[發明專利]多夾層鹽穴儲氣庫及其建造方法

無效

• 申請號: 201210062756.X
• 申請日: 2012-03-12
• 公開（公告）號: CN102587980A
• 公開（公告）日: 2012-07-18
• 發明（設計）人: 王同濤;閆相禎;楊秀娟
• 申請（專利權）人: 中國石油大學(華東)
• 主分類號: E21F17/16
• 分類號: E21F17/16
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于油氣資源開發領域，具體地，涉及一種多夾層鹽穴儲氣庫及其建造方法。

背景技術

在多夾層鹽巖地層中鹽穴儲氣庫的高度主要依賴于鹽巖厚度，比鹽丘型中的儲氣庫高度要小很多。為了保證鹽穴儲氣庫的容積，就需要加大鹽穴直徑，使得頂部鹽層和夾層承受更多的自重，導致多夾層地層中鹽穴頂部穩定性與鹽丘型地層中的儲氣庫相比顯著降低。同時，由于多夾層鹽巖各層厚度小，強度低，加劇了儲氣庫失穩的可能性。已有的技術在鹽穴儲氣庫頂部設計過程中往往把鹽穴儲氣庫頂部設計成一個穩定性較好的壓力拱結構，事實上鹽巖中的夾層(硬石膏層、泥鹽層和鈣芒硝層等)溶解于水的速率要遠遠小于鹽巖，導致鹽穴儲氣庫在頂部形成一個較為平整頂部結構而不是拱形結構。但是，在設計中并未考慮到這個因素的影響使得多夾層鹽穴儲氣庫頂部結構穩定性大大降低，甚至出現坍塌。國內外也有對多夾層鹽穴儲氣庫頂部結構設計做了研究，但是并未給出具體可以供實際操作的技術參數，不能指導我國多夾層鹽穴儲氣庫建造。本發明專利根據我國多夾層鹽巖特點，設計出一種新的鹽穴儲氣庫頂部結構并給出頂部結構控制參數，同時給出了具體建造方法。

發明內容

本發明的目的在于提供一種多夾層鹽穴儲氣庫及其建造方法，解決多夾層鹽巖體中地下鹽穴儲氣庫頂部結構設計和施工中存在的難題。

本發明的技術方案如下：

一種多夾層鹽穴儲氣庫，包括鹽穴、天然氣注采管柱系統；天然氣注采管柱系統與鹽穴頂部相連；從地面向下依次為頂部泥巖、多夾層鹽巖、底部泥巖；多夾層鹽巖由鹽層和夾層構成，且鹽層和夾層交替出現；其特征在于：鹽穴位于多夾層鹽巖中，鹽穴頂面形狀為圓形。

優選地，從頂部泥巖底面到鹽穴頂面依次為第一鹽鹽層、夾層和第二鹽鹽層；第一鹽鹽層厚度不小于5m，夾層厚度不大于5m，第二鹽鹽層厚度不小于10m但不大于20m；鹽穴頂跨不大于40m。

優選地，鹽穴埋深在800m～1500m，最小運行壓力不小于5MPa，最小壓力運行時間不超過60天；夾層主要成分為硬石膏、泥巖和鈣芒硝。

多夾層鹽穴儲氣庫的建造方法，包括如下步驟：

(1)、頂部結構選擇：根據地質勘探資料確定多夾層鹽巖地層中鹽層和夾層的埋深、厚度，鹽穴設計在多夾層鹽巖中，鹽穴頂面設計為圓形平面；

(2)、鉆井、完井、安裝天然氣注采管柱系統：按照設計的管柱和鉆頭尺寸，完成鉆井和完井作業，安裝天然氣注采管柱系統；

(3)、溶漓造腔：通過向天然氣注采管柱系統注入清水進行溶漓造腔直至鹽穴建造完成。

優選地，在鹽穴頂部第二鹽層厚度達到設計值的1.1倍或者頂跨達到設計值的0.9倍時，采用聲納測腔技術對鹽穴頂部第二鹽層厚度和頂跨進行監測；監測結果與設計值出現誤差時，調整天然氣注采管柱系統底部高度、注入淡水速度或者加入頂部結構保護油，確保鹽穴頂部第二鹽層厚度、頂跨與設計值間的誤差滿足要求。

優選地，溶漓造腔方式為正循環方式或者反循環方式。

優選地，頂部結構保護油為柴油或煤油或重質直餾石腦油。

優選地，聲納測腔時間間隔不大于72小時。

優選地，鹽穴頂部第二鹽層厚度、頂跨與設計值間的誤差不大于5％。

本發明重點考慮了多夾層鹽巖體中鹽穴儲氣庫頂部結構的特征，給出了鹽穴頂部結構尺寸控制參數，解決了多夾層鹽穴儲氣庫頂部設計中的難題；本發明給出了一種多夾層鹽穴儲氣庫建造方法，可操作性強，不顯著增加成本，具有很好的可推廣性。

附圖說明

圖1是一種多夾層鹽穴儲氣庫結構示意圖；

圖中：1、頂部泥巖，2、多夾層鹽巖，21、第一鹽層，22、夾層，23，第二鹽層，3、底部泥巖，4、鹽穴頂面，5、鹽穴，6、天然氣注采管柱系統，7、地面。

具體實施方式

如圖1所示，多夾層鹽穴儲氣庫包括鹽穴5、天然氣注采管柱系統6；天然氣注采管柱系統6與鹽穴5頂部相連；從地面7向下依次為頂部泥巖1、多夾層鹽巖2、底部泥巖3；多夾層鹽巖由鹽層和夾層構成，且鹽層和夾層交替出現；鹽穴位于多夾層鹽巖中，鹽穴頂面4形狀為圓形。從頂部泥巖底面到鹽穴頂面依次為第一鹽鹽層21、夾層22和第二鹽鹽層23。鹽穴頂部埋深為951.2m、底部埋深為1045m，最小運行壓力為6MPa和最小壓力運行時間為45天。鹽穴儲氣庫頂跨設計值為32m、鹽穴頂部第二鹽層厚度設計值為15m、鹽穴高度為93.8m；夾層主要成分為硬石膏、泥巖和鈣芒硝。

上述多夾層鹽穴儲氣庫的建造方法，其特征在于包括如下步驟：