【技术实现步骤摘要】
本申请涉及储气库安全，尤其涉及一种利用纳米微球封堵碎屑岩型储气库边界断层的装置及方法。
技术介绍
1、我国的地质条件复杂，使得地下储气库建库很难完全避开断层，这就使得断层成为储气库密封安全的一个主要的潜在威胁。根据所处的位置不同，可分为储库内的断层，以及控制储库边界范围的边界断层。储库内的断层只要确保限制在盖层内(即未完全切穿盖层)，盖层依然会封闭气体的垂向运移路径，对储库的安全性威胁小。而控制储气库的边界断层，一般垂向上延伸很广，影响范围大，且切断多套储盖层，使得大的边界断层的垂向封堵性和侧向封堵性决定着地下储气库的安全性和经济效益，垂向封堵性变差会导致气体沿多套储盖层的优势运移路径不断向上迁移，直至逸出地表，并且侧向封堵性变差也会导致气体逸出储气库的库区，造成巨大的经济损失。
2、国外储气库的百年工程实践说明了储气库在多周期注采运行过程中，气体可能沿着断层发生泄漏，也有多起断层诱发气体泄漏的储气库工程事故。使得储气库工区内断层，特别是边界断层的密封性加固和修复成为影响储气库长期安全运行的关键。
3、气体注入到油气藏型储气库后，会从注入井储层段的注入点发生垂向和侧向的运移，运移的速度和距离取决于注采速率和储层物性特征。目前对于储气库边界断层带的渗透特性、力学响应等主要是基于数值模拟的技术手段，尚未有较为可靠的边界断层的密封性修复和加固技术。
技术实现思路
1、为了解决上述问题，本申请实施例提供了一种利用纳米微球封堵碎屑岩型储气库边界断层的装置及方法，针对碎
2、本申请第一方面提供一种利用纳米微球封堵碎屑岩型储气库边界断层的装置，包括数个监测井和注浆管路，所述数个监测井分别设于边界断层带的上盘及下盘，在所述监测井的井底朝向所述边界断层带的一侧设有井底射孔段；通过所述注浆管路向各所述监测井注入含纳米微球粒的浆液并从所述井底射孔段流出，所述含纳米微球粒的浆液向所述边界断层带运移并膨胀沉淀，以对所述边界断层带外周及所述边界断层带内的孔缝进行封堵。
3、例如，在一个实施例提供的所述利用纳米微球封堵碎屑岩型储气库边界断层的装置中，所述含纳米微球粒的浆液中的纳米微球粒包括聚丙烯酰胺、水解离子单体、耐温抗盐组分和交联剂。
4、例如，在一个实施例提供的所述利用纳米微球封堵碎屑岩型储气库边界断层的装置中，在所述监测井内布设有传感器组件，所述传感器组件包括温度传感器、压力传感器和盐度传感器，以实时监测井底温度、压力和流体盐度数据。
5、例如，在一个实施例提供的所述利用纳米微球封堵碎屑岩型储气库边界断层的装置中，在所述监测井顶部设有密封机构，所述密封机构包括井口密封阀、橡胶圈及卡箍，所述橡胶圈设于所述传感器组件的传输线路穿越所述井口密封阀处的外周；所述卡箍设于所述监测井内生产油管与地面传输线路结合处，在所述卡箍环向上间隔设有数个密封阀。
6、例如，在一个实施例提供的所述利用纳米微球封堵碎屑岩型储气库边界断层的装置中，所述监测井包括设于所述边界断层带的上盘且完井深度位于储气目标层的中部的第一监测井、设于所述边界断层带的下盘且完井深度位于与所述第一监测井同一储气目标层中部的第二监测井、以及设于所述边界断层带的上盘且完井深度位于所述储气目标层顶部的储气库直接盖层的第三监测井。
7、例如，在一个实施例提供的所述利用纳米微球封堵碎屑岩型储气库边界断层的装置中，所述第一监测井的井底位于所述边界断层带的一侧且距离所述边界断层带80～120m，所述第二监测井的井底位于所述边界断层带的另一侧且距离所述边界断层带80～120m，所述第三监测井的井底位于所述储气库直接盖层的顶部且距离所述边界断层带30～50m。
8、例如，在一个实施例提供的所述利用纳米微球封堵碎屑岩型储气库边界断层的装置中，所述边界断层带两侧的所述第一监测井和所述第二监测井内灌注的所述含纳米微球粒的浆液分别朝向所述边界断层带运移并膨胀沉淀，形成边界断层带外周微球粒沉淀堆积，所述第一监测井和所述第二监测井内灌注的所述含纳米微球粒的浆液向所述边界断层带内运移并膨胀沉淀，形成边界断层带内孔隙间的微球粒沉淀堆积；所述第三监测井内灌注的所述含纳米微球粒的浆液向所述储气目标层顶部的所述边界断层带一侧运移并膨胀沉淀，并形成储气库直接盖层的断层部位微球粒沉淀堆积。
9、例如，在一个实施例提供的所述利用纳米微球封堵碎屑岩型储气库边界断层的装置中，所述边界断层带内孔隙间的微球粒沉淀堆积位于所述边界断层带内的先存碎屑颗粒之间的孔隙内，包括位于所述先存碎屑颗粒之间大孔隙内的粗晶微球粒沉淀堆积和位于所述先存碎屑颗粒之间小孔隙内的细晶微球粒沉淀堆积。
10、例如，在一个实施例提供的所述利用纳米微球封堵碎屑岩型储气库边界断层的装置中，所述注浆管路包括注液泵车、连通所述注液泵车与所述监测井内生产油管的地面浆液管道，在所述注液泵车内填装有所述含纳米微球粒的浆液，在所述地面浆液管道上设有地面管路阀门。
11、本申请第二方面提供一种利用纳米微球封堵碎屑岩型储气库边界断层的方法，包括以下步骤：s1在所述边界断层带的上盘布设完井深度位于储气目标层的中部的第一监测井，在所述边界断层带的下盘布设完井深度位于与所述第一监测井同一储气目标层中部的第二监测井，在所述边界断层带的上盘布设完井深度位于所述储气目标层顶部的储气库直接盖层的第三监测井；s2基于边界断层带及附近储层段的物性特征和温压特征开展室内所述含纳米微球粒的浆液的分散体系运移封堵实验，确定从监测井注入到边界断层带处发生封堵的距离范围内合适的含纳米微球粒的浆液的投放浓度，并对封堵效果进行孔渗性的评估；s3向所述第一监测井、第二监测井和第三监测井灌注含纳米微球粒的浆液，形成边界断层带外周微球粒沉淀堆积、边界断层带内孔隙间的微球粒沉淀堆积和储气库直接盖层的断层部位微球粒沉淀堆积。
12、本申请一些实施例提供的一种利用纳米微球封堵碎屑岩型储气库边界断层的装置及方法带来的有益效果为：本申请针对碎屑岩型地下储气库边界断层的密封性修复和加固，提出了利用纳米微球粒的注入封堵技术，通过在边界断层带附近布置监测井获取流体、物质组分、温度、压力等信息，并根据监测情况向监测井控制纳米微球粒的注入，对储气目标层段和储气库直接盖层段内的断层带进行密封性的修复和加固处理，从而为边界断层带的密封安全性提供有力的技术支撑。
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1.一种利用纳米微球封堵碎屑岩型储气库边界断层的装置，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述利用纳米微球封堵碎屑岩型储气库边界断层的装置中，其特征在于，所述含纳米微球粒的浆液中的纳米微球粒包括聚丙烯酰胺、水解离子单体、耐温抗盐组分和交联剂。
3.根据权利要求2所述利用纳米微球封堵碎屑岩型储气库边界断层的装置中，其特征在于，在所述监测井内布设有传感器组件，所述传感器组件包括温度传感器、压力传感器和盐度传感器，以实时监测井底温度、压力和流体盐度数据。
4.根据权利要求3所述利用纳米微球封堵碎屑岩型储气库边界断层的装置，其特征在于，在所述监测井顶部设有密封机构，所述密封机构包括：
5.根据权利要求4所述利用纳米微球封堵碎屑岩型储气库边界断层的装置，其特征在于，所述监测井包括设于所述边界断层带的上盘且完井深度位于储气目标层的中部的第一监测井、设于所述边界断层带的下盘且完井深度位于与所述第一监测井同一储气目标层中部的第二监测井、以及设于所述边界断层带的上盘且完井深度位于所述储气目标层顶部的储气库直接盖层的第三监测井。
6.根据
7.根据权利要求6所述利用纳米微球封堵碎屑岩型储气库边界断层的装置，其特征在于，所述边界断层带两侧的所述第一监测井和所述第二监测井内灌注的所述含纳米微球粒的浆液分别朝向所述边界断层带运移并膨胀沉淀，形成边界断层带外周微球粒沉淀堆积，所述第一监测井和所述第二监测井内灌注的所述含纳米微球粒的浆液向所述边界断层带内运移并膨胀沉淀，形成边界断层带内孔隙间的微球粒沉淀堆积；所述第三监测井内灌注的所述含纳米微球粒的浆液向所述储气目标层顶部的所述边界断层带一侧运移并膨胀沉淀，并形成储气库直接盖层的断层部位微球粒沉淀堆积。
8.根据权利要求7所述利用纳米微球封堵碎屑岩型储气库边界断层的装置，其特征在于，所述边界断层带内孔隙间的微球粒沉淀堆积位于所述边界断层带内的先存碎屑颗粒之间的孔隙内，包括位于所述先存碎屑颗粒之间大孔隙内的粗晶微球粒沉淀堆积和位于所述先存碎屑颗粒之间小孔隙内的细晶微球粒沉淀堆积。
9.根据权利要求8所述利用纳米微球封堵碎屑岩型储气库边界断层的装置，其特征在于，所述注浆管路包括注液泵车、连通所述注液泵车与所述监测井内生产油管的地面浆液管道，在所述注液泵车内填装有所述含纳米微球粒的浆液，在所述地面浆液管道上设有地面管路阀门。
10.根据权利要求9所述利用纳米微球封堵碎屑岩型储气库边界断层的方法，其特征在于，包括以下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种利用纳米微球封堵碎屑岩型储气库边界断层的装置，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述利用纳米微球封堵碎屑岩型储气库边界断层的装置中，其特征在于，所述含纳米微球粒的浆液中的纳米微球粒包括聚丙烯酰胺、水解离子单体、耐温抗盐组分和交联剂。
3.根据权利要求2所述利用纳米微球封堵碎屑岩型储气库边界断层的装置中，其特征在于，在所述监测井内布设有传感器组件，所述传感器组件包括温度传感器、压力传感器和盐度传感器，以实时监测井底温度、压力和流体盐度数据。
4.根据权利要求3所述利用纳米微球封堵碎屑岩型储气库边界断层的装置，其特征在于，在所述监测井顶部设有密封机构，所述密封机构包括：
5.根据权利要求4所述利用纳米微球封堵碎屑岩型储气库边界断层的装置，其特征在于，所述监测井包括设于所述边界断层带的上盘且完井深度位于储气目标层的中部的第一监测井、设于所述边界断层带的下盘且完井深度位于与所述第一监测井同一储气目标层中部的第二监测井、以及设于所述边界断层带的上盘且完井深度位于所述储气目标层顶部的储气库直接盖层的第三监测井。
6.根据权利要求5所述利用纳米微球封堵碎屑岩型储气库边界断层的装置，其特征在于，所述第一监测井的井底位于所述边界断层带的一侧且距离所述边界断层带80～120m，所述第二监测井的井底位于所述边界断层带的另一侧且距离所述边界断层带80～120m，所述第三监测井的井底...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘贺娟，杨春和，邱小松，苏云河，刘建锋，周雷，冒海军，郭印同，王为民，
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：
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