一種鹽穴型儲氣庫造腔過程油水界面檢測方法
【技術領域】
[0001] 本發明設及鹽礦開采及鹽巖溶腔利用領域，具體設及一種鹽穴型儲氣庫造腔過程 油水界面檢測方法。
【背景技術】
[0002] 鹽穴建造過程實際上是一個水溶采面的過程，將水用累通過造腔管柱注入鹽層， 溶鹽后從井下抽到地面加W處理或利用；經過長期連續循環，溶解的鹽量越來越多，在鹽層 中形成的腔體也越來越大，最終達到儲氣庫的設計要求。目前世界上建造鹽穴儲氣庫采用 的井型主要有3種形式：
[0003] (1)單井單腔，即鹽層內鉆一口井，套管下入到鹽層頂部，然后注水，逐漸在鹽層內 淋濾形成一個腔體。其造腔管柱如圖1所示，在生產套管7內依次內套中間管8、中屯、管9， 生產套管7下入到鹽層頂部，中屯、管9下入鹽層底部，設中屯、管9為注水管3,中間管8與中 屯、管的環空為采面管2,中間管8與生產套管7的環空為注油管1。地面的淡水或淡面水經 注水管3注入腔體，逐漸在鹽層內淋濾形成一個腔體，腔內面水從采面管2流出到地面，流 動的非飽和面水不斷溶蝕腔壁鹽巖，腔體的體積逐步擴大；通過注油管1注入柴油或其他 與鹽水不相融液體，下行形成油墊層6隔開淡面水和腔頂鹽巖，達到抑制上溶并促使腔體 橫向溶漓，或者上行撤除油墊層，讓淡面水充分接觸腔頂鹽巖，腔體向上發展，從而達到建 造較為理想的儲庫腔體形狀的目的。該是最簡單也是最常用的建腔方式。
[0004] (2)單井雙腔。該是針對儲氣庫由兩個儲層構成或夾層很厚的情況下而開發的建 腔方法。即鉆一口井貫穿上、下兩層，套管下入到下部鹽層的頂部，先溶漓下部鹽層，形成設 計的腔體后，再溶漓上部腔體，從而形成兩個獨立的鹽腔。
[000引 做雙井單腔，即在同一鹽層的相鄰位置鉆兩日井，連通后，一日井用來注水，另一 口井用來采面水。
[0006] 造腔所采取的井眼形式雖然多種多樣，但廣泛應用的形式仍是一口直井造一個腔 (即單井單腔）。雖然周期相對長一些，但它具有操作簡單、安全性好等特點。而其他形式的 井腔組合雖然可行，有的造腔效率甚至更高，但均存在腔體形狀控制困難、頂板不易保護、 安全性低和投資大等問題。
[0007] 鹽穴型儲氣庫建設在造腔過程中必須通過調節油水界面高度來控制溶腔頂板形 狀，如果控制不當，將使鹽穴頂部溶解，破壞其幾何形態并影響其保持壓力的能力，因此通 過造腔實時監測手段來監控油水界面高度，W保證鹽穴腔體按設計形狀和體積建造是一種 必要手段和措施。
[000引現階段，國內主要通過電纜下放檢測傳感器到儲氣井井下，來監測鹽穴型儲氣庫 建設造腔過程中油水界面深度的變化，專利申請號為200820080022. 3,名稱為多通道電阻 式油水界面檢測儀，它通過檢測傳感器來監測鹽穴型儲氣庫建設造腔過程中油水界面深度 的變化，從而根據檢測油水界面深度來調節油水界面深度，起到保護溶腔頂板形狀的作用。 但是，該技術必須通過3?5巧鏈裝電纜連接檢測傳感器，鏈裝電纜在每根中間管上用電纜 固定卡子綁定下井，作業工作量大，而且儀器下放過程中電纜鏈裝護甲有可能被損壞，影響 檢測成功率。另外在使用該技術時，如果要對設計油水界面深度進行改動或者井下檢測傳 感器損壞時，就必須起出中屯、管，將檢測傳感器重新下入目的深度，工作量大，措施施工步 驟繁瑣。
【發明內容】
[0009] 本發明所要解決的技術問題在于針對上述現有技術存在的不足提供一種無需井 下下入檢測儀器，避免了油水界面設計深度更變時要重新起下管柱繁瑣的鹽穴型儲氣庫造 腔過程油水界面檢測方法。
[0010] 本發明所采用的技術方案為：一種鹽穴型儲氣庫造腔過程油水界面檢測方法，其 特征在于；它包括如下步驟：
[0011] 步驟一、首先在井口裝置的注油管閩口處分別安裝高精度壓力表及密度表，用于 測試注油管的井口壓力P。及密度值P。，在采面管閩口處分別安裝高精度壓力表及密度表， 用于測試采面管的井口壓力町及密度值P U在注水管的閩口處分別安裝高精度壓力表及 密度表，用于測試注水壓力IV及注入水密度P
[0012] 步驟二、關閉注水累，并同時關閉注油管、采面管及注水管的閩口，靜置設定時間， 使地層和管柱間液體壓力穩定，然后在井口儀表上讀取壓力、密度數據；
[0013] 步驟=、將儲氣庫造腔管柱等效為"U"形管進行數學建模。即當井口所有閩口關 閉時，造腔管柱與地層構成一個密閉腔體，采面管、注水管及注油管每兩個密閉回路之間可 等效為一個理想的"U"形管模型（如圖2所示），"U"形管靜態平衡時"U"形管兩端的能量 一致。設、P7k、Pg分別為井口壓力表測得的注油管的井口壓力、注水管井口壓力化及采 面管的井口壓力；為假設油水界面至采面管下端參考點之間的鹽水柱產生的液柱壓 力；為井口液面至假設油水界面處油柱產生的液柱壓力；井口注油管壓力表與密度表 顯示注油管壓力為下用P。表示，顯示的注油管井口測量的柴油密度為P。;井口采面 管壓力表A1與密度表Ml顯示的采面管壓力為Pg W下用町表示，顯示的采面管井口測量 的鹽水密度為P 為注油管油柱高度；H 1為注水管管柱下入深度，H為采面管管柱下入深 度；g為當地重力加速度。
[0014] 步驟四、當選擇注油環空與注水油管間等效"U"形管，選取注水管柱最下端出水口 為參考點，根據流體力學原理可得：
【主權項】
1. 一種鹽穴型儲氣庫造腔過程油水界面檢測方法，其特征在于：它包括如下步驟： 步驟一、首先在井口裝置的注油管閘門處分別安裝壓力表及密度表，用于測試注油管 的井口壓力p<>及密度值pP在采鹵管閘門處分別安裝壓力表及密度表，用于測試采鹵管的 井口壓力1\及密度值pU 步驟二、關閉注水泵，并同時關閉注油管、采鹵管及注水管的閘門，靜置設定時間，使地 層和管柱間液體壓力穩定，然后在井口儀表上讀取壓力、密度數據； 步驟三、將儲氣庫造腔管柱等效"U"形管進行數學建模，即當井口所有閘門關閉時，造 腔管柱與地層構成一個密閉腔體，采鹵管、注水管及注油管每兩個密閉回路之間可等效為 一個理想的"U"形管模型； 步驟四、選擇注油環空與采鹵環空之間等效"U"形管，選取采鹵管最下端的出鹵口為參 考點，根據流體力學原理可得： PL+pLgH=P°+P0gh+PLg(H-h) (1)
式（1)中，H為采鹵管管柱下入的深度；h為注油管油柱高度；公式（a)中h即為注油 環空與采鹵環空間等效"U"形管后油水界面深度的計算公式，表示為hi+。 步驟五、計算最終油水界面深度=KXhi+，其中K為實際深度與計算深度之間 的轉化系數。
2. 根據權利要求1所述的一種鹽穴型儲氣庫造腔過程油水界面檢測方法，其特征在 于：步驟五具體為：設實際真實油水界面深度為，計算油水界面深度為hi+，得到 K=h實 /h計 （b) K值求取步驟： (1) 首先通過測試手段，測取多組實際真實油水界面深度值h$; (2) 然后，在測取各組實際真實油水界面深度值的同時，記錄井口各密度表及壓力 表的測量數據，代入公式（a)，求出計算油水界面深度值hi+ ; (3) 利用公式（b)分別根據采集數據求出多組的K值，并計算出所有K值的平均值 ?，即為油水界面計算深度與實際深度的關系系數； 最終的油水界面深度計算公式為：H終=Xh計。
3. 根據權利要求1或2所述的一種鹽穴型儲氣庫造腔過程油水界面檢測方法，其特征 在于：所述壓力表的測量精度為〇. 01 %F.S以上，分辨率在lOmbar以上，密度表的測試密 度范圍在0? 50-3. 00g/cm3以上，分辨率在0? 0001g/cm3以上，測試精度在0? 0001g/cm3以上。
【專利摘要】本發明公開了一種鹽穴型儲氣庫造腔過程油水界面檢測方法，它包括如下步驟：在井口安裝高精度壓力表和密度表，分別測量采鹵管與注油管的井口壓力和液體密度，然后將測量數據代入根據等效“U”形管模型建模推導出的計算公式進行油水界面計算，可求得油水界面實際深度。采用本發明的檢測方法，無需井下下入檢測儀器，避免的下放過程中電纜損壞或儀器損壞造成的施工風險，也簡化了措施工藝，避免了油水界面設計深度更變時要重新起下管柱繁瑣的工藝流程。
【IPC分類】G01F23-14
【公開號】CN104568052
【申請號】CN201410854324
【發明人】王宇琦, 趙忠建, 趙立帥, 孫曉朝, 梁辰
【申請人】中國石油化工股份有限公司江漢油田分公司采油工藝研究院
【公開日】2015年4月29日
【申請日】2014年12月31日