一种盐穴储气库的注采气和造腔扩容的方法

技术领域

本发明涉及盐穴储气库技术领域，尤其涉及一种盐穴储气库的注采气和造腔扩容的方法。

背景技术

盐穴储气库新井造腔时间长，投产时间较晚。以100方/小时的排量造腔，建造20万方体积的腔体需要2～3年左右，建造40万方体积的腔体则需要5～6年，而采用双井造腔可以提高造腔速度，但是建造40万方盐腔也需要2-3年。造腔时间长，投产时间晚不利于项目建设。通过增大井眼尺寸、提高造腔排量的方法虽然能够加快造腔速度，但这一方法受到卤水消化量和卤水浓度的制约。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供了一种盐穴储气库的注采气和造腔扩容的方法。

本发明的一种盐穴储气库的注采气和造腔扩容的方法的技术方案如下：

S1、在采用双井造腔技术进行溶漓的盐穴储气库的第一井中下入第一生产管，并在所述盐穴储气库的第二井中下入第二生产管；

S2、在所述第一生产管内下入第一排卤管且所述第一排卤管的下端伸至所述盐穴储气库的卤水中，并利用所述第一井和所述第二井中的至少一个井向所述盐穴储气库注入天然气，以通过所述第一排卤管排出所述盐穴储气库中的卤水，直至排卤结束；

S3、排卤结束后，取出第一排卤管，利用所述第一生产管和所述第二生产管对所述盐穴储气库内的天然气进行注采；

S4、当对所述盐穴储气库进行造腔扩容时，停止对盐穴储气库内的天然气进行注采，对所述盐穴储气库内的天然气进行采出处理，直至使所述盐穴储气库内的天然气的压力降至最低，；

S5、向所述第一生产管下入所述第一排卤管，并向所述第二生产管下入所述第二排卤管，通过所述第一生产管与所述第一排卤管之间的第一环形空隙和所述第二生产管与所述第二排卤管之间的第二环形空隙向所述盐穴储气库内注入阻溶剂，并利用所述第一排卤管和所述第二排卤管中任意一个排卤管向所述盐穴储气库注水，并利用另外一个排卤管排卤；

S6、重复执行S5，以对所述盐穴储气库进行扩容；

S7、对扩容后的盐穴储气库重复执行S2和S3，以对所述扩容后的盐穴储气库内的天然气进行注采。

本发明的一种盐穴储气库的注采气和造腔扩容的方法的有益效果如下：

本发明突破了储气库建设顺序完成造腔-注气排卤-注采运行的常规工序，提出了“造腔-注气排卤-注采运行-造腔”滚动式的工艺顺序。该技术满足新建造腔加快投产和老腔改建储气库快速投产的要求，同时能满足投产后新腔继续溶蚀扩大体积，老腔投产后继续溶蚀进行形态修复，并增大腔体体积和提高储气库库容量以及工作气量。

在上述方案的基础上，本发明的一种盐穴储气库的注采气和造腔扩容的方法还可以做如下改进。

进一步，所述对所述盐穴储气库内的天然气进行采出处理，直至使所述盐穴储气库内的天然气的压力降至最低，包括：

S40、对所述盐穴储气库内的天然气进行初次采出处理，直至所述盐穴储气库内的天然气的压力降低至预设的最低运行压力；

S41、在所述第一生产管内下入所述第一排卤管和/或在所述第二生产管内下入第二排卤管，并通过所述第一排卤管和/或所述第二生产管向所述盐穴储气库内注水，并通过所述第一生产管与所述第一排卤管之间的第一环形空隙和/或所述第二生产管与所述第二排卤管之间的第二环形空隙，继续排出天然气，直至使所述盐穴储气库内的天然气的压力降至最低。

进一步，所述S1之前还包括：

取出采用双井造腔技术进行溶漓的盐穴储气库的所述第一井中的造腔管和所述第二井中的造腔管。

进一步，所述S1之后还包括：

在所述第一生产管的靠近地面的位置设置第一井下安全阀。

进一步，所述S1之后还包括：

在所述第二生产管靠近地面的位置设置第二井下安全阀。

进一步，所述S1之后还包括：在所述第一生产管的下端设置第一封隔器。

进一步，所述第一封隔器为永久式封隔器。

进一步，所述S1之后还包括：在所述第二生产管的下端设置第二封隔器。

进一步，所述阻溶剂为：柴油或氮气。

进一步，所述盐穴储气库为：新建的盐穴储气库，或，对井老腔。

采用上述进一步方案的有益效果是：能够最大限度的发挥对井老腔建库的效益。

附图说明

图1为本发明实施例的一种盐穴储气库的注采气和造腔扩容的方法的流程示意图；

图2为首次注气排卤的结构示意图；

图3为首次投产注采的结构示意图；

图4为造腔扩容的结构示意图；

图5为二次投产注采的结构示意图；

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1、第一井；2、第一生产管；3、第一排卤管；4、第一封隔器；5、第二井；6、第二生产管；7、第二封隔器；8、卤水；9、底坑；10、第一环形空隙；11、第二环形空隙；12、第二排卤管。

具体实施方式

如图1所示，本发明实施例的一种盐穴储气库的注采气和造腔扩容的方法，包括如下步骤：

S1、在采用双井造腔技术进行溶漓的盐穴储气库的第一井1中下入第一生产管2，并在盐穴储气库的第二井5中下入第二生产管6，其中，生产管也可称为采气管，即第一采气管和第二采气管。

S2、在第一生产管2内下入第一排卤管3且第一排卤管3的下端伸至盐穴储气库的卤水8中，并利用第一井1和第二井5中的至少一个井向盐穴储气库注入天然气，以通过第一排卤管3排出盐穴储气库中的卤水8，直至排卤结束，如图2所示，此时，盐穴储气库剩余有底坑9，底坑包括淤泥、碎石和剩余的卤水等。

其中，利用第一井1和第二井5中的至少一个井向盐穴储气库注入天然气的具体实现过程为：利用“第一排卤管3与第一生产管2之间的环形空隙”或“第二生产管6”向盐穴储气库注入天然气。

S3、排卤结束后，取出第一排卤管3，利用第一生产管2和第二生产管6对盐穴储气库内的天然气进行注采，如图3所示；

S4、当对盐穴储气库进行造腔扩容时，停止对盐穴储气库内的天然气进行注采，对盐穴储气库内的天然气进行采出处理，直至使盐穴储气库内的天然气的压力降至最低，；

S5、向第一生产管2下入第一排卤管3，并向第二生产管6下入第二排卤管12，通过第一生产管与2所述第一排卤管3之间的第一环形空隙和第二生产管6与第二排卤管12之间的第二环形空隙向盐穴储气库内注入阻溶剂，并利用第一排卤管3和第二排卤管12中任意一个排卤管向所述盐穴储气库注水，并利用另外一个排卤管排卤；

S6、重复执行S5，以对盐穴储气库进行扩容；下入第一排卤管3和第二排卤管124后，通过其中一个排卤管注水，另外一个排卤管排卤，循环往复溶蚀盐穴储气库中的盐岩，使盐穴储气库的容积得以扩大，如图4所示。

S7、对扩容后的盐穴储气库重复执行S2和S3，以对扩容后的盐穴储气库内的天然气进行注采，如图5所示。也就是说，取出第一排卤管3和第二排卤管12，利用第一生产管2和第二生产管6对盐穴储气库内的天然气进行二次注采。

能够在盐穴储气库造腔完成之前提前进行天然气的注采，即提前进行投产，并在注采运行后，能够继续对盐穴储气库进行造腔扩容，以扩大盐穴储气库的容积，使盐穴储气库实现注采气和造腔的切换，直至使盐穴储气库的容积达到预设设计容积。

本发明突破了储气库建设顺序完成造腔-注气排卤-注采运行的常规工序，提出了“造腔-注气排卤-注采运行-造腔”滚动式的工艺顺序。该技术满足新建造腔加快投产和老腔改建储气库快速投产的要求，同时能满足投产后新腔继续溶蚀扩大体积，老腔投产后继续溶蚀进行形态修复，并增大腔体体积和提高储气库库容量以及工作气量。

可选地，在上述技术方案中，对盐穴储气库内的天然气进行采出处理，直至使盐穴储气库内的天然气的压力降至最低，包括：

S40、对盐穴储气库内的天然气进行初次采出处理，直至盐穴储气库内的天然气的压力降低至预设的最低运行压力，最低运行压力表示：能够对盐穴储气库内的天然气进行安全平稳注采的运行压力的下限；

S41、在第一生产管2内下入第一排卤管3和/或在第二生产管6内下入第二排卤管12，并通过第一排卤管3和/或第二生产管6向盐穴储气库内注水，并通过第一生产管2与第一排卤管3之间的第一环形空隙10和/或第二生产管6与第二排卤管12之间的第二环形空隙1，继续排出天然气，直至使盐穴储气库内的天然气的压力降至最低。

可选地，在上述技术方案中，S1之前还包括：

取出采用双井造腔技术进行溶漓的盐穴储气库的第一井1中的造腔管和第二井5中的造腔管。

可选地，在上述技术方案中，S1之后还包括：

在第一生产管2的靠近地面的位置设置第一井下安全阀。

可选地，在上述技术方案中，S1之后还包括：

在第二生产管6靠近地面的位置设置第二井下安全阀。

可选地，在上述技术方案中，S1之后还包括：在第一生产管2的下端设置第一封隔器4。

可选地，在上述技术方案中，第一封隔器4为永久式封隔器。

可选地，在上述技术方案中，S1之后还包括：在第二生产管6的下端设置第二封隔器7。

可选地，在上述技术方案中，阻溶剂为：柴油或氮气。

可选地，在上述技术方案中，盐穴储气库为：新建的盐穴储气库，或，对井老腔。目前，盐穴储气库老腔建库往往存在腔体形态不规则，上部盐层溶蚀不充分的现象，老腔改建储气库后因腔体形态不规则必须降压运行，上部盐层未溶蚀造成建库资源浪费，没有最大程度地发挥老腔建库的效益，能够最大限度的发挥对井老腔建库的效益。具体地：

盐穴储气库新井造腔时间长，投产时间较晚。以100方/小时的排量造腔，建造20万方体积的腔体需要2～3年左右，建造40万方体积的腔体则需要5～6年，而采用双井造腔可以提高造腔速度，但是建造40万方盐腔也需要2-3年。造腔时间长，投产时间晚不利于项目建设。通过增大井眼尺寸、提高造腔排量的方法虽然能够加快造腔速度，但这一方法受到卤水消化量和卤水浓度的制约。因此，必须采用其他方法来加快投产建设的进度。另外，盐穴储气库老腔建库往往存在腔体形态不规则，上部盐层溶蚀不充分的现象，老腔改建储气库后因腔体形态不规则必须降压运行，上部盐层未溶蚀造成建库资源浪费，没有最大程度地发挥老腔建库的效益，通过本发明，能够最大限度的发挥对井老腔建库的效益。

下面通过一个实施例，对本发明的一种盐穴储气库的注采气和造腔扩容的方法进行详细阐述，具体地：

S100、在采用双井造腔技术进行溶漓的盐穴储气库的容积未达到预设设计容积时，取出采用双井造腔技术进行溶漓的盐穴储气库的第一井1中的造腔管和第二井5中的造腔管，其中，盐穴储气库为：新建的盐穴储气库，或，对井老腔，具体可为：利用双井造腔技术新建的盐穴储气库，或，利用对井造腔技术溶蚀形成的对井老腔；

S101、在采用双井造腔技术进行溶漓的盐穴储气库的第一井1中下入第一生产管2，并在盐穴储气库的第二井5中下入第二生产管6，其中，第一生产管2和第二生产管6的下入深度，按照盐穴储气库溶蚀最终将要达到的盐穴储气库顶深进行设计，一般位于盐穴储气库顶深以上15～20m，也就是说，第一生产管2的下端和第二生产管6的下端位于盐穴储气库最终设计顶深以上15～20m；

S102、在第一生产管2的靠近地面的位置设置第一井下安全阀，在第二生产管6靠近地面的位置设置第二井下安全阀，在第一生产管2的下端设置第一封隔器4，在第二生产管6的下端设置第二封隔器7，其中，第一封隔器4和第二封隔器7可选用永久式封隔器。

S103、在第一生产管2内下入第一排卤管3且第一排卤管3的下端伸至盐穴储气库的卤水8中，第一排卤管3的下端的下入深度具体为最大排卤深度，并利用第一井1和第二井5中的至少一个井向盐穴储气库注入天然气，以通过第一排卤管3排出盐穴储气库中的卤水8，直至排卤结束，向第一井1和第二井5中的至少一个井中注入天然气的具体实现方式为：

通过第一井1与第一生产管2之间的空隙向盐穴储气库注入天然气，通过第二井5与第二生产管6之间之间的空隙向盐穴储气库注入天然气，通过第二生产管6向盐穴储气库注入天然气，通过第一生产管2与第一排卤管3之间的第一环形空隙10向盐穴储气库注入天然气，通过第二生产管6与第二排卤管12之间的第二环形空隙1向盐穴储气库注入天然气等。

其中，当盐穴储气库的容积达到预设设计容积的30％后，取出了造腔管并下入了生产管和安全阀封隔器之后的状态，此时正进行首次注气排卤。

其中，当通过第一排卤管3排不出卤水8时，则认为排卤结束，或者，当通过第一排卤管3排卤水的流量小于预设流量时，则认为排卤结束；

S104、排卤结束后，取出第一排卤管3，利用第一生产管2和第二生产管6对盐穴储气库内的天然气进行注采；注采就是日常的生产，包括利用地面压缩机向盐穴储气库内注入天然气和打开盐穴储气库的井口采出天然气的过程。

S105、在盐穴储气库注采运行一段时间后，根据生产需要暂停注采气，继续造腔，扩大盐穴储气库的容积，那么，当对盐穴储气库进行造腔扩容时，停止对盐穴储气库内的天然气进行注采，对盐穴储气库内的天然气进行采出处理，直至使盐穴储气库内的天然气的压力降至最低；具体地：

对盐穴储气库内的天然气进行初次采出处理，直至盐穴储气库内的天然气的压力降低至预设的最低运行压力；也就是说，先最大限度采出盐穴储气库内的天然气，直至盐穴储气库内的天然气的压力降低至预设的最低运行压力。在第一生产管2内下入所述第一排卤管3和/或在所述第二生产管6内下入第二排卤管12，并通过第一排卤管3和/或第二生产管12向盐穴储气库内注水，并通过所述第一生产管2与所述第一排卤管3之间的第一环形空隙10和/或所述第二生产管6与所述第二排卤管12之间的第二环形空隙11，继续排出天然气，直至使所述盐穴储气库内的天然气的压力降至最低。

S106、利用第一井1和/或第二井5向盐穴储气库内注入阻溶剂，具体从第一井1和/或第二井5的井口注入，向第一生产管2与第一排卤管3之间的环空即第一环形空隙10注入，或者，向第二生产管6与第二排卤12管之间的环空即第二环形空隙11注入，并利用第一排卤管3和第一排卤管3中任一排卤管向盐穴储气库注水，并利用另外一个排卤管排卤，具体地：

例如，根据盐穴储气库的造腔设计方案，第二井5中下入排卤管11到设计位置，第一井1调整原排卤管3到设计位置，两井中注入柴油或氮气作为阻溶剂，一井注水，另一口井排卤，循环造腔，对腔体进行形态修复和体积扩大。此为按照造腔设计，按周期调整两个排卤管的下入深度，以控制造腔的形状和进度。

S107、重复执行S106，以对盐穴储气库进行扩容，还能对盐穴储气库进行形态修复。

S108、对扩容后的盐穴储气库重复执行S103和S104，以对扩容后的盐穴储气库内的天然气进行注采，实现盐穴储气库再次投产运行；

循环以上S103至S108，实现造腔-首次注气排卤-首次注采运行-注水排气-二次造腔-二次注气排卤-二次注采运行的工艺，直到腔体达到直至使盐穴储气库的容积达到造腔设计方案中的预设设计容积。

本发明突破了盐穴储气库建设顺序完成造腔-注气排卤-注采运行的常规工序，提出了“造腔-注气排卤-注采运行-造腔”滚动式的工艺顺序。该技术满足新建造腔加快投产和老腔改建储气库快速投产的要求，同时能满足投产后新腔继续溶蚀扩大容积，老腔如对井老腔投产后继续溶蚀进行形态修复，并增大盐穴储气库的容积和提高储气库库容量以及工作气量。

通过如下数据对本发明的一种盐穴储气库的注采气和造腔扩容的方法的有益效果进行说明：

某矿区地层设计造腔层段1500m～1700m，设计造腔有效体积40万方，即盐穴储气库的预设设计容积为40万方，采用双井造腔技术进行溶漓即，采用双井造腔技术进行建造，采用7”+7”管柱对流造腔，设计总造腔溶蚀时间3年，也就是说，计算耗时三年，使盐穴储气库的容积达到40万方；

开始盐穴储气库的造腔工程，当造腔溶蚀有效体积达到12万方时(总造腔量1/3)，结束造腔。也就是说，当盐穴储气库的容积达到12万方时，停止造腔；取出两井的7”造腔管柱，下入7”生产管柱，并分别下入井下安全阀和永久封隔器，生产管入深度1480m。第一井1内下入4

取出第一井1的排卤管3，盐穴储气库进入投产运行状态。通过第二井57”生产管和第一井1的7”生产管进行采气和注气运行。

注采运行若干年后，根据生产要求重新对盐穴储气库开始造腔，具体包括修复盐穴储气库的腔体形态，扩大盐穴储气库的腔体体积即扩大盐穴储气库的容积。首先采出盐穴储气库内的天然气，使盐穴储气库的压力下降至下限压力时，也就是说，直至使盐穴储气库内的天然气的压力降低至预设的最低运行压力，从第一井1注入淡水，第二井5继续采气，直至天然气被大部分采出。第一井重新下入4

再次进行注气排卤，两井4

所属技术领域的技术人员知道，本发明可以实现为系统、方法或计算机程序产品。

在本发明中，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至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。