本發(fā)明涉及一種雙井不對(duì)稱采鹵快速建造鹽穴儲(chǔ)庫(kù)工藝，具體利用大井距雙井水平連通井(一口直井、一口水平井)不對(duì)稱水溶開(kāi)采井礦鹽；根據(jù)聲納測(cè)腔結(jié)果，利用割管方法適時(shí)調(diào)節(jié)直井生產(chǎn)套管的管口位置，控制地下溶腔形狀，最終使直井的溶腔滿足鹽穴儲(chǔ)油儲(chǔ)氣庫(kù)的標(biāo)準(zhǔn)要求。本發(fā)明可在各種類型的井礦鹽中建造鹽穴儲(chǔ)油儲(chǔ)氣庫(kù)，尤其適用于在超厚巖鹽礦層中建造大型能源儲(chǔ)備庫(kù)。

背景技術(shù)：

由于地下鹽巖具有密封性好、易開(kāi)挖和建庫(kù)成本低等優(yōu)點(diǎn)，使得鹽穴儲(chǔ)油儲(chǔ)氣庫(kù)成為國(guó)際上大型能源地下儲(chǔ)備的首選。美國(guó)、德國(guó)、法國(guó)和加拿大等國(guó)家均建有大型鹽穴儲(chǔ)油庫(kù)，形成了大規(guī)模的戰(zhàn)略石油儲(chǔ)備基地；另外，北美和歐洲地區(qū)也是世界上鹽穴儲(chǔ)氣庫(kù)發(fā)展較快的區(qū)域，已在能源儲(chǔ)備與調(diào)峰應(yīng)急等方面具有十分重要的作用。而目前我國(guó)尚未建設(shè)鹽穴儲(chǔ)油庫(kù)，正處于相關(guān)研究階段；在鹽穴儲(chǔ)氣庫(kù)方面，我國(guó)目前僅建成并投用了一座鹽穴儲(chǔ)氣庫(kù)，即江蘇金壇鹽穴儲(chǔ)氣庫(kù)。

鹽穴儲(chǔ)油儲(chǔ)氣庫(kù)造腔工藝是根據(jù)水溶采礦的原理，通過(guò)向地下巖鹽礦床注入淡水或淡鹽水而采出鹵水，從而在地下建成一定體積的溶腔，以作為石油、天然氣的存儲(chǔ)空間。常規(guī)的造腔工藝為單井油墊法造腔工藝，是利用油、水互不相溶和油密度小，且油不溶解礦物的特性，在一口鹽井中注入三層套管程序(中心管、中間管和技術(shù)套管)，從技術(shù)套管和中間管環(huán)隙注入油，使其在溶腔頂部形成一很薄的油墊層，控制上溶，采用自下而上的方法提升管柱。在建腔初期采用正循環(huán)，即淡水從中心管進(jìn)入，中心管和中間管環(huán)隙排出鹵水。在建腔后期采用反循環(huán)建腔，即淡水從中心管和中間管環(huán)隙進(jìn)入，從中心管排出鹵水。為保證鹽腔幾何形狀的穩(wěn)定性，還需調(diào)整中心管和中間管的相對(duì)位置，控制注水排鹵的流量，當(dāng)鹽穴的容積和形狀達(dá)到儲(chǔ)油儲(chǔ)氣庫(kù)設(shè)計(jì)要求后，轉(zhuǎn)入儲(chǔ)油儲(chǔ)氣庫(kù)生產(chǎn)運(yùn)行。常規(guī)的鹽穴儲(chǔ)油儲(chǔ)氣庫(kù)造腔工藝采用三層套管，其造腔工藝比較復(fù)雜；而且由于流量較小(60～100m³/h)、鹵水濃度較低(NaCl含量在260g/l左右)等原因，使得造腔時(shí)間較長(zhǎng)(建造20萬(wàn)m³的溶腔約需要3～4年)、造腔成本較高，同時(shí)大量的淡鹵水處理也存在一定難度。

在國(guó)外，鹽穴儲(chǔ)油儲(chǔ)氣庫(kù)多建設(shè)在地下鹽丘中。為了提高鹽腔的造腔速度，國(guó)外已開(kāi)發(fā)使用了多種促溶工具和工藝方法，如利用流體動(dòng)力學(xué)轉(zhuǎn)換造腔、噴射式逆流水力裝置造腔等。與國(guó)外不同，由于我國(guó)缺少具備建庫(kù)條件的鹽丘資源，只能選擇在層狀鹽層中建庫(kù)。與鹽丘 相比，層狀鹽層的品位較低、鹽層較薄、夾層多。因此，國(guó)外的建庫(kù)工藝和方法，不適用于國(guó)內(nèi)鹽穴儲(chǔ)油儲(chǔ)氣庫(kù)建設(shè)。為了提高造腔速度，專利201210502009.3(CN103850711A)公開(kāi)了一種“鹽穴儲(chǔ)氣庫(kù)雙井建庫(kù)方法”，利用兩口直井(兩井中心線距離為15-30m)，造腔初期采用單井對(duì)流水溶造腔工藝，當(dāng)兩口井自然溶蝕連通后采用雙井對(duì)流；另外，專利201210348494.3(CN102828777B)公開(kāi)了一種“雙豎井水平對(duì)接鹽穴儲(chǔ)庫(kù)建造方法”，是在巖鹽礦層上建設(shè)兩口豎井(井口間距為10-30m)，在兩口豎井之間建水平井，在建槽、造腔過(guò)程中兩口豎井交換注水排鹵，注水流量為30～100m³/h。

綜上所述，常規(guī)單井油墊法造腔工藝存在工藝復(fù)雜、流量較小、鹵水濃度較低、造腔時(shí)間較長(zhǎng)、造腔成本較高等問(wèn)題。相關(guān)專利也提出了儲(chǔ)氣庫(kù)雙井建庫(kù)方法和雙豎井水平對(duì)接儲(chǔ)庫(kù)建造方法，采取雙井對(duì)稱溶采建雙腔，最終雙腔合二為一，但在造腔過(guò)程中還需結(jié)合傳統(tǒng)的單井對(duì)流或油墊法造腔，而且兩口井間距較小，流量不大，在提高造腔速度方面作用有限。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了解決上述問(wèn)題，本申請(qǐng)的發(fā)明人將利用大井距雙井水平連通大排量不對(duì)稱注水采鹵，在含鹽地層中快速建造單個(gè)腔體；尤其是在超厚巖鹽礦層中建造大型能源儲(chǔ)庫(kù)。在造腔過(guò)程中，無(wú)需注入隔離液或隔離氣(保護(hù)液或保護(hù)氣)，結(jié)合聲納測(cè)腔結(jié)果，通過(guò)割管方法調(diào)節(jié)生產(chǎn)套管位置，實(shí)現(xiàn)快速建造鹽穴儲(chǔ)油儲(chǔ)氣庫(kù)，并降低造腔成本，同時(shí)采出的鹵水濃度也較高。

本發(fā)明所涉及一種雙井不對(duì)稱采鹵快速建造鹽穴儲(chǔ)庫(kù)工藝，該工藝具有(或包括)以下步驟：

(1)在井礦鹽礦區(qū)，布置兩口鹽井，其中：一口為直井(優(yōu)選用作溶鹽造腔)、一口為水平井(優(yōu)選用于排鹵)；直井中生產(chǎn)套管的初始管口位置位于含鹽地層的底部或下部；水平井的生產(chǎn)套管下入含鹽地層中，并通過(guò)地下水平通道與直井連通；

(2)在水溶造腔初期，利用直井的生產(chǎn)套管注水(所述水包括水溶液，例如氨堿廢液或氯化鈣水溶液)開(kāi)采下部鹽群，飽和或近飽和鹵水通過(guò)地下水平通道從水平井的生產(chǎn)套管采出；

(3)水溶開(kāi)采一段時(shí)間(例如5個(gè)月～25個(gè)月)后，利用聲納測(cè)腔技術(shù)，測(cè)定直井地下溶腔的體積大小和腔體形狀；

(4)根據(jù)聲納檢測(cè)結(jié)果，通過(guò)割管方法將直井的生產(chǎn)套管割短，提升直井生產(chǎn)套管的管口位置；

(5)利用水溶開(kāi)采原理，繼續(xù)向直井中注水開(kāi)采上部鹽群，逐漸擴(kuò)大直井的溶腔體積，并調(diào)整其溶腔形狀；

(6)重復(fù)以上(3)、(4)和(5)的步驟一個(gè)或多個(gè)循環(huán)，逐漸擴(kuò)大直井溶腔的體積，并調(diào)整直井溶腔的形狀，直至直井溶腔的體積、形狀滿足預(yù)定的鹽穴儲(chǔ)油儲(chǔ)氣庫(kù)的要求；

(7)雙井溶腔通過(guò)密封性檢測(cè)后投入儲(chǔ)油或儲(chǔ)氣生產(chǎn)運(yùn)行，在注油/注氣排鹵過(guò)程中，向直井的溶腔中注油/注氣，水平井作為排鹵的通道；在注鹵采油/采氣過(guò)程中，通過(guò)向水平井中注入鹵水，從直井采油/采氣；

或者(7’)如果水平井不符合儲(chǔ)油儲(chǔ)氣的密封性要求，利用固井水泥將水平井封堵，僅利用直井溶腔進(jìn)行儲(chǔ)油或儲(chǔ)氣生產(chǎn)運(yùn)行。

本造腔工藝采用大井距水平連通，直井和水平井井口間距較大，一般為150～350m，優(yōu)選180～320m，更優(yōu)選200～300m，最優(yōu)選220～280m范圍(例如約260m)。

優(yōu)選地，在雙井不對(duì)稱造腔過(guò)程中，直井作為溶鹽造腔的主要鹽井，是主要的成腔井，而水平井主要作為飽和或近飽和鹵水的出鹵通道，是排鹵井。

步驟(1)中作為直井中生產(chǎn)套管的初始管口位置位于含鹽地層的底部或下部是指鹽礦床總厚度的最底部到最底部以上80m的部位，優(yōu)選鹽礦床總厚度的最底部以上10m到最底部以上60m的部位，更優(yōu)選鹽礦床總厚度的最底部以上15m到最底部以上40m的位置，例如鹽礦床總厚度的最底部以上20m的位置。

當(dāng)直井溶腔的體積、形狀滿足鹽穴儲(chǔ)油儲(chǔ)氣庫(kù)的要求后，需要對(duì)溶腔實(shí)施密封性檢測(cè)。待密封性檢測(cè)合格后，溶腔才可用于儲(chǔ)油儲(chǔ)氣。在我國(guó)儲(chǔ)氣庫(kù)建設(shè)中，袁光杰等“鹽穴儲(chǔ)氣庫(kù)密封測(cè)試技術(shù)的研究及應(yīng)用”，石油學(xué)報(bào)，2007年第28期，提出的單孔排泄氮?dú)鈾z測(cè)方法。該方法的原理是：向井腔中下入一套試壓管柱，安裝可以坐掛試壓管柱的試壓井口，將氣水界面測(cè)井儀器下至生產(chǎn)套管鞋以下的腔體脖頸處；向井腔中注入適量的飽和鹵水，使腔內(nèi)鹵水壓力達(dá)到設(shè)計(jì)壓力；向試壓管柱和生產(chǎn)套管之間的環(huán)空中注入氮?dú)?或空氣)，當(dāng)氣水界面深度達(dá)到生產(chǎn)套管鞋以下10m位置，且生產(chǎn)套管鞋處氣體的壓力達(dá)到儲(chǔ)氣庫(kù)最大運(yùn)行壓力的1.1倍時(shí)，停止注入氮?dú)?或空氣)；保持整個(gè)系統(tǒng)溫度平衡8～10h后，通過(guò)補(bǔ)注氣體，使氣水界面深度重新處于生產(chǎn)套管鞋以下10m的位置；記錄井口各測(cè)試儀表讀數(shù)、油水界面深度及測(cè)試時(shí)間，每隔1h記錄一次，連續(xù)測(cè)壓24h；根據(jù)井口壓力表讀數(shù)和氣水界面深度變化數(shù)值，計(jì)算出氣體泄漏率隨時(shí)間的變化趨勢(shì)以及氣體泄漏量的絕對(duì)數(shù)值，將其作為密封性的判斷標(biāo)準(zhǔn)。

在水溶造腔過(guò)程中，采取不對(duì)稱采鹵、單井成腔的方法，即直井作為溶鹽造腔的主要鹽井，而水平井主要作為飽和或近飽和鹵水的出鹵通道；最終在直井建造大型采鹽溶腔，而水平井不形成溶腔或形成較小的溶腔。在儲(chǔ)庫(kù)建成后，直井的采鹽溶腔用作儲(chǔ)油儲(chǔ)氣。水平井如果符合儲(chǔ)庫(kù)密封性要求，則作為鹵水出入通道。水平井如果不符合儲(chǔ)庫(kù)密封性要求，將用 固井水泥充填、封堵；在直井中下入一根中心管，僅利用直井溶腔單獨(dú)進(jìn)行注采生產(chǎn)運(yùn)行。

較大的井間距離使得兩口井之間形成長(zhǎng)距離地下溶鹽通道，而且采出鹵水為直井溶腔的底部鹵水，這樣即使在大排量(一般為100～250m³/h)注水造腔情況下，也可保證采出高濃度(總?cè)苜|(zhì)超過(guò)315g/L，其中NaCl含量超過(guò)290g/L)的鹵水。鹵水可以直接用于制鹽、制堿生產(chǎn)。

本造腔工藝鹽井中不需要注入隔離液或隔離氣(保護(hù)液或保護(hù)氣)，通過(guò)割管工藝控制生產(chǎn)套管的管口位置，以達(dá)到調(diào)整溶腔形狀的目的。所述“割管工藝”為本領(lǐng)域采礦常用割管技術(shù)，采用割管器放入井下，例如通過(guò)旋轉(zhuǎn)割管器周邊的割刀將套管割斷，每次割管的長(zhǎng)度根據(jù)聲納測(cè)腔結(jié)果確定。

根據(jù)溶腔聲納測(cè)腔結(jié)果，有計(jì)劃地割管以調(diào)整溶腔形狀。溶腔體積一般增加1～15萬(wàn)m³，優(yōu)選2～12萬(wàn)m³，更優(yōu)選3～10萬(wàn)m³，最優(yōu)選4～8萬(wàn)m³范圍(例如約5萬(wàn)m³)；溶腔半徑一般達(dá)到10～90m，優(yōu)選20～80m，更優(yōu)選30～70m，最優(yōu)選40～60m范圍(例如約50m)。

本造腔工藝可在各種類型的井礦鹽中建造鹽穴儲(chǔ)油儲(chǔ)氣庫(kù)，尤其適用于在超厚巖鹽礦層(厚度一般大于150m)中建造大型能源儲(chǔ)庫(kù)(鹽穴單體體積30萬(wàn)m³以上，如60萬(wàn)m³)。

所述水溶開(kāi)采，指本領(lǐng)域的根據(jù)鹽類礦物易溶于水的特性，把水或淡鹵作為溶劑注入礦床，在礦床進(jìn)行物理化學(xué)作用，將鹽類礦物就地溶解轉(zhuǎn)變?yōu)辂u水，然后進(jìn)行采集與輸送的采礦方法。井礦鹽水溶開(kāi)采方法一般是利用淡水，或利用制鹽或制堿生產(chǎn)的廢水直接注入鹽礦井中，或在制鹽、制堿生產(chǎn)的廢水中加入淡水后替代注井淡水注入鹽礦井中進(jìn)行水溶開(kāi)采的方法。例如，采取中國(guó)專利申請(qǐng)200910183644.8(CN101629484A)所述的方法。淡水采鹵的采注比一般是60～95％，優(yōu)選70～85％，更優(yōu)選75～82％，最優(yōu)選大約為80％，若為制堿廢液代替淡水采鹵，優(yōu)選采注比大約為87％。

本發(fā)明中所述“溶腔”指井礦鹽水溶開(kāi)采后所形成的采鹽溶腔，與“鹽腔”、“鹽穴”、“井腔”互用。

本發(fā)明方法步驟(2)所述的“下部鹽群”和步驟(5)所述的“上部鹽群”中的“上”、“下”是垂直礦井中的相對(duì)概念。

除非另有定義或說(shuō)明，本文中所使用的所有專業(yè)與科學(xué)用語(yǔ)與本領(lǐng)域技術(shù)熟練人員所熟悉的意義相同。本文未詳述的技術(shù)方法，均為本領(lǐng)域常用的技術(shù)方法。

本申請(qǐng)人的在先申請(qǐng)201110006672.X(CN102205979A)、201210491562.1(CN102936021A)和201310102441.8(CN103161468A)以全部?jī)?nèi)容被引入本申請(qǐng)中作為參考，就像在本申請(qǐng)中詳細(xì)描述一樣。

具體本發(fā)明具有以下有益效果：

1、與現(xiàn)有造腔工藝相比，大井距雙井水平連通可實(shí)現(xiàn)大排量快速注水采鹵，提高造腔速度30％～300％。

2、在直井中，生產(chǎn)套管的管口位置首先在下部鹽群中，隨著水溶開(kāi)采不斷進(jìn)行，下部鹽群不斷溶蝕，逐漸割短生產(chǎn)套管，使其管口位置逐漸提升，在擴(kuò)大溶腔體積的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)直井溶腔形狀的調(diào)整和控制。

3、本造腔工藝?yán)脙蓪犹坠芗纯赏瓿烧麄€(gè)造腔工藝，鹽井中不需要注入隔離液或隔離氣(保護(hù)液或保護(hù)氣)，地面也不需要相關(guān)油水分離裝置，既降低了造腔成本20～50％，也簡(jiǎn)化了造腔工藝。

4、直井溶腔底部的鹵水通過(guò)長(zhǎng)距離地下水平通道從水平井采出，采出的鹵水濃度高(總?cè)苜|(zhì)超過(guò)315g/L，其中NaCl含量超過(guò)290g/L)，鹵水可以直接用于制鹽、制堿生產(chǎn)。

5、本造腔工藝通過(guò)大井距無(wú)墊層雙井水平連通實(shí)現(xiàn)大排量注水采鹵，可在各種類型的井礦鹽中建造鹽穴儲(chǔ)油儲(chǔ)氣庫(kù)，尤其適用于在超厚巖鹽礦層中建造大型能源儲(chǔ)庫(kù)(如單體鹽穴體積高達(dá)30萬(wàn)m³以上，如60萬(wàn)m³)。

附圖說(shuō)明

圖1為雙井不對(duì)稱采鹵快速建造鹽穴儲(chǔ)庫(kù)工藝示意圖。

圖2為雙井不對(duì)稱采鹵快速建造鹽穴儲(chǔ)庫(kù)工藝的雙井運(yùn)行示意圖。

圖3為雙井不對(duì)稱采鹵快速建造鹽穴儲(chǔ)庫(kù)工藝的單井運(yùn)行示意圖。

其中，1為直井，2為水平井，3為直井生產(chǎn)套管，4為直井表層套管，5為水平井生產(chǎn)套管，6為水平井表層套管，7為鹵水，8為水不溶物，9為油或氣，10為固井水泥，11為中心管。

具體實(shí)施方式

為了進(jìn)一步了解本發(fā)明，以下結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)闡述，但并非對(duì)本發(fā)明的限制，應(yīng)當(dāng)理解，這些描述只是為了進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明的特征和優(yōu)點(diǎn)，而不是對(duì)本發(fā)明權(quán)利要求的限制。凡依照本發(fā)明公開(kāi)內(nèi)容所作的任何本領(lǐng)域的等同替換，均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。

實(shí)施例1

對(duì)鹽礦床(埋藏深度為-1000～-1800m，總厚度約為800m)采用雙井不對(duì)稱采鹵快速建造鹽穴儲(chǔ)庫(kù)工藝，它通過(guò)以下步驟實(shí)現(xiàn)：

(1)在礦區(qū)布置兩口鹽井(井距300m)，并實(shí)現(xiàn)水平連通，其中一口井為直井1(井號(hào) 為Z1)，另一口井為水平連通井2(井號(hào)為S1)；

(2)在兩口鹽井中，Z1的生產(chǎn)套管3下入位置為-1780m，S1中的生產(chǎn)套管5下入位置為-1600m；

(3)利用Z1的生產(chǎn)套管注水水溶開(kāi)采下部鹽群，飽和或近飽和鹵水通過(guò)井下連通通道從S1的生產(chǎn)套管5采出；

(4)水溶開(kāi)采16個(gè)月后，利用聲納測(cè)腔技術(shù)，測(cè)定Z1井的腔體大小和形狀；

(5)根據(jù)聲納測(cè)腔結(jié)果，通過(guò)割管方法將Z1的生產(chǎn)套管割短，提升管口位置至-1680m；

(6)繼續(xù)向Z1的生產(chǎn)套管中注水開(kāi)采井礦鹽，逐漸開(kāi)采上部鹽群，擴(kuò)大地下溶腔體積，并調(diào)整溶腔的形狀；

(7)重復(fù)以上(4)、(5)和(6)的步驟，對(duì)該井組的含鹽地層進(jìn)行雙井不對(duì)稱水溶開(kāi)采，逐漸擴(kuò)大Z1的溶腔體積，并調(diào)整其溶腔形狀，最終Z1的溶腔大小達(dá)60萬(wàn)m³左右，其形狀符合儲(chǔ)油儲(chǔ)氣的標(biāo)準(zhǔn)要求；

(8)該井組經(jīng)密封性試壓后投入儲(chǔ)油儲(chǔ)氣生產(chǎn)運(yùn)行；

(9)在注油/注氣排鹵過(guò)程中，向直井(Z1)的溶腔中注油/注氣，水平井(S1)作為排鹵的通道(如圖2所示)；

(10)在注鹵采油/采氣過(guò)程中，通過(guò)向水平井(S1)中注入鹵水7，從直井(Z1)采油/采氣。

實(shí)施例2

對(duì)鹽礦床(埋藏深度為-900～-1400m，總厚度約為500m)采用雙井不對(duì)稱采鹵快速建造鹽穴儲(chǔ)庫(kù)工藝，它通過(guò)以下步驟實(shí)現(xiàn)：

(1)在礦區(qū)布置兩口鹽井(井距250m)，并實(shí)現(xiàn)水平連通，其中一口井為直井1(井號(hào)為Z2)，另一口井為水平連通井2(井號(hào)為S2)；

(2)在兩口鹽井中，Z2中的生產(chǎn)套管3下入位置為-1380m，S2中的生產(chǎn)套管5下入位置為-1250m；

(3)利用Z2的生產(chǎn)套管注水水溶開(kāi)采下部鹽群，飽和或近飽和鹵水通過(guò)井下連通通道從S2的生產(chǎn)套管5采出；

(4)水溶開(kāi)采12個(gè)月后，利用聲納測(cè)腔技術(shù)，測(cè)定Z2井的腔體大小和形狀；

(5)根據(jù)聲納測(cè)腔結(jié)果，通過(guò)割管工藝將Z2的生產(chǎn)套管割短，提升管口位置至-1300m；

(6)繼續(xù)向Z2的生產(chǎn)套管中注水開(kāi)采井礦鹽，逐漸開(kāi)采上部鹽群，擴(kuò)大地下溶腔體積，并調(diào)整溶腔的形狀；

(7)重復(fù)以上(4)、(5)和(6)的步驟，對(duì)該井組的含鹽地層進(jìn)行雙井不對(duì)稱水溶開(kāi) 采，逐漸擴(kuò)大Z2的溶腔體積，并調(diào)整其溶腔形狀，最終Z2的溶腔大小達(dá)40萬(wàn)m³左右，其形狀符合儲(chǔ)油儲(chǔ)氣的標(biāo)準(zhǔn)要求；

(8)經(jīng)密封性試壓，直井(Z2)可以用于儲(chǔ)油儲(chǔ)氣生產(chǎn)運(yùn)行，水平井(S2)不符合儲(chǔ)油儲(chǔ)氣密封性要求，將水平井用固井水泥10充填、封堵；

(9)在直井中下入一根中心管11，僅利用直井溶腔單獨(dú)進(jìn)行注采生產(chǎn)運(yùn)行(如圖3所示)。