Способ сооружения подземных резервуаров в пластах каменной соли ограниченной мощности

 

Изобретение относится к строительству подземных емкостей через скважины в каменной соли путем их растворения и может быть использовано в нефтяной, газовой и химической промышленности при создании подземных хранилищ и для добычи соли в пластах ограниченной мощности. Сущность изобретения заключается в том, что способ предусматривает бурение направленной скважины с выходом ее в горизонтальное положение вблизи подошвы соляного пласта, монтаж обсадной и технологической колонн труб с расположением башмака технологической колонны у забоя скважины, подачу растворителя и отвод рассола на земную поверхность с чередованием прямоточного и противоточного режимов подачи растворителя и отбора рассола, при этом башмак обсадной колонны труб устанавливают над кровлей соляного пласта, в скважину спускают дополнительную внешнюю технологическую колонну труб, башмак которой устанавливают в конце наклонного участка скважины вблизи подошвы соляного пласта для отбора более насыщенного рассола, а в обсадную колонну труб подают жидкий или газообразный нерастворитель. Изобретение позволяет создать подземное хранилище в маломощных пластах каменной соли через одну скважину с одновременным повышением эффективности извлечения соли. 1 з.п.ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к строительству подземных резервуаров через скважины в каменной соли путем ее растворения и может быть использовано в нефтяной, газовой и химической промышленности при создании подземных хранилищ и для добычи соли в пластах ограниченной мощности.

Известен способ создания горизонтального резервуара в пласте каменной соли, включающий бурение вертикально-горизонтальной скважины с размещением ее горизонтального участка у подошвы пласта каменной соли, перекрытие скважины обсадной колонной до уровня кровли создаваемого подземного резервуара, монтаж в скважине технологической колонны труб таким образом, чтобы башмак технологической колонны труб находился у забоя скважины, подачу воды по технологической колонне труб и выдачу получаемого рассола на поверхность по обсадной колонне труб [Мазуров А.В. Подземные газонефтехранилища в отложениях каменной соли. М.: Недра, 1982, с. 125].

Недостатком данного способа является извлечение из скважины ненасыщенного рассола из-за того, что башмак обсадной колонны туб, по которой рассол вытесняется на поверхность, располагается на уровне кровли создаваемой емкости, где концентрация рассола на 30% ниже концентрации насыщенного рассола.

Наиболее близким к заявляемому техническому решению является способ создания горизонтального подземного резервуара в пласте каменной соли, включающий бурение вертикально-горизонтальной скважины с размещением ее горизонтального участка у подошвы пласта каменной соли, монтаж в скважине обсадной и технологической колонн труб, башмаки которых находятся на одном уровне у подошвы пласта соли, подачу растворителя и отвод рассола на земную поверхность с чередованием прямоточного и противоточного режимов подачи воды и отбора рассола [Мазуров А.В. Подземные газонефтехранилища в отложениях каменной соли. М.: Недра, 1982, с. 128].

Этот способ позволяет отводить насыщенный рассол на земную поверхность, однако, создаваемые подземные резервуары не могут быть использованы в качестве подземных хранилищ, так как их конструкция не позволяет удалять из резервуара хранимый над рассолом продукт.

Решаемая задача заключается в создании подземного резервуара в маломощных пластах каменной соли через одну скважину с одновременным повышением эффективности извлечения соли.

В сравнении с прототипом предложенное техническое решение обладает следующими преимуществами: - возможность управления процессом формирования подземного резервуара; - использование резервуара для хранения жидких и газообразных углеводородов; - извлечение из скважины насыщенного рассола на более ранней стадии растворения пласта соли; - возможность создания нескольких резервуаров с использованием одного и того же вертикального участка скважины.

Сущность предлагаемого способа заключается в использовании способа сооружения подземных резервуаров в пластах каменной соли ограниченной мощности, предусматривающего бурение направленной скважины с выходом ее в горизонтальное положение вблизи подошвы соляного пласта. В скважине монтируют обсадную и технологическую колонны труб с расположением башмака технологической колонны труб у забоя скважины. Затем подают растворитель и отводят рассол на земную поверхность с чередованием прямоточного и противоточного режимов подачи растворителя и отбора рассола.

При этом согласно предлагаемому способу башмак обсадной колонны устанавливают над кровлей соляного пласта. В скважину спускают дополнительную внешнюю технологическую колонну труб, башмак которой устанавливают в конце наклонного участка скважины вблизи подошвы соляного пласта для отбора более насыщенного рассола, а в обсадную колонну труб подают жидкий или газообразный нерастворитель.

Отличие способа заключается также в том, что башмак обсадной колонны труб устанавливают в вертикальном участке скважины.

Установка башмака обсадной колонны труб над кровлей пласта каменной соли с подачей внутрь этой колонны нерастворителя позволяет управлять формообразованием подземного резервуара путем изменения в нем уровня нерастворителя. По окончании строительства подземного резервуара через обсадную колонну труб производят его заполнение хранимым газообразным или жидким продуктом, а также удаление продукта из резервуара для выдачи потребителю.

Установка башмака обсадной колонны труб в вертикальной части скважины позволяет использовать вертикальный ствол скважины для создания следующего подземного в том же пласте каменной соли или в соседних пластах, что значительно снижает затраты на создание подземных хранилищ.

Установка дополнительной внешней технологической колонны труб, башмак которой располагают в наклонной части скважины вблизи подошвы пласта каменной соли, и подъем расслола по этой колонне на поверхность позволяют извлекать более насыщенный рассол из нижней части создаваемого подземного резервуара, т. к. ненасыщенный рассол поднимается вверх, а насыщенный опускается вниз. Тем самым повышается производительность извлечения соли.

Предлагаемый способ сооружения подземной резервуара в пласте каменной соли поясняется схемами на чертежах.

На фиг. 1 представлена общая схема осуществления способа создания подземных резервуаров в пластах каменной соли ограниченной мощности.

На фиг. 2 показан вариант выполнения способа для создания нескольких подземных резервуаров с использованием вертикального участка одной скважины.

Изображение фиг. 1 включает скважину 1, пробуренную в маломощном соляном пласте 2, и обсадную колонну труб 3. Растворением соляного пласта 2 через скважину 1 создается подземный резервуар 4. Для этого в скважину 1 опущены центральная технологическая колонна труб 5 и дополнительная внешняя технологическая колонна труб 6. Управление формообразованием подземного резервуара 4 осуществляется посредством нерастворителя 7.

Изображение на фиг. 2 включает второй наклонно-горизонтальный участок 8 скважины 1, пробуренный для создания второго подземного резервуара 9.

Способ осуществляют следующим образом (фиг. 1). Бурят направленную скважину 1 таким образом, чтобы ее горизонтальный участок располагался у подошвы пласта каменной соли 2. В скважину 1 спускают обсадную колонну труб 3 и устанавливают ее башмак над кровлей создаваемой подземного резервуара 4, после чего производят цементацию затрубного пространства обсадной колонны труб 3. В скважину 1 опускают центральную технологическую колонну труб 5 и дополнительную внешнюю технологическую колонну труб 6. Причем башмак дополнительной внешней технологической колонны труб 6 устанавливают в нижней части пласта каменной соли 2, а башмак центральной технологической колонны труб 5 размещают на забое скважины 1. В пространство между обсадной колонной труб 3 и дополнительной внешней технологической колонной труб 6 подают нерастворитель 7, например дизельное топливо. Нижний уровень нерастворителя устанавливают у кровли создаваемого подземного резервуара 4. В центральную технологическую колонну труб 5 подают воду, которая движется сначала по скважине 1 в сторону башмака дополнительной внешней технологической колонны труб 6, растворяя стенки скважины 1, и через дополнительную внешнюю технологическую колонну труб 6 под избыточным давлением вытесняют рассол на поверхность. При создании подземного резервуара 4 происходит расслоение образующегося рассола по высоте подземного резервуара, при этом более тяжелый насыщенный рассол опускается в нижнюю часть подземного резервуара 4, а менее насыщенный поднимается вверх. Таким образом, через башмак дополнительной внешней технологической колонны труб 6 на поверхность поднимается более насыщенный рассол. Для образования выработки одинакового сечения по длине горизонтального участка скважины 1 прямоточный режим подачи воды и отбора рассола периодически заменяют на противоточный, при котором воду подают в подземный резервуар 4 через башмак дополнительной внешней технологической колонны труб 6, а вытесняют из резервуара 4 через башмак центральной технологической колонны труб 5.

Для того чтобы у кровли подземного резервуара 4 над башмаком дополнительной внешней технологической колонны 6 не образовывался неустойчивый пролет, уровень нерастворителя 7 поддерживают ниже кровли соляного пласта 2 путем подачи его в обсадную колонну труб 3. Избыточный объем нерастворителя 7 удаляют через обсадную колонну труб 3 на поверхность.

При использовании скважины 1 для создания нескольких подземных резервуаров 4 обсадную колонну 3 устанавливают на вертикальном участке скважины 1 (фиг. 2). В этом случае внутрь обсадной колонны труб 3 подают нерастворитель 7 с целью предотвращения растворения соли в необсаженном интервале скважины 1. После создания первого подземного резервуара 4 из скважины 1 извлекают центральную технологическую колонну труб 5 и дополнительную внешнюю технологическую колонну труб 6. Разбуривают второй наклонно-горизонтальный участок 8 скважины 1, через который производят создание нового подземного резервуара 9 в другом направлении от ствола скважины 1 или в другом пласте каменной соли 2.

Пример использования способа. В системе внутрипластового заводнения на Талаканском газонефтяном месторождении в Якутии используют рассол NaCl высокой концентрации. Для получения этого рассола в соляном пласте бурят направленную скважину, имеющую вертикальный участок длиной 800 м, снабженный обсадной колонной труб диаметром 245 мм, наклонный и горизонтальный участки длиной 300 м у подошвы пласта каменной соли на глубине 980 м. Мощность пласта каменной соли составляет 44 м. Скважину оборудуют центральной технологической колонной труб диаметром 114 мм с установкой ее башмака на забое скважины и дополнительной внешней технологической колонной труб диаметром 178 мм, башмак которой устанавливают в конце наклонного участка скважины на глубине 978 м. В обсадную колонну труб подают жидкий нерастворитель, дизельное топливо, нижнюю границу которого поддерживают на уровне 936 м. Это позволяет предотвратить растворение необсаженного ствола скважины между башмаком обсадной колонны труб и кровлей пласта соли. Создание подземного резервуара производят путем подачи растворителя (воды) с расходом 50 м³/ч по дополнительной внешней технологической колонне труб и вытеснения получаемого рассола на поверхность по центральной технологической колонне труб (в противоточном режиме). Периодически производят смену противоточного режима на прямоточный, при котором воду подают по центральной технологической колонне труб, а рассол вытесняют по дополнительной внешней технологической колонне труб. При этом уже через 3 месяца работы скважины на поверхности получают насыщенный рассол благодаря расположению башмаков технологических колонн в нижней части создаваемого подземного резервуара.

После того как объем подземного резервуара достигнет 350 тысяч м³, процесс растворения прекращают. Из скважины извлекают технологические колонны труб. В нижней части вертикального участка скважины, ниже башмака обсадной колонны труб, устанавливают перемычку и производят бурение другого наклонно-горизонтального участка скважины, направленного в противоположную сторону относительно первоначального. При этом скважину вновь оборудуют технологическими колоннами с установкой их башмаков в тех же положениях, как и при сооружении первого подземного резервуара, и производят создание второго подземного резервуара по описанной выше технологии. По окончании строительства второго подземного резервуара в него через обсадную колонну труб закачивают нефть, а рассол вытесняют по технологическим колоннам труб в наземное рассолохранилище. При извлечении нефти из второго подземного резервуара производят закачку рассола из наземного рассолохранилища по технологическим колоннам труб в подземный резервуар, а нефть вытесняют через скважину и обсадную колонну труб на поверхность.

Таким образом, из одной скважины создают два подземных резервуара, первый из которых используют с целью получения рассола для системы заводнения газонефтяного месторождения, а второй - для получения рассола и последующего хранения нефти. Это позволяет существенно удешевить производство рассола и создавать хранилища товарной нефти и других видов углеводородного сырья.

Формула изобретения

1. Способ сооружения подземных резервуаров в пластах каменной соли ограниченной мощности, предусматривающий бурение направленной скважины с выходом ее в горизонтальное положение вблизи подошвы соляного пласта, монтаж обсадной и технологической колонн труб с расположением башмака технологической колонны у забоя скважины, подачу растворителя и отвод рассола на земную поверхность с чередованием прямоточного и противоточного режимов подачи растворителя и отбора рассола, отличающийся тем, что башмак обсадной колонны труб устанавливают над кровлей соляного пласта, в скважину спускают дополнительную внешнюю технологическую колонну труб, башмак которой устанавливают в конце наклонного участка скважины вблизи подошвы соляного пласта для отбора более насыщенного рассола, а в обсадную колонну труб подают жидкий или газообразный нерастворитель.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что башмак обсадной колонны труб устанавливают на вертикальном участке скважины.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2