盐穴储气库偏溶腔的定向修复管柱及其定向修复方法与流程

专利2026-01-19  13


本发明涉及一种定向修复管柱,尤其涉及一种盐穴储气库偏溶腔的定向修复管柱,本发明还涉及一种盐穴储气库偏溶腔的定向修复方法,属于盐穴储气库畸形腔修复,适用于储气库造腔期或排卤期腔体的修复及扩容。


背景技术:

1、盐穴储气库是利用地下盐岩中溶漓形成的人造空间存储天然气或其他气体,并能根据需要进行注采作业的地下储气设施,具有季节调峰、应急保供和战略储备等功能。

2、在盐穴储气库的造腔过程中,由于地下盐层夹杂的不溶物在平面上各方位非均匀分布、纵向上厚度不均等原因,造成在盐层溶解过程中并不是各方向均匀溶解。在盐含量高、不溶物少的方向溶解速度快,盐含量相对较低、不溶物多的方向溶解速度慢,出现“偏溶”现象,导致溶漓形成的腔体呈现半边直径大、半边直径小的畸形腔体。这种形状的腔体一是稳定性差,对储气库后期的运行会造成垮塌等风险,二是由于偏溶,在未溶解方向的盐层没有形成有效的腔体,造成腔体体积偏小、成腔率低,浪费地下盐层储气空间资源。

3、目前在偏溶造成的畸形腔修复方面,主要是在注气排卤阶段,利用注入的天然气作为阻溶剂,然后采用反循环的方式将淡卤水或清水通过注气管柱注入腔体,对腔体进行修复。这种方式注入的清水或淡卤水从注气管口进入腔体时,是各方向均匀扩散溶解,虽然在一定程度上可以进行修复,但是容易导致已溶漓充分区域过度溶解,而未溶解方向不能达到强化溶解的效果,修复效果较差。

4、公告号为cn 108150220b的中国发明专利,公开了一种盐穴储气库修复方法,该方法要将弯曲的连续油管穿过套管下放到腔体中,而套管通径较小,要将弯曲的连续油管放下去,困难较大;另一方面,该方法提出将连续油管沿腔体径向伸出朝向待修复未溶解地层,在实际中,当注入清水后,由于连续油管的摆动,基本不可能稳定的朝向待修复点,所以起不到修复作用。

5、公告号为cn 218598242u的中国发明专利,公开了一种盐穴储气库的腔体修复模拟装置。采用盐砖模拟地下盐层,盐砖腔体中下入外管、内管,淡水经环空进入腔体,以逐层溶解气液界面下方的目的层,实现腔体修复模拟。该方法没有靶向性,无法对待修复层做到定向修复,修复距离短、效果差,并且还会对已充分溶漓的区域过渡溶解,造成腔体直径偏大的一侧过溶,导致腔体更加不规则,稳定性变差。

6、公告号为cn 219084341u的中国发明专利,公开了一种畸形盐腔室内模拟修复实验装置,以容器模拟地下腔体,容器内安装有气管柱和水管柱,容器外部导轨上安装拍摄设备。该装置主要用于实验观察容器内的卤水流场变化情况,研究修复过程中畸形盐腔内卤水流场的发展变化规律,对腔体的修复方式是全方位溶解,未实现定向修复。

7、综上所述,亟需一种对未溶解方向能够定向强制溶解,而对已溶漓充分的区域尽量少溶解的偏溶腔定向修复技术,从而对偏溶畸形腔达到有效修复的目的。


技术实现思路

1、本部分的目的在于概述本发明的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本技术的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊,而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。

2、鉴于上述和/或现有技术中存在的问题,提出了本发明。

3、本发明的首要目的在于,克服现有技术中存在的盐穴储气库偏溶畸形腔修复效率低、效果差的问题,提供一种盐穴储气库偏溶腔的定向修复管柱,能够强制溶解未溶漓方向的盐层,提高偏溶腔修复效率、提高修复效果,保证腔体稳定性和造腔成腔率。

4、为解决以上技术问题,本发明的一种盐穴储气库偏溶腔的定向修复管柱,包括生产套管,所述生产套管的下端位于盐穴储气库偏溶腔的上方,所述生产套管插入有中间管,所述中间管的下端延伸至盐穴储气库偏溶腔中且下端口位于待修复未溶解地层的下方,所述中间管中插入有中心管,所述中心管的下端延伸至盐穴储气库偏溶腔的底部;所述中间管的下部圆周一侧设有面向待修复未溶解地层的喷孔,所述中心管中旋接有封隔器,所述封隔器的胶筒坐封于所述中间管的下管口与喷孔之间。

5、进一步的,所述中间管中旋接有扶正器,所述扶正器的卡瓦支撑在所述生产套管的下部内壁。

6、进一步的,所述盐穴储气库偏溶腔的上部注有阻溶剂,阻溶剂与卤水界面位于所述待修复未溶解地层的上方。

7、进一步的,造腔过程中,所述阻溶剂为氮气。

8、进一步的,注气排卤过程中,所述阻溶剂为天然气。

9、进一步的,注气排卤过程中,所述中间管为排卤管,所述中心管为注气管;所述中间管的喷孔下缘与中间管下管口之间的距离为3米,所述扶正器与距离所述生产套管的管鞋3-5米,所述封隔器的坐封位置距离所述中间管的下管口1-2米。

10、本发明的另一个目的在于,克服现有技术中存在的盐穴储气库偏溶畸形腔修复效率低、效果差的问题,提供一种盐穴储气库偏溶腔的定向修复方法,能够强制溶解未溶漓方向的盐层,提高偏溶腔修复效率、提高修复效果,保证腔体稳定性和造腔成腔率。

11、为解决以上技术问题,本发明的一种盐穴储气库偏溶腔的定向修复方法,依次包括如下步骤:

12、步骤1、确定盐穴储气库偏溶腔的待修复区,通过测腔仪的测腔结果确定待修复未溶解地层所处的方位和深度;

13、步骤2、在中间管靠近管口的管壁上,一定角度范围内进行定向打出喷孔;

14、步骤3、下入带有扶正器的已打好定向孔的中间管,下入后扶正器深度距离生产套管的管鞋3-5米,定向孔深度与待修复未溶解地层的深度相当;

15、步骤4、从中间管中用电缆下入陀螺仪测方位后,旋转调整管柱,确保中间管上的定向孔朝向待修复未溶解地层;

16、步骤5、从中间管中下入中心管,中心管上旋接有封隔器;将管柱下入到既定深度,并确保封隔器位置在中间管中距离其管口1-2米处,井口打压坐封封隔器,将中间管管口处向下的通道堵死;

17、步骤6、造腔过程中,从中间管与中心管之间的环空注入阻溶剂,确保阻溶剂与卤水界面位于设计深度以保护上部盐层;

18、步骤7、从中间管与中心管之间的环空注入清水或淡卤水,清水或淡卤水从喷孔喷出,快速溶解待修复溶解地层,减少已溶漓充分区域的溶解,从而实现定向修复畸形腔。

19、进一步的,步骤2中,打出的喷孔大小及数量由注入排量、注入压力及待修复未溶解地层离井眼的距离确定。

20、进一步的,步骤2中,所述喷孔与中间管管心之间的圆心角为15°-30°。

21、进一步的,步骤7中,由清水或淡卤水的注入排量、注入压力、定向孔的过流面积,优化确定水流从定向孔喷射出后的有效修复距离,确保待修复溶解地层能够快速高效溶解。

22、进一步的,在阻溶造腔阶段,所述阻溶剂为氮气。

23、进一步的,注气排卤过程中,所述中间管为排卤管,所述中心管为注气管,所述阻溶剂为天然气。

24、相对于现有技术,本发明取得了以下有益效果:1、本发明是在中间管(或注气管)管壁上进行定向打孔,注入的水流通过管壁上的定向孔喷出,定向孔朝向待修复未溶解地层,实现靶向性修复的目标。

25、2、注入的水流方向确定,流速可控,修复速度快、效率高、效果好,并且大大降低了对已充分溶漓区的影响,减少已充分溶漓区的过溶;使未溶解区域的地层快速溶解,修复方向可控,修复距离可调,能够达到扩大不规则一侧半径的目标。同时在定向修复的基础上,考虑了管柱的稳定性等因素,具有较强的现场可操作性。

26、3、可快速、有效修复盐穴储气库偏溶畸形腔体,对因地层非均质等原因引起的腔体偏溶,能够对偏溶畸形腔已溶漓充分的区域尽量少溶解,能够强制对未溶解方向进行溶解,并且对已溶漓充分的区域尽量少溶解,从而使腔体更加规则,从而对偏溶畸形腔达到有效修复,稳定性更好、盐层利用率高。相比于目前常用的修复方法,本发明修复时间相对较短、修复效率高,保证了储气库尽早投入运营。

27、4、适用于盐穴储气库在造腔过程(或注气排卤过程)中畸形腔体的修复,应用后能够对偏溶等原因造成的畸形腔体进行有效修复,从而提高腔体稳定性和盐层利用率,扩大腔体库容,极大的提高后期的注采气量和腔体的运行寿命,国内各盐穴储气库畸形腔修复中采用本发明后,能够产生非常明显的经济和社会效益。


技术特征:

1.一种盐穴储气库偏溶腔的定向修复管柱,包括生产套管,所述生产套管的下端位于盐穴储气库偏溶腔的上方,其特征在于,所述生产套管插入有中间管,所述中间管的下端延伸至盐穴储气库偏溶腔中且下端口位于待修复未溶解地层的下方,所述中间管中插入有中心管,所述中心管的下端延伸至盐穴储气库偏溶腔的底部;所述中间管的下部圆周一侧设有面向待修复未溶解地层的喷孔,所述中心管中旋接有封隔器,所述封隔器的胶筒坐封于所述中间管的下管口与喷孔之间。

2.根据权利要求1所述的盐穴储气库偏溶腔的定向修复管柱,其特征在于:所述中间管中旋接有扶正器,所述扶正器的卡瓦支撑在所述生产套管的下部内壁。

3.根据权利要求1所述的盐穴储气库偏溶腔的定向修复管柱,其特征在于:所述盐穴储气库偏溶腔的上部注有阻溶剂,阻溶剂与卤水界面位于所述待修复未溶解地层的上方。

4.根据权利要求3所述的盐穴储气库偏溶腔的定向修复管柱,其特征在于:造腔过程中,所述阻溶剂为氮气。

5.根据权利要求3所述的盐穴储气库偏溶腔的定向修复管柱,其特征在于:注气排卤过程中,所述阻溶剂为天然气。

6.根据权利要求1所述的盐穴储气库偏溶腔的定向修复管柱,其特征在于:注气排卤过程中,所述中间管为排卤管,所述中心管为注气管;所述中间管的喷孔下缘与中间管下管口之间的距离为3米,所述扶正器与距离所述生产套管的管鞋3-5米,所述封隔器的坐封位置距离所述中间管的下管口1-2米。

7.一种盐穴储气库偏溶腔的定向修复方法,其特征在于,依次包括如下步骤:

8.根据权利要求7所述的盐穴储气库偏溶腔的定向修复方法,其特征在于:步骤2中,打出的喷孔大小及数量由注入排量、注入压力及待修复未溶解地层离井眼的距离确定。

9.根据权利要求7所述的盐穴储气库偏溶腔的定向修复方法,其特征在于:步骤2中,所述喷孔与中间管管心之间的圆心角为15°-30°。

10.根据权利要求7所述的盐穴储气库偏溶腔的定向修复方法,其特征在于:步骤7中,由清水或淡卤水的注入排量、注入压力、定向孔的过流面积,优化确定水流从定向孔喷射出后的有效修复距离,确保待修复溶解地层能够快速高效溶解。

11.根据权利要求7所述的盐穴储气库偏溶腔的定向修复方法,其特征在于:在阻溶造腔阶段,所述阻溶剂为氮气。

12.根据权利要求7所述的盐穴储气库偏溶腔的定向修复方法,其特征在于:注气排卤过程中,所述中间管为排卤管,所述中心管为注气管,所述阻溶剂为天然气。

13.根据权利要求7所述的盐穴储气库偏溶腔的定向修复方法,其特征在于:所述喷孔覆盖的水平区域大小由未溶解地层的水平投影面积确定,所述喷孔覆盖的垂向区域大小由未溶解地层的厚度确定。


技术总结
本发明公开了一种盐穴储气库偏溶腔的定向修复管柱及其定向修复方法,生产套管的下端位于盐穴储气库偏溶腔的上方,生产套管插入有中间管,中间管的下端延伸至盐穴储气库偏溶腔中且下端口位于待修复未溶解地层的下方,中间管中插入有中心管,中心管的下端延伸至盐穴储气库偏溶腔的底部;中间管的下部圆周一侧设有面向待修复未溶解地层的喷孔,中心管中旋接有封隔器,封隔器的胶筒坐封于中间管的下管口与喷孔之间。先坐封封隔器,然后从中间管与中心管之间的环空注入阻溶剂保护上部盐层,接着从中间管与中心管之间的环空注入清水或淡卤水,快速溶解待修复溶解地层,实现定向修复畸形腔。本发明能够提高偏溶腔修复效率、保证腔体稳定性和造腔成腔率。

技术研发人员:马建杰,徐贵春,潘玉杰,戴鑫,高丽
受保护的技术使用者:中国石油化工股份有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/12/17
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