井分段。相邻两个水平井分段连接处形成交接点，本发明实施例中靠近直井2的第一交接点位于腔体5中。
58.步骤30还包括：
59.步骤32、先在水平井8中下入水平井注水管柱11，直井2中下入第二排卤管柱12。水平井8下入的水平井注水管柱11的出口位置为水平井分段f1与水平井分段f2的交接点(即第一交接点处)，该点与两井连通点之间的盐段即为水平井分段f1的溶腔范围。
60.步骤33、下入管柱后，由水平井注水管柱11注入淡水，由第二排卤管柱12排出卤水。当达到设计体积时，开始下一阶段造腔。
61.进一步地，步骤30还包括：
62.步骤34、待第一交接点处的造腔操作完成后，沿直井与水平井的水平连线方向，依次对其余交接点处进行向上射孔造腔。
63.具体如图4至图6所示，其中图4是水平井分段f2溶腔阶段的结构示意图。在水平井分段f2与水平井分段f3的第二交接点13处，沿着水平井注水管柱11的井筒向上射孔，射穿水平井注水管柱11的井筒。注入的淡水在经过第二交接点13时，向上流动溶解f2分段的腔壁。当达到设计体积时，开始下一阶段造腔。
64.图5是水平井分段f3溶腔阶段的结构示意图。在水平井分段f3与水平井分段f4的第三交接点14处，沿着水平井注水管柱11的井筒向上射孔，射穿水平井注水管柱11的井筒。注入的淡水在经过第三交接点14时，向上流动溶解f3分段的腔壁。当达到设计体积时，开始下一阶段造腔。
65.图6是水平井分段f4溶腔阶段的结构示意图。在水平井分段f4靠近水平段起始点靶点9的第四交接点15处进行射孔。注入淡水在经过第四交接点15时，向上流动溶解f4分段的腔壁。当达到设计体积时，开始下一阶段造腔。
66.需要说明的是，本阶段采用水平井8注水，直井2排卤的循环模式。仅在第二排卤管柱12发生堵塞时，采用直井2注水，水平井8排卤的方式进行反冲；一旦疏通管柱，重新进入水平井8注水，直井2排卤的循环模式。
67.本发明实施例中，步骤40包括：
68.待步骤34完成后，在水平井的裸眼与直井注水管柱间的环空间注入柴油或氮气等阻溶剂，控制水平井的阻溶剂深度与直井的阻溶剂深度一致；在造斜段中设定的射孔点位置进行射孔造腔。
69.具体如图7所示，在水平井8的造斜段中射孔，射孔点16位置的深度位于直井阻溶剂的设定位置7深度以下5-10m。在水平井裸眼与水平井注水管柱11间的环空注入阻溶剂，水平井的阻溶剂深度与直井的阻溶剂深度一致，由水平井注水管柱11注入淡水，由第二排卤管柱12排出卤水，当达到设计体积时，结束造腔。
70.从以上的描述中，可以看出，本发明上述的实施例实现了如下技术效果：
71.传统造腔方式需要盐层厚度大于100m才能收获明显经济效益，目前尚无针对厚度100m以下盐层经济实用的造腔方法。本发明提供的造腔方法可有效利用盐层厚度小于100m的盐岩矿床建设盐穴储气库，提高了盐岩资源利用率。
72.本发明采用的双井对流造腔方法，可极大加快造腔进度，缩短建库周期。由于卤水在腔体内流动时经过长距离的水平井段(大于200m)，与盐岩接触面积较大，接触时间较长，卤水浓度可迅速提高，可于开始造腔后3-4月后即达到饱和出卤浓度，相比于传统造腔方法需要一年以上时间才能达到饱和出卤浓度，极大程度缩短了建库周期；
73.本发明采用水平井段分段射孔造腔的方法，克服了水平井直接造腔腔体形态不规则的问题，使得水平腔体形态规则稳定，结构稳定性高，更符合盐穴储气库的设计要求。
74.以上所述，仅为本发明的具体实施例，不能以其限定发明实施的范围，所以其等同组件的置换，或依本发明专利保护范围所作的等同变化与修饰，都应仍属于本专利涵盖的范畴。另外，本发明中的技术特征与技术特征之间、技术特征与技术发明之间、技术发明与技术发明之间均可以自由组合使用。