專(zhuān)利名稱(chēng)：一種快速溶解的鹽巖溶腔建造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一種快速溶解的鹽巖溶腔建造方法，屬于鹽類(lèi)礦床水溶開(kāi)采技術(shù)范疇，適 合于地下鹽類(lèi)礦床開(kāi)采及鹽巖溶腔建造，是一種鹽類(lèi)礦物快速溶解、鹽巖溶腔高效低成本 建造的技術(shù)方法。
背景技術(shù)：
由于鹽類(lèi)礦物易溶于水的特性，地下鹽類(lèi)礦物的開(kāi)采通常采用水溶開(kāi)采的方法。 常用的水溶開(kāi)采方法有單井對(duì)流法、雙井水壓致裂連通對(duì)流法、雙井定向?qū)舆B通對(duì)流 法、群井致裂連通控制溶解法等。根據(jù)地質(zhì)條件的不同，對(duì)鹽礦資源的開(kāi)采可分別采取不同 方法。為了提高井組的服務(wù)年限，降低鉆井成本，在地質(zhì)條件滿(mǎn)足的前提下，大多采用雙井 或群井對(duì)流方法。單井對(duì)流法為傳統(tǒng)鹽礦開(kāi)采方法，由于采用油墊3控制上溶措施后，可以 對(duì)溶腔形狀及尺寸進(jìn)行控制，因此，在鹽巖溶腔油氣儲(chǔ)庫(kù)建造中被國(guó)內(nèi)外廣泛采用。但是， 由于所建儲(chǔ)庫(kù)腔體一般要求尺寸巨大(直徑數(shù)十米、高度數(shù)百米)，建造時(shí)間長(zhǎng)、資源能源 消耗大，生產(chǎn)不達(dá)標(biāo)鹵水如果任意排放，還會(huì)造成環(huán)境污染。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明一種快速溶解的鹽巖溶腔建造方法的目的在于克服傳統(tǒng)單井水溶開(kāi)采溶 液濃度低、建腔時(shí)間長(zhǎng)、生產(chǎn)效率低、建造成本高的缺點(diǎn)，提供一種低成本、高回采率、高效 率、經(jīng)濟(jì)環(huán)保的鹽類(lèi)礦床水溶開(kāi)采或鹽巖溶腔儲(chǔ)庫(kù)的建造方法。本發(fā)明一種快速溶解的鹽巖溶腔建造方法，其特征主要是一種低成本、高回采率、 高效率、經(jīng)濟(jì)環(huán)保的鹽類(lèi)礦床水溶開(kāi)采或鹽巖溶腔儲(chǔ)庫(kù)的建造方法，本發(fā)明通過(guò)以下技術(shù) 方案來(lái)實(shí)現(xiàn)I、從地表鉆單井至目標(biāo)礦床；II、采用常規(guī)方法進(jìn)行管串系統(tǒng)安設(shè)，管串系統(tǒng)安設(shè)有相配套的注水管1和出水 管2，注水管1和出水管2的位置適時(shí)調(diào)整，分別確定為中心管和中間管，通過(guò)注出水管串系 統(tǒng)進(jìn)行正反循環(huán)溶解建腔；III、在注出水正反循環(huán)溶解建腔過(guò)程中，根據(jù)腔體大小尺寸變化，適時(shí)調(diào)整注出 水管柱位置及其間距，以提高腔壁附近流體運(yùn)移速度，從而增進(jìn)鹽巖溶解，所述的根據(jù)腔體 大小尺寸變化，適時(shí)調(diào)整注出水管柱位置及其間距的措施為首先在初始溶解建腔階段，采 用正循環(huán)，兩管柱間距小于30m ；其次在腔體半徑為25 30m的主體建造階段，采用反循 環(huán)，注水口距頂板油墊3距離小于腔體半徑的條件下，兩管口間距取30 40m ；然后在溶腔 主體建造階段，當(dāng)注水口距頂板油墊3距離大于腔體半徑時(shí)，采用反循環(huán)，兩管口間距相應(yīng) 增大到50m 70m ；最后在腔體建造后期，采用反循環(huán)，兩管間距不小于80m，直至腔體達(dá)到 設(shè)計(jì)幾何尺寸完成腔體建造。上述一種快速溶解的鹽巖溶腔建造方法，其特征在于所述的采用正循環(huán)是指中心 管注淡水、中間管出鹵水；
上述一種快速溶解的鹽巖溶腔建造方法，其特征在于所述的兩管柱間距小于30m 是指注水管1和出水管2兩管管口間距小于30m，中心注水管長(zhǎng)，中間出水管短；上述一種快速溶解的鹽巖溶腔建造方法，其特征在于所述的采用反循環(huán)是指中間 管注淡水、中心管出鹵水；上述一種快速溶解的鹽巖溶腔建造方法，其特征在于所述的注水口距頂板油墊3 距離是指中間注水管底端端口至腔體頂部油墊3底部距離；上述一種快速溶解的鹽巖溶腔建造方法，其特征在于所述的腔體建造主體階段是 指腔體底部建造完成之后、頂腔建造開(kāi)始之前，整個(gè)鹽穴腔體中部徑向尺寸基本不變的建 造階段；上述一種快速溶解的鹽巖溶腔建造方法，其特征在于所述的腔體建造后期是指頂 腔部分徑向尺寸逐漸收縮的建造階段；上述一種快速溶解的鹽巖溶腔建造方法，其特征在于所述的兩管間距不小于80m 是指中間注水管與中心出鹵管兩管管口間距不小于80m。本發(fā)明一種快速溶解的鹽巖溶腔建造方法的優(yōu)點(diǎn)在于單井油墊3水溶開(kāi)采 鹽礦或溶解建造儲(chǔ)庫(kù)腔體的過(guò)程，是一個(gè)注入溶液在腔體內(nèi)運(yùn)移、腔壁鹽巖溶解、溶解形 成的鹽離子對(duì)流擴(kuò)散、鹽巖與溶劑溶液之間發(fā)生熱量交換等多個(gè)過(guò)程同時(shí)并存的復(fù)雜的 固-流-熱-傳質(zhì)耦合作用過(guò)程。在這一過(guò)程中，流體(溶液)運(yùn)移起著至關(guān)重要的作用， 其狀態(tài)與特性決定著鹽巖溶解速度的快慢，從而影響決定著鹽礦開(kāi)采及溶腔建造形成的速 度與效益。本發(fā)明技術(shù)核心在于抓住了流體運(yùn)移這一本質(zhì)核心決定因素，在腔體大小形狀 發(fā)展演化不同階段，根據(jù)流體力學(xué)理論及鹽巖動(dòng)力溶解特性規(guī)律，科學(xué)調(diào)整注出水管柱位 置及間距，依此提高腔壁附近溶液對(duì)流擴(kuò)散速度，進(jìn)而提高鹽巖溶解及腔體建造速度，達(dá)到 鹽巖資源經(jīng)濟(jì)開(kāi)采、鹽巖溶腔高效快速低成本建造的目的。該方法是鹽礦高效開(kāi)采及鹽巖 溶腔儲(chǔ)庫(kù)快速溶解建造的理想方法。


圖1 溶腔儲(chǔ)庫(kù)初期建造階段，正循環(huán)方式。圖2 溶腔主體及后期建造階段，反循環(huán)方式。圖1和圖2中的標(biāo)號(hào)1-注水管，2-出水管，3-油墊，4-兩管端口距離。
具體實(shí)施例方式實(shí)施方式1參考圖1、2所示，一種快速溶解的鹽巖溶腔建造方法，其步驟為(1)從地表鉆單井至目標(biāo)礦床；(2)根據(jù)常規(guī)方法對(duì)管串系統(tǒng)安設(shè)完成之后，在腔體溶解建造初期，兩管口間距取 25m，采用正循環(huán)方式，從中心管注水、中間管出鹵水進(jìn)行生產(chǎn)；(3)腔體建造時(shí)先從腔體底部開(kāi)始建造，而后進(jìn)入腔體主體建造階段，腔體半徑逐 漸增大至30m，兩管距取45m，采用反循環(huán)方式，從中間管注淡水、中心管出鹵水進(jìn)行生產(chǎn)；(4)在腔體建造主體階段，腔體高度方向不斷增大，兩管逐步向上提升，同時(shí)兩管距繼續(xù)增大至60m，繼續(xù)采用反循環(huán)方式進(jìn)行生產(chǎn)；(5)主體階段建造完成之后，進(jìn)入頂腔建造階段，頂腔半徑逐漸減小，兩管距增大 至80m，采用反循環(huán)方式，直至腔體達(dá)到設(shè)計(jì)幾何尺寸完成腔體建造。實(shí)施方式2參考圖1、2所示，一種快速溶解的鹽巖溶腔建造方法，其步驟為(1)從地表鉆單井至目標(biāo)礦床；(2)根據(jù)常規(guī)方法對(duì)管串系統(tǒng)安設(shè)完成之后，在腔體溶解建造初期，兩管口間距取 30m，采用正循環(huán)方式，從中心管注水、中間管出鹵水進(jìn)行生產(chǎn)；(3)腔體建造時(shí)先進(jìn)行腔體底部建造，而后進(jìn)入腔體主體建造階段，腔體半徑逐漸 增大至30m，兩管距取50m，采用反循環(huán)方式，從中間管注淡水、中心管出鹵水進(jìn)行生產(chǎn)；(4)在腔體建造主體階段，腔體高度方向不斷增大，兩管逐步向上提升，同時(shí)兩管 距繼續(xù)增大至70m，繼續(xù)采用反循環(huán)方式進(jìn)行生產(chǎn)；(5)主體階段建造完成之后，進(jìn)入頂腔建造階段，頂腔半徑逐漸減小，兩管距增大 至90m，采用反循環(huán)方式，直至腔體達(dá)到設(shè)計(jì)幾何尺寸，最終完成腔體建造。
權(quán)利要求
一種快速溶解的鹽巖溶腔建造方法，其特征主要是一種低成本、高回采率、高效率、經(jīng)濟(jì)環(huán)保的鹽類(lèi)礦床水溶開(kāi)采或鹽巖溶腔儲(chǔ)庫(kù)的建造方法，本發(fā)明通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)I、從地表鉆單井至目標(biāo)礦床；II、采用常規(guī)方法進(jìn)行管串系統(tǒng)安設(shè)，管串系統(tǒng)安設(shè)有相配套的注水管(1)和出水管(2)系統(tǒng)，注水管(1)和出水管(2)的位置適時(shí)調(diào)整，分別確定為中心管和中間管，通過(guò)注出水管串系統(tǒng)進(jìn)行正反循環(huán)溶解建腔；III、在注出水正反循環(huán)溶解建腔過(guò)程中，根據(jù)腔體大小尺寸變化，適時(shí)調(diào)整注出水管柱位置及其間距，以提高腔壁附近流體運(yùn)移速度，從而增進(jìn)鹽巖溶解，所述的根據(jù)腔體大小尺寸變化，適時(shí)調(diào)整注出水管柱位置及其間距的措施為首先在初始溶解建腔階段，采用正循環(huán)，兩管柱間距小于30m；其次在腔體半徑為25～30m的主體建造階段，采用反循環(huán)，注水口距頂板油墊(3)距離小于腔體半徑的條件下，兩管口間距取30～40m；然后在溶腔主體建造階段，當(dāng)注水口距頂板油墊(3)距離大于腔體半徑時(shí)，采用反循環(huán)，兩管口間距相應(yīng)增大到50m～70m；最后在腔體建造后期，采用反循環(huán)，兩管間距不小于80m，直至腔體達(dá)到設(shè)計(jì)幾何尺寸完成腔體建造。
2.按照權(quán)利要求1所述一種快速溶解的鹽巖溶腔建造方法，其特征在于所述的采用正 循環(huán)是指中心管注淡水、中間管出鹵水。
3.按照權(quán)利要求1所述一種快速溶解的鹽巖溶腔建造方法，其特征在于所述的兩管柱 間距小于30m是指注水管(1)和出水管(2)兩管管口間距小于30m，中心注水管長(zhǎng)，中間出 水管短。
4.按照權(quán)利要求1所述一種快速溶解的鹽巖溶腔建造方法，其特征在于所述的采用反 循環(huán)是指中間管注淡水、中心管出鹵水。
5.按照權(quán)利要求1所述一種快速溶解的鹽巖溶腔建造方法，其特征在于所述的注水口 距頂板油墊(3)距離是指中間注水管底端端口至腔體頂部油墊(3)底部距離。
6.按照權(quán)利要求1所述一種快速溶解的鹽巖溶腔建造方法，其特征在于所述的腔體建 造主體階段是指腔體底部建造完成之后、頂腔建造開(kāi)始之前，整個(gè)鹽穴腔體中部徑向尺寸 基本不變的建造階段。
7.按照權(quán)利要求1所述一種快速溶解的鹽巖溶腔建造方法，其特征在于所述的腔體建 造后期是指頂腔部分徑向尺寸逐漸收縮的建造階段。
8.按照權(quán)利要求1所述一種快速溶解的鹽巖溶腔建造方法，其特征在于所述的兩管間 距不小于80m是指中間注水管與中心出鹵管兩管管口間距不小于80m。
全文摘要
一種快速溶解的鹽巖溶腔建造方法，屬于鹽類(lèi)礦床水溶開(kāi)采及鹽巖溶腔儲(chǔ)庫(kù)控制溶解建造范疇。其特征在于具體步驟為(1)從地表鉆單井至目標(biāo)礦床；(2)根據(jù)常規(guī)方法對(duì)管串系統(tǒng)安設(shè)完成之后，即可通過(guò)注出水管串系統(tǒng)進(jìn)行正反循環(huán)溶解建腔；(3)在注出水正反循環(huán)溶解建腔過(guò)程中，根據(jù)腔體大小尺寸變化，適時(shí)調(diào)整注出水管柱位置及其間距，使腔壁附近流體運(yùn)移速度及鹽巖溶解速度達(dá)到最高。本發(fā)明科學(xué)調(diào)整注出水管柱位置及間距，依此提高腔壁附近溶液對(duì)流擴(kuò)散速度，進(jìn)而提高鹽巖溶解及腔體建造速度，達(dá)到鹽巖資源經(jīng)濟(jì)開(kāi)采、鹽巖溶腔高效快速低成本建造的目的。該方法是鹽礦高效開(kāi)采及鹽巖溶腔儲(chǔ)庫(kù)快速溶解建造的理想方法。
文檔編號(hào)E21B43/28GK101881151SQ20101021572
公開(kāi)日2010年11月10日 申請(qǐng)日期2010年7月2日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月2日
發(fā)明者于艷梅, 屈丹安, 徐素國(guó), 楊曉琴, 楊海軍, 梁衛(wèi)國(guó), 趙陽(yáng)升, 高紅波 申請(qǐng)人:太原理工大學(xué)