一种U型盐穴储气库垫底气置换方法技术

本发明专利技术公开了一种U型盐穴储气库垫底气置换方法，属于石油天然气储备技术领域；所述方法包括：通过第一环空向置换库中注入高压空气，迫使饱和卤水自第一排卤管、输卤管以及第二排卤管进入第一井并填充水平腔段隔离第一井和第二井，部分垫底天然气自第二、第三环空采出；通过第二环空向第一井中注入高压天然气，迫使饱和卤水向第二井移动推动第二井中的垫底天然气自第三环空采出；通过第三环空向第二井中注入高压空气，迫使饱和卤水向第一井移动，推动第一井中的垫底天然气和高压天然气自第二环空采出。本发明专利技术提供的U型盐穴储气库垫底气置换方法大幅降低驱替介质的消耗，提升置换效率。

A Substrate Gas Replacement Method for U-Shaped Salt Cavern Gas Storage

【技术实现步骤摘要】
一种U型盐穴储气库垫底气置换方法
本专利技术涉及石油天然气储备
，特别涉及一种U型盐穴储气库垫底气置换方法。
技术介绍
盐穴储气库中，为了保护围岩的长期稳定性，需要留有一定压力的垫底气。这部分天然气不能得到有效利用，必然造成极大的浪费。现有技术中，通过大量的饱和卤水注入到盐穴储气库中占据其内部空间，迫使天然气垫底气排出，实现垫底气驱替。但是此种现场驱替的方案需要完全填充储气库，尤其是体积巨大的U型水平式盐穴，所需的驱替介质量将非常庞大，还需要在现场建设较大容积的置换库存储驱替介质；导致操作成本和效率大幅降低。
技术实现思路
本专利技术提供一种U型盐穴储气库垫底气置换方法，解决现有技术中U型盐穴储气库驱替介质消耗量大，操作低效的技术问题。为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种U型盐穴储气库垫底气置换方法，包括：连通盛装有饱和卤水的置换库和U型盐穴储气库的套管柱结构以及注采方法；所述套管柱结构包括：第一生产套管、第一排卤管、第二生产套管、第二排卤管、第三生产套管以及第三排卤管；所述第一生产套管设置在所述置换库的顶部并与所述置换库的内腔连通，所述第一排卤管嵌于所述第一生产套管内且所述第一排卤管与所述第一生产套管之间具有第一环空，所述第一排卤管的底端延伸至所述置换库的底部且所述第一排卤管的底端与所述置换库的底部之间留有间隙；所述U型盐穴储气库包括：第一井、水平腔段以及第二井；所述第一井的底部通过所述水平腔段与所述第二井的底部连通；所述第二生产套管设置在所述第一井的顶部并与所述第一井的内腔连通，所述第二排卤管嵌于所述第二生产套管内且所述第二排卤管与所述第二生产套管之间具有第二环空，所述第二排卤管的底端延伸至所述第一井的底部且所述第二排卤管的底端与所述第一井的底部之间留有间隙，所述第二排卤管通过输卤管与所述第一排卤管相连；所述第三生产套管设置在所述第二井的顶部并与所述第二井的内腔连通，所述第三排卤管嵌于所述第三生产套管内且所述第三排卤管与所述第三生产套管之间具有第三环空，所述第三排卤管的底端延伸至所述第二井的底部且所述第三排卤管的底端与所述第二井的底部之间留有间隙；所述注采方法包括：通过所述第一环空向所述置换库中注入高压空气，在所述高压空气的作用下，所述饱和卤水自所述第一排卤管、所述输卤管以及所述第二排卤管进入所述第一井并填充所述水平腔段隔离所述第一井和所述第二井，垫底天然气的第一部分自所述第二环空和所述第三环空采出；通过所述第二环空向所述第一井中注入高压天然气，在所述高压天然气的作用下，所述饱和卤水向所述第二井移动，位于所述第二井中的垫底天然气的第二部分自所述第三环空采出；通过所述第三环空向所述第二井中注入高压空气，在所述高压空气的作用下，所述饱和卤水向所述第一井移动，位于所述第一井中的垫底天然气的第三部分和所述高压天然气自所述第二环空采出。进一步地，所述第一井为斜井或者竖井，所述第二井为斜井或者竖井。进一步地，所述饱和卤水的体积大于所述第一井和所述第二井中的容积。进一步地，所述高压空气和所述高压天然气通过空气压缩机注入到所述套管柱结构中。进一步地，在所述U型盐穴储气库的数量为多个的情况下，所述U型盐穴储气库垫底气置换方法还包括：多个所述U型盐穴储气库串联，在相邻的两个U型盐穴储气库中，在先的U型盐穴储气库通过所述第三排卤管与在后的U型盐穴储气库的第二排卤管相连；在先完成垫底天然气置换的U型盐穴储气库作为另一个U型盐穴储气库的置换库，并执行所述注采方法采出垫底天然气。一种U型盐穴储气库垫底气置换方法，包括：连通盛装有饱和卤水的置换库和U型盐穴储气库的套管柱结构以及注采方法；所述套管柱结构包括：第一生产套管、第一排卤管、第二生产套管、第三生产套管以及第四排卤管；所述第一生产套管设置在所述置换库的顶部并与所述置换库的内腔连通，所述第一排卤管嵌于所述第一生产套管内且所述第一排卤管与所述第一生产套管之间具有第一环空，所述第一排卤管的底端延伸至所述置换库的底部且所述第一排卤管的底端与所述置换库的底部之间留有间隙；所述U型盐穴储气库包括：第一井、水平腔段、第二井；所述第一井的底部通过所述水平腔段与所述第二井的底部连通；所述第二生产套管设置在所述第一井的顶部并与所述第一井的内腔连通，所述第三生产套管设置在所述第二井的顶部并与所述第二井的内腔连通，所述第四排卤管设置在所述水平腔段上并与所述水平腔段的内腔连通，所述第四排卤管的底端延伸至所述水平腔段的底部且所述第四排卤管的底端与所述水平腔段的底部之间留有间隙，所述第一排卤管通过输卤管与所述第四排卤管相连；所述注采方法包括：通过所述第一环空向所述置换库中注入高压空气，在所述高压空气的作用下，所述饱和卤水自所述第一排卤管、所述输卤管以及所述第四排卤管进入所述水平腔段并填充所述水平腔段隔离所述第一井和所述第二井，垫底天然气的第一部分自所述第二环空和所述第三环空采出；通过所述第二生产套管向所述第一井中注入高压天然气，在所述高压天然气的作用下，所述饱和卤水向所述第二井移动，位于所述第二井中的垫底天然气的第二部分自所述第三生产套管采出；通过所述第三生产套管向所述第二井中注入高压空气，在所述高压空气的作用下，所述饱和卤水向所述第一井移动，位于所述第一井中的垫底天然气的第三部分和所述高压天然气自所述第二生产套管采出。进一步地，所述第一井为斜井或者竖井，所述第二井为斜井或者竖井。进一步地，所述饱和卤水的体积大于所述第一井和所述第二井中的容积。进一步地，所述高压空气和所述高压天然气通过空气压缩机注入到所述套管柱结构中。进一步地，在所述U型盐穴储气库的数量为多个的情况下，所述U型盐穴储气库垫底气置换方法还包括：多个所述U型盐穴储气库的第四排卤管分别通过排卤总管相连，所述排卤总管上设置有控制阀位于相邻两个所述第四排卤管之间；在先完成垫底天然气置换的U型盐穴储气库作为另一个U型盐穴储气库的置换库，并执行所述注采方法采出垫底天然气。本申请实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：本申请实施例中提供的U型盐穴储气库垫底气置换方法，针对U型盐穴储气库垫底气的驱替置换；利用U型储气库的天然结构，通过将水平腔段内用驱替介质填充，一方面能够驱替猜出部分垫底天然气，另一方面，在重力作用下能够稳定的形成两个隔离的腔；而后分别先后在两个腔中，注入高压天然气和高压空气迫使位于水平腔段内的驱替介质在两个腔之间移动，从而迫使其内的垫底天然气先后排出，实现储气库内的全部垫底天然气的置换采出。由于仅仅需要少量的驱替介质填充水平腔段，相对于现有技术中需要填充所有的储气库空间来说，消耗的驱替介质量大幅降低，相应的置换效率也大幅提升，置换库的规格容积需求也相应降低，从而使得整个置换操作的成本，复杂程度都大幅降低，效率大幅提升。附图说明图1为本专利技术实施例一提供的U型盐穴储气库垫底气置换结构的示意图；图2为本专利技术实施例一提供的注采方法的步骤一的原理示意图；图3为本专利技术实施例一提供的注采方法的步骤二的原理示意图；图4为本专利技术实施例一提供的注采方法的步骤三的原理示意图；图5为本专利技术实施例一提供的多个U型盐穴储气库垫底气置换方法原理示意图；图6为本专利技术实施例二提供的U型盐穴储气库垫底气置换结构的示意图；图7为本专利技术实施例二本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种U型盐穴储气库垫底气置换方法，其特征在于，包括：连通盛装有饱和卤水的置换库和U型盐穴储气库的套管柱结构以及注采方法；所述套管柱结构包括：第一生产套管、第一排卤管、第二生产套管、第二排卤管、第三生产套管以及第三排卤管；所述第一生产套管设置在所述置换库的顶部并与所述置换库的内腔连通，所述第一排卤管嵌于所述第一生产套管内且所述第一排卤管与所述第一生产套管之间具有第一环空，所述第一排卤管的底端延伸至所述置换库的底部且所述第一排卤管的底端与所述置换库的底部之间留有间隙；所述U型盐穴储气库包括：第一井、水平腔段以及第二井；所述第一井的底部通过所述水平腔段与所述第二井的底部连通；所述第二生产套管设置在所述第一井的顶部并与所述第一井的内腔连通，所述第二排卤管嵌于所述第二生产套管内且所述第二排卤管与所述第二生产套管之间具有第二环空，所述第二排卤管的底端延伸至所述第一井的底部且所述第二排卤管的底端与所述第一井的底部之间留有间隙，所述第二排卤管通过输卤管与所述第一排卤管相连；所述第三生产套管设置在所述第二井的顶部并与所述第二井的内腔连通，所述第三排卤管嵌于所述第三生产套管内且所述第三排卤管与所述第三生产套管之间具有第三环空，所述第三排卤管的底端延伸至所述第二井的底部且所述第三排卤管的底端与所述第二井的底部之间留有间隙；所述注采方法包括：通过所述第一环空向所述置换库中注入高压空气，在所述高压空气的作用下，所述饱和卤水自所述第一排卤管、所述输卤管以及所述第二排卤管进入所述第一井并填充所述水平腔段隔离所述第一井和所述第二井，垫底天然气的第一部分自所述第二环空和所述第三环空采出；通过所述第二环空向所述第一井中注入高压天然气，在所述高压天然气的作用下，所述饱和卤水向所述第二井移动，位于所述第二井中的垫底天然气的第二部分自所述第三环空采出；通过所述第三环空向所述第二井中注入高压空气，在所述高压空气的作用下，所述饱和卤水向所述第一井移动，位于所述第一井中的垫底天然气的第三部分和所述高压天然气自所述第二环空采出。...

【技术特征摘要】
1.一种U型盐穴储气库垫底气置换方法，其特征在于，包括：连通盛装有饱和卤水的置换库和U型盐穴储气库的套管柱结构以及注采方法；所述套管柱结构包括：第一生产套管、第一排卤管、第二生产套管、第二排卤管、第三生产套管以及第三排卤管；所述第一生产套管设置在所述置换库的顶部并与所述置换库的内腔连通，所述第一排卤管嵌于所述第一生产套管内且所述第一排卤管与所述第一生产套管之间具有第一环空，所述第一排卤管的底端延伸至所述置换库的底部且所述第一排卤管的底端与所述置换库的底部之间留有间隙；所述U型盐穴储气库包括：第一井、水平腔段以及第二井；所述第一井的底部通过所述水平腔段与所述第二井的底部连通；所述第二生产套管设置在所述第一井的顶部并与所述第一井的内腔连通，所述第二排卤管嵌于所述第二生产套管内且所述第二排卤管与所述第二生产套管之间具有第二环空，所述第二排卤管的底端延伸至所述第一井的底部且所述第二排卤管的底端与所述第一井的底部之间留有间隙，所述第二排卤管通过输卤管与所述第一排卤管相连；所述第三生产套管设置在所述第二井的顶部并与所述第二井的内腔连通，所述第三排卤管嵌于所述第三生产套管内且所述第三排卤管与所述第三生产套管之间具有第三环空，所述第三排卤管的底端延伸至所述第二井的底部且所述第三排卤管的底端与所述第二井的底部之间留有间隙；所述注采方法包括：通过所述第一环空向所述置换库中注入高压空气，在所述高压空气的作用下，所述饱和卤水自所述第一排卤管、所述输卤管以及所述第二排卤管进入所述第一井并填充所述水平腔段隔离所述第一井和所述第二井，垫底天然气的第一部分自所述第二环空和所述第三环空采出；通过所述第二环空向所述第一井中注入高压天然气，在所述高压天然气的作用下，所述饱和卤水向所述第二井移动，位于所述第二井中的垫底天然气的第二部分自所述第三环空采出；通过所述第三环空向所述第二井中注入高压空气，在所述高压空气的作用下，所述饱和卤水向所述第一井移动，位于所述第一井中的垫底天然气的第三部分和所述高压天然气自所述第二环空采出。2.如权利要求1所述的U型盐穴储气库垫底气置换方法，其特征在于：所述第一井为斜井或者竖井，所述第二井为斜井或者竖井。3.如权利要求1所述的U型盐穴储气库垫底气置换方法，其特征在于，所述饱和卤水的体积大于所述第一井和所述第二井中的容积。4.如权利要求1所述的U型盐穴储气库垫底气置换方法，其特征在于：所述高压空气和所述高压天然气通过空气压缩机注入到所述套管柱结构中。5.如权利要求1～4任一项所述的U型盐穴储气库垫底气置换方法，其特征在于，在所述U型盐穴储气库的数量为多个的情况下，所述U型盐穴储气库垫底气置换方法还包括：多个所述U型盐穴储气库串联，在相邻的两个U型盐穴储气库中，在先的U型盐穴储气库通过所述第三排卤管与在后的U型盐穴储气库的第二排卤管...

【专利技术属性】
技术研发人员：章雨豪，马洪岭，施锡林，杨春和，李银平，王同涛，韩月，
申请(专利权)人：中国科学院武汉岩土力学研究所，
类型：发明
国别省市：湖北,42