利用盐穴储气库残渣空隙空间储气的作业方法与流程

1.本发明涉及油气开发领域，尤指一种利用盐穴储气库残渣空隙空间储气的作业方法。


背景技术：

2.盐穴储气库是将淡水注入到地下天然盐层中，溶蚀出一定形状和体积的空腔，将天然气注入到空腔存储的一种天然气储存方法。不同于国外高品位巨厚盐丘地层，我国盐穴储气库建立在层状盐岩中，以不溶物含量多，夹层厚为特征，建库地质条件复杂。
3.盐穴储气库造腔过程中不溶物垮塌、膨胀堆积在盐腔底部，形成了空隙残渣，此部分体积无法进行注采气，浪费了极大一部分盐腔空间。而残渣中不溶物快速堆积，未经压实有大量空隙空间存在，空隙空间被卤水填充。按照堆积系数1.5，不溶物含量40％计算，不溶物残渣中的空隙空间可占到盐腔总体积的20％。
4.目前采用的传统注气排卤工艺，仅能排出残渣顶面以上腔体空间中的卤水，残渣之中的空隙空间无法利用。即使排卤管柱下入残渣内部，也存在管柱堵塞，无法利用残渣内空隙空间的问题，现有造腔与注气排卤工艺无法解决残渣空隙空间被浪费的难题。


技术实现要素：

5.本发明目的在于提供一种利用盐穴储气库残渣空隙空间储气的作业方法，以解决残渣空隙空间无法利用问题。
6.为达上述目的，本发明所提供的利用盐穴储气库残渣空隙空间储气的作业方法具体包含：步骤s10、通过平行间隔钻取盐穴储气库获得造腔井和残渣排卤井；步骤s20、向造腔井内注入淡水溶解腔壁并进行造腔，同时封闭残渣排卤井的井口进行密封保压；步骤s30、开启残渣排卤井的井口，对残渣排卤井的造腔层段没入残渣的部分进行射孔作业，待射孔作业完成后再次封闭残渣排卤井的井口；步骤s40、保持射孔的井口封闭，在造腔井中注入天然气排出造腔井的腔体中的卤水；步骤s50、开启残渣排卤井的井口，向造腔井中注入天然气，并由残渣排卤井中排出残渣中的卤水；步骤s60、封堵残渣排卤井的井口，通过造腔井进行天然气存储和采气操作。
7.进一步地，在步骤s10中，造腔井和残渣排卤井均为直井，造腔井和残渣排卤井的水平间隔为15m至30m。
8.进一步地，在步骤s10中，造腔井固井深度为盐层顶面埋深以下20m，残渣排卤井的固井深度为完钻深度。
9.进一步地，步骤s20包括：在造腔井中下入中心管和中间管，向造腔井内注入淡水溶解腔壁并进行造腔，同时封闭残渣排卤井的井口进行密封保压。
10.进一步地，步骤s20中，中间管为7英寸套管，中心管为41/2英寸油管。
11.进一步地，步骤s20还包括：造腔过程中，采用垫层控制盐岩过快上溶；采用管柱分段提升法来控制造腔的腔体形态；采用声纳检测监测腔体形态，待造腔完成后进行套管检
验与气密封试验。
12.进一步地，步骤s30包括：将射孔器下入到残渣中进行分段射孔，建立残渣中残留卤水与残渣排卤井的流通通道，待射孔完成以后封闭残渣排卤井的井口。
13.进一步地，步骤s40包括：下入注采气管柱和排卤管柱，排卤管柱下入位置接近残渣顶部，并在造腔井的井口安装安全阀；将天然气注入注采气管柱和排卤管柱的环空中，利用压力将腔体中的卤水由排卤管柱排出至地表；待排卤完成后，利用不压井作业方法起出排卤管柱。进一步地，步骤s60包括：封闭残渣排卤井的井口，通过注采气管柱进行天然气存储和采气操作。
14.进一步地，注采气管柱为7英寸套管，排卤管柱为41/2英寸油管。
15.本发明的有益效果是，通过残渣排卤井对底坑残渣进行射孔作业，并通过残渣排卤井进行排卤作业，使得注气排卤阶段可以将残渣中的部分空隙水排出，残渣中部分空隙空间得以利用，增大了有效腔体的体积。按照堆积系数1.5，不溶物含量40％计算，不溶物残渣中的空隙空间可占到盐腔总体积的20％。本发明实施例中可以将残渣空隙空间的至少一半进行利用，可将盐腔的有效利用空间提升10％以上。
附图说明
16.此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本技术的一部分，并不构成对本发明的限定。在附图中：
17.图1是本发明处于钻井阶段的示意图；
18.图2是本发明处于造腔阶段的示意图；
19.图3是本发明处于射孔阶段的示意图；
20.图4是本发明处于初次注气排卤阶段的示意图；
21.图5是本发明处于二次注气排卤阶段的示意图；
22.图6是本发明所提供的利用盐穴储气库残渣空隙空间储气的作业方法的流程示意图。
23.附图标记：
24.1、盐层；2、夹层；3、造腔井；4、残渣排卤井；5、腔体；6、残渣；7、射孔空间。
具体实施方式
25.以下将结合附图及实施例来详细说明本发明的实施方式，借此对本发明如何应用技术手段来解决技术问题，并达成技术效果的实现过程能充分理解并据以实施。需要说明的是，只要不构成冲突，本发明中的各个实施例及各实施例中的各个特征可以相互结合，所形成的技术方案均在本发明的保护范围之内。
26.另外，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。
27.请参考图6所示，本发明实施例提供了一种利用盐穴储气库残渣空隙空间储气的作业方法，包括以下步骤：
28.步骤s10、通过平行间隔钻取盐穴储气库获得造腔井和残渣排卤井；
29.步骤s20、向造腔井内注入淡水溶解腔壁并进行造腔，同时封闭残渣排卤井的井口进行密封保压；
30.步骤s30、开启残渣排卤井的井口，对残渣排卤井的造腔层段没入残渣的部分进行射孔作业，待射孔作业完成后再次封闭残渣排卤井的井口；
31.步骤s40、保持射孔的井口封闭，在造腔井中注入天然气排出造腔井的腔体中的卤水；
32.步骤s50、开启残渣排卤井的井口，向造腔井中注入天然气，并由残渣排卤井中排出残渣中的卤水；
33.步骤s60、封堵残渣排卤井的井口，通过造腔井进行天然气存储和采气操作。
34.通过残渣排卤井对底坑残渣进行射孔作业，并通过残渣排卤井进行排卤作业，使得注气排卤阶段可以将残渣中的部分空隙水排出，残渣中部分空隙空间得以利用，增大了有效腔体的体积。按照堆积系数1.5，不溶物含量40％计算，不溶物残渣中的空隙空间可占到盐腔总体积的20％。本发明实施例中可以将残渣空隙空间的至少一半进行利用，可将盐腔的有效利用空间提升10％以上。
35.在步骤s10中，造腔井和残渣排卤井均为直井，造腔井和残渣排卤井的水平间隔为15m至30m。造腔井和残渣排卤井的完钻深度均为设计造腔层段的底部埋深。造腔井固井深度为盐层顶面埋深以下20m，残渣排卤井的固井深度为完钻深度。
36.步骤s20包括：在造腔井中下入中心管和中间管，向造腔井内注入淡水溶解腔壁并进行造腔，同时封闭残渣排卤井的井口进行密封保压。其中，造腔时采用造腔初期正循环建槽，造腔中后期反循环造腔的循环模式。
37.其中，中间管为7英寸套管，中心管为41/2英寸油管。
38.具体地，步骤s20还包括：造腔过程中，采用垫层控制盐岩过快上溶；采用管柱分段提升法来控制造腔的腔体形态；采用声纳检测监测腔体形态，待造腔完成后进行套管检验与气密封试验。此处所述的各种造腔过程中的方法均属于本领域的常规技术手段，并不对其进行详细说明。
39.步骤s30包括：将射孔器下入到残渣中进行分段射孔，建立残渣中残留卤水与残渣排卤井的流通通道，待射孔完成以后封闭残渣排卤井的井口。在射孔过程中，射孔器射穿套管、水泥环并射入残渣一定深度，建立残渣中残留卤水与残渣排卤井的流通通道。
40.在本发明一实施例中，步骤s40包括：下入注采气管柱和排卤管柱，排卤管柱下入位置接近残渣顶部，并在造腔井的井口安装安全阀；将天然气注入注采气管柱和排卤管柱的环空中，利用压力将腔体中的卤水由排卤管柱排出至地表；待排卤完成后，利用不压井作业方法起出排卤管柱。
41.步骤s60包括：封闭残渣排卤井的井口，通过注采气管柱进行天然气存储和采气操作。其中，注采气管柱为7英寸套管，排卤管柱为41/2英寸油管。
42.本发明的实际应用实施例如下：
43.钻井阶段，如图1所示。盐穴储气库建立在盐层1中，盐层1中有数层夹层2，夹层2以不溶物为主。钻一口直井作为造腔井3，钻一口直井作为残渣排卤井4。两井相距15m-30m，两井完钻深度为造腔层段底部埋深。造腔井3的固井深度为盐层顶界埋深以下20m，残渣排卤井4的固井深度为造腔层段底界埋深。
44.造腔阶段，如图2所示。造腔井3采用常规造腔技术，造腔形成腔体5，不溶物堆积形成底坑残渣6。造腔流程为：在造腔井中下入中心管与中间管，采用造腔初期正循环建槽，造腔中后期反循环造腔的循环模式。造腔过程中利用垫层控制盐岩过快上溶，利用管柱分段提升法控制腔体形态规则，采用声纳检测监测腔体形态，造腔完成后进行套管检验与气密封试验。
45.射孔阶段，如图3所示。对残渣排卤井4没入残渣的部分进行射孔，形成射孔空间7，射孔完成后封闭残渣排卤井4的井口。所用射孔工艺为油气行业常规射孔工艺：将射孔器下入到残渣中进行分段射孔，射穿套管、水泥环并射入残渣一定深度，建立残渣中残留卤水与井筒的流通通道。
46.初次注气排卤阶段，如图4所示。造腔井3采用常规注气排卤技术，进行初次注气排卤，将盐腔中残渣以上腔体空间中的卤水排出腔体。注气排卤工艺流程为：下入注采气管柱和排卤管柱，注采气管柱为7英寸套管，排卤管柱为41/2英寸油管。排卤管柱下入位置接近残渣顶部，并在井口安装安全阀。将天然气注入注采气管柱和排卤管柱的环空中，利用压力将腔体中的卤水由排卤管柱排出至地表。注气排卤阶段完成后，利用不压井作业方式起出排卤管柱。
47.二次注气排卤阶段，如图5所示。开启残渣排卤井4的井口，将残渣排卤井套管作为排卤管柱进行排卤，造腔井3注气管柱进行注气。排卤完成后，残渣排卤井井口封闭不再使用，造腔井注采气管柱作为注采气阶段的注采气管柱继续使用。
48.需要说明的是，图4和图5中向下的箭头均为注气时的气体流向，向上箭头为排卤时的液体流向。
49.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：通过残渣排卤井对底坑残渣进行射孔作业，并通过残渣排卤井进行排卤作业，使得注气排卤阶段可以将残渣中的部分空隙水排出，残渣中部分空隙空间得以利用，增大了有效腔体的体积。按照堆积系数1.5，不溶物含量40％计算，不溶物残渣中的空隙空间可占到盐腔总体积的20％。本发明实施例中可以将残渣空隙空间的至少一半进行利用，可将盐腔的有效利用空间提升10％以上。
50.本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、cd-rom、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
51.本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
52.这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指
令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
53.这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
54.以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。