专利名称：地下盐穴储气库群的建造方法
技术领域：
本发明属于油气资源开发领域，具体地，涉及一种地下盐穴储气库群的建造方法。
背景技术：
在盐穴储气库群建设过程中，合理选择库群间矿柱的宽度可以预防盐穴储气库在造腔和运行过程中发生失效破坏，有效提高盐岩资源的利用效率。如果矿柱宽度留设太大， 会造成大量盐岩资源浪费，影响经济效果；而留设太小，会使矿柱产生突跳失稳破坏，引起盐穴顶板大面积破坏，可能导致整个盐穴储气库群报废。现阶段地下盐穴储气库群间矿柱宽度设计主要参照工程经验，并未给出矿柱宽度具体数值及其施工做法，导致在实际设计和溶漓造腔过程中随意性较大。设计者往往为了保证安全，显著提高矿柱设计宽度造成盐岩浪费。本发明给出矿柱尺寸具体数值及施工做法，提高矿柱设计的可操作性，优化盐岩资源利用效率，对确保我国盐穴储气库建设安全具有很好的工程应用价值。
发明内容
本发明的目的在于提供一种地下盐穴储气库群的建造方法，解决地下盐穴储气库群间矿柱设计和施工中存在的难题。本发明的技术方案如下一种地下盐穴储气库群的建造方法，包括建造多个地下盐穴储气库，相邻地下盐穴储气库的建造步骤如下(I)、根据相邻两个地下盐穴储气库的设计形状和尺寸分别计算得到两个盐穴储气库的体积；将每一个盐穴储气库等效为一个体积相同的等效圆柱体，等效圆柱体高度与直径之比为2 1，分别计算得到每一个等效圆柱体的高度和直径；相邻两个地下盐穴储气库间矿柱宽度设计值为I. 8 2. 2倍相邻两个等效圆柱体中体积较大者的直径；(2)、根据盐穴储气库间矿柱宽度设计值、盐穴目标盐岩层埋深、盐穴尺寸和形状， 精确确定相邻两个储气库在盐岩地层中的相对位置、井口相对位置；依据地下盐穴储气库设计注采气参数，确定地下盐穴储气库天然气注采气管柱尺寸、完井管柱尺寸及结构、井眼尺寸、钻头尺寸；(3)、利用选定尺寸的钻头钻井至地下盐穴储气库底部；根据选定完井管柱尺寸和结构，对地下盐穴储气库顶部位置至地表井段进行固井，候凝；(4)、溶漓造腔直至盐穴建造完成；优选地，分别在溶漓造腔完成1/3和2/3时，采用声纳测腔技术对盐穴尺寸和形状进行监测，盐穴形状与设计值出现偏差时通过提管、改变溶漓造腔方式或加入顶部结构保护油对腔体形状和尺寸进行校正；在造腔完成4/5时，采用声纳测腔技术对盐穴尺寸和形状进行监测，降低造腔速率直至造腔结束，对盐穴储气库形状和尺寸进行修正以满足设计值。 优选地，顶部结构保护油为柴油或煤油或重质直馏石脑油。
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优选地，溶漓造腔的方式为正循环方式或反循环方式。优选地，地下盐穴储气库高度大于其直径，两者之比大于I. 7。矿柱宽度是相邻两个地下盐穴储气库间最短距离。上述方法建造的地下盐穴储气库群，包括多个地下盐穴储气库，相邻两个地下盐穴储气库间矿柱宽度为I. 8 2. 2倍相邻两个等效圆柱体中体积较大者的直径；每个等效圆柱体与相应地盐穴储气库等体积，等效圆柱体高度与直径之比为2 I。本发明重点考虑了盐穴储气库矿柱设计和施工过程中很多参数定义不明确，不能精确进行施工，往往为了提高矿柱的安全性盲目增加矿柱宽度，浪费了盐岩资源；本发明明确了地下盐穴储气库群间矿柱宽度设计尺寸并给出了施工作业方法；本发明具有很强的工程适用价值和现场可操作性。
图I是地下盐穴储气库群相邻两个盐穴储气库结构示意图；图中I、A地下盐穴储气库，2、B地下盐穴储气库，3、A等效圆柱体，4、B等效圆柱体，5、地面,6、盐岩地层。
具体实施例方式地下盐穴储气库群包括多个地下盐穴储气库，以相邻两个地下盐穴储气库为例说明地下盐穴储气库群的建造方法，如图I所示。设计中的相邻两个地下盐穴储气库分别命名为A地下盐穴储气库I、B地下盐穴储气库2 ；A地下盐穴储气库、B地下盐穴储气库均设计为椭球状;A地下盐穴储气库的高度和最大直径分别为112m和64m，两者之比为I. 75，设计体积为76. 3X 104m3，预计造腔完成时间为1245天；B地下盐穴储气库的高度和最大直径分别为128m和70m，两者之比为1.83， 设计体积分别82. 5 X 104m3，预计造腔完成时间为1350天。A地下盐穴储气库和B地下盐穴储气库的盐穴所在盐岩地层6上、下底面距离地面5的距离分别为975m和1156m，盐穴顶部盐岩层厚度为20m。地下盐穴储气库群的相邻两个储气库的施工过程如下(I)、根据实际设计资料可知A地下盐穴储气库体积为76. 3X 104m3、B地下盐穴储气库体积为82. 5 X IO4Hi3 ;将A地下盐穴储气库等效为体积相同的A等效圆柱体3，A等效圆柱体高度为2倍等效圆柱体直径，计算得到A等效圆柱体直径和高度分别为49. 5m和 99m ;同样地，将B地下盐穴储气库等效为体积相同的B等效圆柱体4，B等效圆柱体高度为 2倍等效圆柱体直径，计算得到B等效圆柱体直径和高度分别为50. 8m和101. 6m ；(2)、相邻A地下盐穴储气库、B地下盐穴储气库间的矿柱宽度取为I. 8 2. 2倍两个圆柱直径中的较大者，则可以得到A、B盐穴储气库间矿柱宽度为91. 44m 111. 76m ; 偏于保守设计矿柱设计宽度取为112m，可知A、B盐穴储气库间最小距离为112m，井口距离为A、B盐穴最大半径与矿柱宽度之和，为179m ；(3)、A、B地下盐穴储气库设计目的层位顶部埋深为975m，盐穴顶部预留岩层厚度为20m ;A、B盐穴储气库高度分别为112m和128m，可以计算得到A、B盐穴顶部垂深为995m， 底部垂深分别1107m和1123m,均小于盐岩层最大埋深1156m,满足盐穴储气库建库要求；
(4)、根据地下盐穴储气库注采气设计要求，天然气注采管柱外径为177. 8mm、壁厚 9. 19mm、钢级为P110，盐穴储气库采用的固井导管外径为508臟、壁厚11. 13mm、钢级J55， 技术套管339. 7mm、壁厚9. 65mm、钢级N80，固井套管柱外径为244. 5mm、壁厚10. 03mm、钢级 N80,选用钻头直径依次为660mm、444. 5mm和314. Imm ；(5)、采用上述尺寸钻头钻井至设计深度，先后下入固井导管、技术套管、固井套管进行完井、候凝，完成完井和固井；(6)、安装注采管柱系统，溶漓造腔；通过注采管柱向盐穴A、B中注入顶部结构保护油对盐穴顶部溶解速度和形状进行控制；(7)、在盐穴A进行415天后(1/3工期)，采用声纳测腔技术第一次对盐穴A形状和尺寸进行监测，盐穴形状与设计值出现偏差时可以通过提管、改变溶漓造腔方式或加入顶部结构保护油对腔体形状进行校正；在盐穴B进行450天后(1/3工期)，采用声纳测腔技术第一次对盐穴B形状和尺寸进行监测，盐穴形状与设计值出现偏差时可以通过提管、改变溶漓造腔方式或加入顶部结构保护油对腔体形状进行校正；在盐穴A进行830天后(2/3 工期)，采用声纳测腔技术第二次对盐穴A形状和尺寸进行监测，盐穴形状与设计值出现偏差时可以通过提管、改变溶漓造腔方式或加入顶部结构保护油对腔体形状进行校正；在盐穴B进行900天后(2/3工期)，采用声纳测腔技术第二次对盐穴B形状和尺寸进行监测，盐穴形状与设计值出现偏差时可以通过提管、改变溶漓造腔方式或加入顶部结构保护油对腔体形状进行校正；(8)、在盐穴A进行996天后(4/5工期)，采用声纳测腔技术第三次对盐穴A形状和尺寸进行监测，盐穴形状与设计值出现偏差时可以通过提管、改变溶漓造腔方式或加入顶部结构保护油对腔体形状进行校正；在盐穴B进行1080天后(4/5工期)，采用声纳测腔技术第三次对盐穴B形状和尺寸进行监测，盐穴形状与设计值出现偏差时可以通过提管、改变溶漓造腔方式或加入顶部结构保护油对腔体形状进行校正；降低造腔速率为原来的1/2 直至造腔结束。本实施例中溶漓造腔方式为正循环方式或者反循环方式；顶部结构保护油为柴油或煤油或重质直馏石脑油。以此类推，进行其它地下盐穴储气库的施工，完成整个地下盐穴储气库群的建造。
权利要求
1.一种地下盐穴储气库群的建造方法，包括建造多个地下盐穴储气库，相邻地下盐穴储气库的建造步骤如下(1)、根据相邻两个地下盐穴储气库的设计形状和尺寸分别计算得到两个盐穴储气库的体积；将每一个盐穴储气库等效为一个体积相同的等效圆柱体，等效圆柱体高度与直径之比为2 1，分别计算得到每一个等效圆柱体的高度和直径；相邻两个地下盐穴储气库间矿柱宽度设计值为I. 8 2. 2倍相邻两个等效圆柱体中体积较大者的直径；(2)、根据盐穴储气库间矿柱宽度设计值、盐穴目标盐岩层埋深、盐穴尺寸和形状，精确确定相邻两个储气库在盐岩地层中的相对位置、井口相对位置；依据地下盐穴储气库设计注采气参数，确定地下盐穴储气库天然气注采气管柱尺寸、完井管柱尺寸及结构、井眼尺寸、钻头尺寸；(3)、利用选定尺寸的钻头钻井至地下盐穴储气库底部；根据选定完井管柱尺寸和结构，对地下盐穴储气库顶部位置至地表井段进行固井，候凝；(4)、溶漓造腔直至盐穴建造完成。
2.根据权利要求I所述的一种地下盐穴储气库群的建造方法，其特征在于分别在溶漓造腔完成1/3和2/3时，采用声纳测腔技术对盐穴尺寸和形状进行监测，盐穴形状与设计值出现偏差时通过提管、改变溶漓造腔方式或加入顶部结构保护油对腔体形状和尺寸进行校正；在造腔完成4/5时，采用声纳测腔技术对盐穴尺寸和形状进行监测，降低造腔速率直至造腔结束，对盐穴储气库形状和尺寸进行修正以满足设计值。
3.根据权利要求I所述的一种地下盐穴储气库群的建造方法，其特征在于顶部结构保护油为柴油、煤油或重质直懼石脑油。
4.根据权利要求1-2所述的一种地下盐穴储气库群的建造方法，其特征在于溶漓造腔的方式为正循环方式或反循环方式。
5.根据权利要求1-3所述的一种地下盐穴储气库群的建造方法，其特征在于地下盐穴储气库高度大于其直径，两者之比大于I. 7。
6.根据权利要求1-5所述的建造方法建造的地下盐穴储气库群，包括多个地下盐穴储气库，其特征在于相邻两个地下盐穴储气库间矿柱宽度为I. 8 2. 2倍相邻两个等效圆柱体中体积较大者的直径；每个等效圆柱体与相应的盐穴储气库等体积，等效圆柱体高度与直径之比为2 I。
全文摘要
本发明属于油气资源开发领域，具体地，涉及一种地下盐穴储气库群的建造方法。地下盐穴储气库群的建造方法包括以下步骤(1)、根据相邻两个地下盐穴储气库形状和尺寸，确定矿柱宽度设计值；(2)、确定相邻两个储气库在盐岩地层中的相对位置、井口相对位置；(3)、利用选定尺寸的钻头、完井管柱尺寸和结构，完成钻井和固井；(4)、安装注采管柱系统，进行溶漓造腔作业；(5)、分别在造腔完成1/3和2/3时，对盐穴形状和尺寸进行监测和修正；在造腔完成4/5时，对盐穴形状和尺寸进行监测，降低造腔速率直至造腔结束。本发明明确了地下盐穴储气库群间矿柱宽度设计尺寸并给出了施工作业方法，具有很强的工程适用价值和现场可操作性。
文档编号E21F17/16GK102587982SQ201210062769
公开日2012年7月18日 申请日期2012年3月12日 优先权日2012年3月12日
发明者杨秀娟, 王同涛, 闫相祯 申请人:中国石油大学(华东)