盐穴储气库造腔井油水界面位置控制方法

盐穴储气库水溶造腔过程中,为防止腔体上溶过快,丢失有效体积,必须严格控制油水界面的位置.金坛盐穴储气库经过长期的摸索与实践,发展了地面观察法、压力表对比法、计算法、电测法、井下传感器法等五种油水界面控制方法,在盐穴储气库造腔过程中已经得到广泛应用,其它方法如光纤式连续油水界面测量也在不断摸索与试验中.     

盐穴储气库溶腔过程中腔体净容积及油水界面计算实例

建立地下盐穴储气库溶腔净容积和油水界面计算模型,利用溶腔过程中压力、密度等生产及相关地质参数,计算腔体净容积和油水界面深度,为不同阶段的溶腔腔体体积评估和溶腔井下工况诊断提供依据。目前该溶腔净容积及油水界面深度计算方法已经在金坛盐穴储气库溶腔现场得到了应用。     

盐岩不溶物对储气库成腔影响

我国盐岩普遍存在不溶物含量高,泥岩夹层多的特点,如何合理地处理溶腔过程中不溶夹层对腔体形状的影响是当前盐穴储库建库的关键。通过对盐岩沉积环境以及金坛储气库3口井成腔分析,研究了盐岩不溶含量及夹层分布不同的情况下腔体形状发展特点及出现的问题,对其他盐穴储库的建设具有借鉴意义。     

盐穴储气库氮气阻溶注氮量计算及现场试验

盐穴储气库使用柴油作为阻溶剂,成本高,油水分离难度大,容易污染环境。氮气作为阻溶剂成本较低,环境友好无污染。为此开展了盐穴储气库氮气阻溶现场试验,结合气液界面控制方法,针对造腔过程中气液界面在裸眼和腔顶2种情况,建立氮气注入量计算式,在金坛储气库进行了2个阶段的氮气阻溶现场试验,结果表明,考虑10%~20%的损耗后,计算得到的注氮量和实际注氮量相符,试验井增加腔体体积约5×104 m3,气液界面稳定,腔体形状规则,与设计基本一致。     

多夹层盐穴腔体形态控制工艺研究

盐层中多夹层的存在破坏了溶腔边界的连续性,不利于建腔和腔体形态的控制,需要建立多夹层盐穴储气库造腔数学模型,对循环方式、管柱提升次数、排量、管柱组合等盐穴腔体造腔工艺参数进行优化;给出多夹层盐穴腔体建造的顶板保护及腔体形态监测工艺;建立夹层破坏数学模型,提出造腔过程中采用夹层下部溶蚀、加快夹层中可溶物溶蚀速度以及采用工具直接破坏夹层等3种夹层破坏工艺。综合分析认为,采用合理的腔体形态控制及夹层破坏工艺,能够在含有多夹层的盐层中建造符合要求的盐穴储气库。     

盐穴储气库中子寿命测试油水界面技术

随着岩穴储气库进入迅速发展阶段,油水界面的精确测量成为保障盐穴储气库造腔过程安全平稳运行的关键。为此围绕中子寿命测井技术,进行了充分的理论分析和论证,通过现场实际运用,克服造腔内外管、围岩等客观因素的影响,形成了适用于岩穴储气库中子寿命测试油水界面技术,解决了油水界面难以精确测量问题。实现了对裸眼段到腔体内油水界面的精确测量,为我国盐穴储气库造腔过程提供了有力保障。     

地下盐穴储气库快速建槽技术及其应用

我国地下盐穴储气库为层状盐层建库,盐岩品位低且夹层多,盐穴的建槽速度慢,腔体底部抬升较快,不能满足我国地下储气库建设的需要,迫切需要寻求新的建槽技术加快盐穴储气库的建槽速度。为此,介绍了盐穴储气库溶腔机理,提出了优化造腔参数、扩眼、使用快速工具促溶3种快速建槽技术：①通过数值模拟对造腔循环方式、管柱提升次数、注水排量等造腔工艺参数进行优化;②采用扩眼法加快建槽速度;③应用喷射式、延伸喷射式和软管式3种造腔工具加快建槽速度。现场应用效果表明：快速建槽技术能够加快盐穴储气库的建槽速度,缩短盐穴建库周期,提高盐穴建库效益。     

盐穴型地下储气库建库评价关键技术及其应用

为了解决层状盐岩盐层展布不均、造腔机理复杂、造腔过程控制难、盐腔运行安全稳定性差、老腔改造利用难度大等技术难题,从盐穴地下储气库盐层利用最大化、提高造腔效率、缩短建库周期、保证腔体安全的设计目标出发,依托江苏金坛盐穴储气库的设计经验与现场实践,全面更新设计理念,提出了选址评价、造腔设计与控制、稳定性评价与库容参数设计、老腔筛选及利用、气库运行及监测等5项关键技术序列,丰富和完善了盐穴储气库建库评价技术体系。上述5项关键技术在金坛盐穴储气库建设中的实际应用效果表明:(1)地质方案实钻符合率高;(2)造腔形态符合设计预期;(3)腔体变形收缩率符合稳定性评价结果预期;(4)老腔改造利用成功;(5)部署监测网络保障了盐穴储气库的运行安全,为长江三角洲地区天然气调峰保供发挥了重要作用。结论认为,该项研究成果指导了盐穴地下储气库的建库方案设计及工程实施,为同类储气库的建设提供了理论支撑与技术保障。     

金坛盐穴地下储气库建库关键技术综述

金坛盐穴储气库是中国第一个盐穴储气库，建设金坛盐穴地下储气库是一个比较复杂的系统工程，建库中通过摸索形成和运用了多项关键技术。①地质评价：对建库区域的选择和溶腔密封性至关重要；②溶腔设计及稳定性评价：是确保溶腔稳定的最佳形态并达到体积最大化的技术保障；③造腔技术：是整个建库工程的核心，它是能否实现所设计的理想溶腔形态和体积的关键；④声纳检测技术：确定造腔过程和最终溶腔的体积和形态；⑤完整性测试溶腔：是能否开始建造和建造后可否投入运行的关键；⑥热动力模拟：是编制盐穴储气库运行计划并为地面设施配套的重要依据；⑦老腔井筒改造技术：部分形态较好的采盐溶腔改建成为储气溶腔，加快了储气库建设进程。金坛储气库的建设使中国具备了建设同类地下油气储备库的技术实力。     

浮子法测量管外油水界面试验研究

江苏金坛盐穴地下储气库井腔体试压密封监测需要精确监测套管和测试管柱之间的环形空间中油水界面位置变化情况,为此研制了一种新型的油水界面监测装置（浮子）。文章简单介绍浮子的结构、测量原理,详细阐述监测过程及应用前景。浮子法对油水界面监测有良好应用效果。     

金坛A盐穴储气库体积收缩率较大原因分析

金坛盐穴储气库A溶腔投产不到2年,声呐测腔结果表明该腔体体积收缩率达到3.86%,约为该区域其他腔体体积收缩率平均值的5~7倍。为了找到该腔体体积收缩率过大的原因,根据金坛地层结构、声呐测腔数据和运行压力监测值等参数建立了用于该腔体稳定性评价的三维地质力学模型,对腔体体积收缩率、腔壁变形量、塑性区、等效应变和剪胀安全系数等稳定性评价指标进行了计算分析。计算结果表明:导致出现体积收缩率过大的主要原因是声呐测量误差而不是真实体积收缩,该腔体形状较为复杂,存在大量隐护空间,导致声呐测量误差增加;该腔体整体稳定性较好,腔体体积收缩率约为0.54%;该腔顶部结构较为平直且跨度大,不利于腔顶承载,一旦出现局部破坏,在自重作用下将会发生顶部掉块等失稳破坏,甚至威胁到套管鞋安全,建议在后期运行过程中加强监控。     

中子测井在储气库井腔体试压密封检测中的应用

江苏金坛盐穴地下储气库井腔体试压密封检测需要精确监测套管和测试管柱之间的环形空间中气水界面位置的变化情况,为此选用了哈里伯顿公司生产的DDL-Ⅲ数控测井系统和直径111/16 in的伽马中子测井仪以及配套的井口密封设备.此伽马中子测井仪由中子-中子、自然伽马和磁定位器3部分组成,以中子-中子曲线变化幅度的半幅点作为气水界面,用自然伽马和磁定位曲线校对深度,使深度测量值精确到1 cm .当每1 h监测1次,气水界面深度变化量逐渐变小且24 h累计变化量小于1.0 m,则认为腔体密封性合格.详细介绍了3口井的监测和评价过程.该方法取得了很好效果.     

油井分布式光纤测温系统研究与应用

分布式光纤测温技术是稠油热采井下温度测试新技术,它是利用喇曼散射光中的斯托克斯(Stokes)光和反斯托克斯(anti-Stokes)光的强度与温度有关的原理进行分布式温度测量。这种测温系统主要由分布式温度测试仪(DTS)、光纤管(温度传感器)和与DTS仪器接口相配套的数据处理器3部分组成。系统测试深度0～2 100 m;测温范围0～370℃;测温距离分辨率1 m;测温精度±1℃;测温时间3 min。室内试验和胜利油田有限公司草桥区块油田CN8-3注汽井的现场测试表明,可一次测量出整个井筒的温度剖面,整套测量设备操作安全可靠,测量误差达到设计要求。     

光纤探针持气率计模拟井实验数据分析

根据光纤探针对气液界面反射率不同的特点设计了光纤探针持气率计,用于生产井持气率的测试。为了证明持气率测量的可行性,用试验仪器分别在气水两相流和油气水三相流中做了持气率试验。文章研究了光纤探针持气率检测,并对检测数据进行了比较分析,总结出仪器试验的特点,为光纤探针持气率测量提供了有力的依据。     

金坛盐穴储气库造腔关键参数优化

在金坛盐穴储气库工程建设中,由于缺乏造腔经验,导致造腔速度慢,盐腔有效体积小,严重制约了建库速度。为提高造腔有效体积和造腔速度,对现场造腔生产数据进行了分析,对造腔关键技术进行了优化:注水循环方式以反循环为主,正循环为辅;第一次建槽时,油垫距内管口一般为30~40 m,建腔期油垫提升高度约15 m,封顶期不大于10 m;注水排量循序渐进,平稳恒定,建槽期平均注水排量为80~90 m3/h,建腔期平均注水排量为90~100 m3/h;建腔期正、反循环造腔内外管优化距离分别不低于45、10 m,可有效保证排卤质量浓度。该研究可为盐穴储气库造腔参数优化提供指导。     

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我国的西气东输工程从新疆塔里木油田到上海，管线长度达4000公里，为确保对长江三角洲地区安全稳定的供气，就必须在长江三角洲地区建设地下储气库，从而保证在管线故障期间应急供气，同时利用地下储气库调节冬季和夏季用气量的差异，保证长输管线的高效、平稳运行。在长江三角洲地区经地库址选择，目前准备将常州盆地的金坛盐矿用以建设地下储气库。盐穴地下储气库主要选择在盐层或盐兵上，利用水溶方式形成地下溶腔进行储气，选择合适的建库地址要结合地质、水、工程等诸多因素，造腔过程中需要采取一系列控制技术，在造腔过程中还要及时采取声纳测井技术进行跟踪监测，造腔过程的检测及腔体完成后的密封安全性检测是气库能否投入运行的关键。     

光纤分布式声波传感技术在石油行业的研究进展

基于相位敏感光时域反射的光纤分布式声波传感技术(DAS)具有长距离、高灵敏、高空间分辨率、低成本、无源、抗电磁干扰等显著优势,非常契合石油行业中的地震勘探和管道监测等需求。从石油行业的应用需求出发,介绍了光纤DAS技术的基本原理和解调技术,并阐述了近年来该研究领域在信噪比增强、探测距离扩展和采样率提升等方面所取得的最新研究成果。此外,重点总结了国内外在光纤DAS技术商用化方面的研究进展,分析比较了不同企业和机构研发的DAS产品的特点、性能和应用潜力。同时,重点针对光纤DAS技术在VSP测井、微地震探测和管道泛感知监测等领域的应用案列进行了阐述,展现出极强的市场竞争力。光纤DAS技术在未来石油行业中的应用研究方面,应加强数据超保真和多分量检波DAS的进一步研究。