[发明专利]地下盐岩能源储库水平腔造腔管柱及造腔方法

说明书

本发明提供了一种地下盐岩能源储库水平腔造腔管柱及造腔方法，该地下盐岩能源储库水平腔造腔管柱包括注水管柱和出卤管柱；注水管柱和出卤管柱采用单井的方式钻入地下盐岩能源储库水平腔；注水管柱和出卤管柱的井内部分均包括竖直段和水平段；出卤管柱的水平段设置在靠近水平腔底部，水平段表面设置若干出卤孔；注水管柱的水平段设置在靠近水平腔顶部，水平段表面设置若干注水孔；注水孔和出卤孔的外侧表面均设有过滤网；注水管柱和出卤管柱的上端固定并露出地表，均依次连接压力表和闸阀。本发明不仅可以提高水溶造腔的效率，缩短盐岩储库的建设周期，节省储库的建设成本，而且有利于控制盐岩溶腔的形状，提高盐岩储库的稳定性。

技术领域

本发明涉及地下盐岩能源储库建造技术领域，具体涉及一种地下盐岩能源储库水平腔造腔管柱及造腔方法。

背景技术

盐岩的渗透率低，延展性高，蠕变特性好，具有损伤自愈合特性，被广泛用作石油天然气储库。和国外的巨厚盐丘相比，我国的盐岩矿床具有矿层层数多，单层厚度薄的特点，适合建造水平盐岩油气储库。

盐岩储库大多分布在地下1000米以下，目前层状盐岩矿床水平型储库的建造方法采用双井定向对接连通溶解或单井后退式分阶段对流溶解建造方法。

双井定向对接连通溶解(双井双管)需要打两口钻井，分别配合注水管柱和出卤管柱进行水溶造腔，油气储库建造成本高。盐岩溶解速率受浓度影响，靠近注水管口的位置盐水浓度低，溶解速度快。为了保证溶解过程均匀发展，腔体形状规则，需要周期性对调注水管和出水管。即便如此，溶腔形状仍然可能发展成哑铃状，不仅不能有效利用层状盐岩的空间，还导致腔体形状不规则，降低了盐腔稳定性，容易发生顶板垮塌事故。

单井后退式分阶段对流溶解造腔方法(单井套管)需要一口钻井，采用同心套管系统(工程用)注卤出水，中心管用于注水，中心管与中间管环隙用于排出卤水。当溶腔高度达到设计尺寸时，要停止该阶段水溶造腔，通过地面人为控制使得管柱系统后退，管口到达指定位置后，进行下一阶段水溶造腔。这种造腔方式不仅对控制技术要求高，造腔效率低，造腔周期长，而且腔内浓度分布不均匀，排出的卤水浓度低，不能有效利用注入的淡水。

综上所述，现有造腔方式中配套的管柱系统存在以下问题：双井双管管柱造腔成本高，腔体形状不规则，单井套管管柱需要分阶段后退，对控制技术要求高，造腔效率低，腔内浓度分布不均匀，出卤浓度低。

发明内容

本发明提供了一种地下盐岩能源储库水平腔造腔管柱及造腔方法，用以克服现有的双井双管和单井套管式造腔工艺管柱所存在的缺点，提高水平型盐岩油气储库水溶造腔的效率，缩短盐岩储库的建设周期，节约储库的建设成本，有利于控制盐岩溶腔的形状，提高盐岩储库的稳定性。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种地下盐岩能源储库水平腔造腔管柱，包括注水管柱和出卤管柱；所述注水管柱和出卤管柱采用单井的方式钻入地下盐岩能源储库水平腔；所述注水管柱和出卤管柱的井内部分均包括竖直段和水平段；所述出卤管柱的水平段设置在靠近水平腔底部，并在管柱前端设置引鞋，水平段表面按照一定间距设置若干出卤孔；所述注水管柱的水平段设置在靠近水平腔顶部，并在管柱前端设置引鞋，水平段表面按照一定间距设置若干注水孔；所述注水孔和所述出卤孔的外侧表面均设有过滤网；所述注水管柱和所述出卤管柱的上端固定并露出地表，均依次连接压力表和闸阀；在所述出卤管柱的出口处设有浓度监测控制系统。

进一步地，所述注水孔和出卤孔的形状为圆形、方形或椭圆形，孔的最大外径d不超过管柱直径D的1/3。

进一步地，所述注水孔和出卤孔交错分布在上下前后四个方向；在同一个截面处，最多开两个孔，防止开孔过多导致管柱的刚度过小，发生较大变形甚至破坏。

进一步地，所述注水孔和出卤孔的外侧表面设置的过滤网，用以防止造腔管柱被不溶物堵塞；造腔过程中，间隔一段时间将注水管柱和出卤管柱对调，进行反滤，防止孔口堵塞。