层状盐岩厚夹层的处理方法

1.本技术涉及层状盐岩造腔的技术领域，尤其涉及层状盐岩厚夹层的处理方法。


背景技术：

2.地下储气库有着季节调峰、应急保供、战略储备以及市场调节的作用，其中盐穴型储气库有稳定性好，埋深适中，单腔体积大的特点，在国内推广开来。但我国岩盐地层多发育有难溶夹层，在注水洗腔的过程中，溶解到夹层下部时被难溶夹层阻挡，无法按照设计形状继续发展。致使无法控制夹层垮塌的时间和垮落的位置，对盐穴储气库的稳定性和后期的运行造成巨大不利影响。因此寻求快速高效的巨厚夹层垮塌处理方法对保证盐穴储气库安全具有重要意义。
3.相关技术中，旨在使厚夹层出现上述垮塌的处理方法为：在建库钻井阶段中进行侧向分支钻井，经小范围压裂，使厚夹层内部形成有效孔洞和连通裂缝。
4.纵观以上处理方法，造成厚夹层垮塌的效率较低，即形成厚夹层的垮塌较为困难。


技术实现要素：

5.有鉴于此，本技术提供层状盐岩厚夹层的处理方法，能够有效降低垮塌的困难度。
6.本技术提供一种层状盐岩厚夹层的处理方法，包括：
7.对层状盐岩的厚夹层被钻孔的区域实施高压水射流割缝，以在所述厚夹层上形成缝槽；
8.对所述缝槽实施高压水射流以形成压裂，直至使所述厚夹层发生垮塌。
9.可选地，所述缝槽为环形的缝槽。
10.可选地，采用钻头组件实施所述高压水射流割缝，所述钻头组件包括用以执行钻孔的钻头，所述钻头上开设有轴向喷嘴和径向喷嘴，所述轴向喷嘴被配置成喷射钻孔所用的低压水流，所述径向喷嘴被配置成喷射割缝所用的高压水流。
11.可选地，所述钻头径向喷嘴的下放深度与目标夹层中部深度一致。
12.以上提供的层状盐岩厚夹层的处理方法，其利用高压水射流在盐腔中的巨厚夹层中进行高压水射流割缝，缝槽的存在极大降低起裂压力，然后向缝槽内持续注入高压水进行夹层的水力压裂，从而有效解决了盐穴储气库造腔过程中由于夹层难溶无法垮落快速向上扩容，难以形成理想溶腔形状的问题。本发明采用钻井组合钻具，将钻、割、压裂过程一体化，高压水射流割缝压裂对处理盐穴中夹层有良好的适配性，操作实用性强。过程环境友好，造腔效率高。该方法可广泛用于垮塌各种在层状盐岩中造腔遇到的厚夹层。
附图说明
13.下面结合附图，通过对本技术的具体实施方式详细描述，将使本技术的技术方案及其它有益效果显而易见。
14.图1为本技术实施例提供的处理方法流程图。
15.图2为本技术实施例提供的厚夹层处理方法的实际作业示意图。
16.其中，图中元件标识如下：
17.1-高压水泵，2-钻机转盘，3-表层套管，4-中间套管，5-工作管柱，6-钻头，7-盐层，8-厚夹层，9-溶腔，10-缝槽。
具体实施方式
18.下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
19.在本技术的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本技术的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
20.在本技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接或可以相互通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
21.下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本技术的不同结构。为了简化本技术的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本技术。此外，本技术可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。此外，本技术提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。
22.在介绍本技术的技术方案之前，有必要阐述下本技术的发明创造的创立背景。
23.已为普遍存在的是，相关技术中，旨在使厚夹层出现上述垮塌的处理方法为：(1)在钻井阶段，首先钻孔钻至盐岩底部；(2)在对夹层厚度、位置识别的基础上，通过物理作用使盐岩中的厚夹层在一定范围形成孔缝；(3)在厚夹层孔缝形成之后，开采厚夹层下部的盐层；并向盐井中注入柴油，控制溶腔上溶，扩大下部溶腔的直径，使夹层悬空并为夹层垮塌提供空间；(4)调整盐井套管口位置，开采厚夹层上部的盐层；采用油垫法控制溶腔上溶；在注水管下部加装自振空化射流装置，调节井下注水方向为水平方向和注水压力为6-12mpa，加速对腔体水平方向的溶蚀；(5)调整井下注水管管口至厚夹层处，利用自振空化射流装置，直接对厚夹层进行冲蚀，进一步促进厚夹层的溶蚀、剥落，其中，任选地在注井水溶液中添加一定量的用于加快夹层物质的溶蚀的化学物质。该处理方法中，是通过先对厚夹层形成物理作用产生孔缝，再分别在厚夹层的下层盐层形成悬空以及在厚夹层的上层形成化学冲蚀。
24.本发明人经过在上述相关技术的处理方法的反复实验，艰难地发现：第一方面，由于厚夹层形成物理作用所产生孔缝在经过一段时间后会逐渐发生闭合。第二方面，对厚夹
层进行化学冲蚀本身作用较慢，因为其通过对构成厚夹层的成分进行溶解。第三方面，无论是化学化学冲蚀还是物理作用形成的孔缝，这些手段带来的裂缝扩展的方向是不定向或不规则的，这导致决定垮塌的较大规模的裂缝是难以形成的，通常仅仅是形成间断且不连续的局部裂缝，降低了垮塌的效率。
25.基于上述发明人意识上述难题，本发明人提出了处理方法，其利用高压水射流在盐腔中的巨厚夹层8中进行高压水射流割缝，缝槽10的存在极大降低起裂压力，然后向缝槽10内持续注入高压水射流进行夹层的水力压裂。由于高压水射流的作用部位是缝槽10所在位置，因而高压水射流所带来的水力压裂会沿着缝槽10不断向四周逐渐扩展，而高压水射流的流动方向为扩展方向约束了方向，从而较为容易产生较大的裂缝，降低了厚夹层8的垮塌难度。由此，创立了本发明创造。
26.参考图1，本技术提供一种层状盐岩厚夹层8的处理方法，包括：
27.对层状盐岩的厚夹层8被钻孔的区域实施高压水射流割缝，以在上述厚夹层8上形成缝槽10；
28.对上述缝槽10实施高压水射流以形成压裂，直至使上述厚夹层8发生垮塌。
29.对于厚夹层8在层状盐岩中的分布位置，属于公知常识。具体地，厚夹层8的上层、下层均为盐层7，是指厚度包括但不限于厚度为3-30m的难溶或不溶岩层。
30.作为一种可示范的实现方式，上述缝槽10为环形的缝槽10。
31.以此，通过缝槽10的“环形”，可以使在使用高压水射流作用于缝槽10时产生的压裂力，能够带来缝槽10向四周方向均匀地扩展，以形成足以带来厚夹层8垮塌的大规模裂缝。
32.参考图2，在一个典型的实施方案中，采用钻头6组件实施上述高压水射流割缝，上述钻头6组件包括用以执行钻孔的钻头6，上述钻头6上开设有轴向喷嘴和径向喷嘴，上述轴向喷嘴被配置成喷射钻孔所用的低压水流，上述径向喷嘴被配置成喷射割缝所用的高压水流。
33.由此，在钻孔作业时，钻孔的方向是烟轴向的，此时轴向喷嘴产生低压水流可直接作用于钻孔方向(即竖直方向)。当钻孔至厚夹层8的位置时，径向喷嘴启动，产生沿径向的高压水射流，从而使得对厚夹层8的作用沿水平方向。
34.应当理解的是，此处“轴向”、“径向”是指沿连接钻头6组件的钻杆的方向。
35.至于与钻头6组件相配套的其它部件，可采用被广泛应用于地质钻孔的常见形式，后文也会作出示范。
36.在一个典型的实施方案中，上述钻头6径向喷嘴的下放深度与厚夹层8中部深度一致。
37.以此，可以使厚夹层8的缝槽10带来裂纹的扩展方向能够分别向四周呈现均匀地扩展。
38.现在针对一个常见的应用场景中，来阐述本技术凿坑的操作过程。应当注意的是，此常见的实施方案不可作为理解本技术所声称所要解决技术问题的必要性特征认定的依据，其仅仅是示范而已。
39.参考图1，本实施例中厚夹层的处理方法，包括以下步骤：
40.s1、将工作管柱5连接好，钻割一体钻头6连接到工作管柱底端
41.s2、工作管柱5的内环空通过高压水管连接到高压水泵1出水口，中间管4环空井口处连接到高压水泵1进水口。
42.s3、开启高压水泵1与钻机转盘2。
43.s4、从中间套管4中依次下入管柱管柱5。深度为夹层的目标深度与钻头喷嘴位置平行。
44.s5、到达目标深度后固定井口部分，提高高压水泵1的泵送压力，钻割一体钻头6高压水通道打开，径向喷嘴开启，高压水射流割缝喷嘴随钻头转动下，对夹层进行环向切割。我国岩盐中夹层以泥岩层、石膏层为主，对其进行水溶后多呈蜂窝状结构，射流压力冲击破坏夹层岩石骨架，并清洗携带出泥沙，在夹层中部制造出环向缝槽，缝槽的存在大大降低了夹层岩体起裂压力。
45.s6、向缝槽内持续注入高压水，使缝槽裂缝沿水平方向延伸而导致夹层垮落。
46.以上所述，仅为本技术较佳的具体实施方式，但本技术的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本技术揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本技术的保护范围之内。