CN101368477B - 一种油水界面检验和控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种油水界面检验和控制方法，其步骤是：A、井下工作：采用正循环工艺采卤造腔，将中间管下入设计的油水界面深度；B、地面工作：将焊接在地面井口装置的排卤管线上的小阀门通过软管与进水阀门相连，引出油水混合液；C、油水界面的检验：漂移到油水分离检验装置内槽表面的柴油及自然油珠会在延伸槽上自然扩散、流动，形成油膜，有明显的柴油析出时表明油水界面已经到达中间管管鞋深度；D、油水界面深度的控制：随着腔体的增大，周期性地向井下腔体注入柴油，形成稳定油垫层；E、油水界面深度的调整：调整中间管和中心管的深度，在新的盐层范围内进行采卤造腔。本发明简单明确，直观性强，降低了施工成本，提高了生产效率。
Description
技术领域
本发明涉及地下水溶法采矿(盐)技术领域，更具体涉及一种地下水溶法采矿(盐)注油施工过程中的油水界面检验和深度控制方法，适用于地下盐矿采卤造腔生产过程。
背景技术
在利用水溶法开采地下盐矿的采卤造腔过程中，有一种三管采卤造腔工艺技术和方法：通过钻井方法，钻出一定尺寸的井筒到盐层的底部，建立起地面到地下盐层的通道，下入生产套管到盐层顶部并使用水泥进行固井，然后再下入中间管和中心管到设计开采的盐层深度，开始注水采卤造腔生产。通过中心管注水，中心管和中间管的环空采出卤水的生产过程称为正循环注水工艺，相反，通过中心管和中间管的环空注水，中心管采出卤水的生产过程称为反循环注水工艺。
为了控制卤水生产的浓度及腔体形状的发展，通常使用柴油作为阻溶剂，通过生产套管和中间管的环空注入到盐穴腔体内，利用柴油和卤水之间的密度差，在盐穴腔体顶部形成柴油保护层，形成一个相对稳定的油水界面，在一定的生产周期内阻止腔体的上溶，使腔体形状发展控制在设计的盐层内，保证采卤造腔生产活动正常进行；当腔体半径增长到设计的尺寸时，通过重新调整中间管、中心管和油水界面深度，又可以在新的盐层范围内进行采卤造腔生产，从而在提高盐层开采率的基础上，使盐穴腔体的发展方向在可控和有序中进行，最终形成稳定的腔体形状，防止腔体垮塌带来的环境破坏隐患，便于所造盐穴腔体的综合利用。
由此可见，油水界面的深度检测和控制是保证采卤造腔各个阶段正常生产的关键技术。目前最常用的一种技术和方法是利用脉冲中子测井仪进行现场测量施工，即每次注油施工后，通过中心管下入脉冲中子测井仪来检测盐穴腔体内的油水界面位置。由于采卤造腔生产过程中需要经常对油水界面进行检测和控制，使用脉冲中子测井方法的现场施工费用非常昂贵，而且在测量过程中需要停止采卤造腔生产，降低了采卤造腔生产时效。本发明主要介绍在采卤造腔生产中，采用正循环注水工艺时的一种油水界面深度检测和控制方法。
发明内容
本发明的目的是在于提供了一种油水界面检验和控制方法，更具体是提供了一种地下水溶采矿(盐)注油施工过程中的油水界面检验和深度控制的方法，适用于地下盐矿采卤造腔生产过程中采用正循环注水工艺时的油水界面深度检测和控制。该方法工艺流程简单明确、可靠性高、直观性强，大大降低了现场检测施工成本，提高了生产效率。
在采卤造腔生产过程中，尤其是在采卤造腔的起始建槽阶段，通常采用正循环注水工艺(王清明《盐类矿床水溶开采》)，在这一阶段，由于腔体体积较小，腔体半径增长很快，油水界面的变化速度也很快，为了将腔体建槽体积控制在设计的盐层范围内，需要频繁地进行注油施工，因此，如何有效地检测每次注油施工的油水界面深度并将油水界面控制在设计的深度范围内显得尤为重要，它为整个腔体的后续采卤造腔生产打下良好的基础，是造腔顺利进行的重要保证。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
本发明配合一种油水分离装置使用，箱体与内槽连接并在外侧焊接一个进水阀门，内槽焊接在箱体内侧，内槽内侧有一个管口向下的进水弯管与进水阀门相连，内槽的顶部与延伸槽连接，延伸槽的端部焊接竖向挡板，竖向挡板与倾斜板连接，在内槽的一侧安装截至阀，箱体的底部呈倾斜面，箱体的低端安装排水阀门。油水分离装置的结构特征十分有利于混合在卤水中的柴油的析出，因而便于施工人员观察。
本发明的一种油水界面检验和控制方法，其步骤为：
A、井下准备工作：采用正循环注水工艺采卤造腔，将中间管下入设计控制的油水界面深度(一般自盐层底部向上20—100m)，中心管下入设计采卤造腔的盐层底部，使从中心管注入的淡水量保持稳定以保证排出卤水流速的稳定，便于计算油水混合液从中间管管鞋深度(一般自盐层底部向上20—100m)返出到地面的迟到时间。粗略分析两次注油施工期间、盐穴腔体的增加量和油水界面的变化量，以确定本次施工的注油量，注油量依据盐穴腔体的大小不同一般由半立方米到几立方米(0.5—100立方米)不等。
B、地面准备工作：将焊接在地面井口装置的排卤管线上的小阀门通过软管与进水阀门相连，引出油水混合液，以便在井口附近的油水分离检验装置上观察柴油的析出情况。连接好软管后，确保关闭截至阀和排水阀门，然后打开进水阀门及小阀门。然后开始注油施工，分批小量地将柴油从生产套管和中间管的环空注入井下盐穴腔体。
C、油水界面的检验：随着注油施工的进行，油水界面最终将到达中间管管鞋位置，如果继续注入柴油，超量注入的柴油会随卤水返出地面。漂移到油水分离检验装置内槽表面的微量柴油以及自然油珠会在延伸槽上自然扩散、流动，形成一层非常薄的油膜，在自然光的折射下，现场注油施工人员很容易就能够观察到卤水中柴油的变化。当返出井口的卤水中有明显的柴油析出时，说明油水界面已经到达中间管管鞋深度，实现了油水界面的检验，本次注油施工到此结束，放出油水分离装置中的卤水以备下次注油施工使用。此时，通过现场施工记录的柴油注入量和观察到柴油的迟到时间，可以推算出每次注油施工的柴油注入量，便于以后的采卤造腔生产和注油施工管理。
D、油水界面深度的控制：随着腔体的不断增大，周期性地向井下腔体注入柴油，便可将油水界面控制在中间管管鞋深度(一般自盐层底部向上20—100m)上，形成一个相对稳定的油垫层，实现阻止腔体的上溶的目的，并在此深度上形成盐穴腔体的顶部，使腔体形状发展控制在设计的盐层内，保证采卤造腔生产活动正常进行。
E、油水界面深度的调整：当盐穴腔体的半径增长到设计尺寸(一般30—100m)时，重新调整中间管和中心管的深度(在原深度位置上向上调整10—50m)，可以将油水界面控制在新调整的中间管的深度上，实现了在新的盐层范围内进行采卤造腔生产，从而在提高盐层开采率的基础上，使盐穴腔体的发展方向在可控和有序中进行，最终形成稳定的腔体形状，防止腔体垮塌带来的环境破坏隐患。
本发明的主要优点有：使用的油水界面检测工艺流程简单、明确、可靠性高，直观性强；使用的现场检测设备简易、操作方便，大大降低了现场检测施工成本；检测过程中可以继续采卤造腔生产，提高了采卤造腔生产效率。
附图说明
附图为一种油水界面检验和控制方法的装置连接示意图。
图中：1—箱体，2—进水阀门，3—进水弯管，4—内槽，5—延伸槽，6—竖向挡板，7—倾斜板，8—截至阀，9—底座A，10—底座B，11—排水阀门，12—软管，13—小阀门，14—井口装置，15—生产套管，16—中间管，17—中心管，18—油水界面，19—卤水，20—盐穴腔体。
图中实线箭头代表柴油的流动方向，虚线箭头代表卤水的流动方向。
具体实施方式
本发明配合一种油水分离装置使用，它由箱体1、进水阀门2、进水弯管3、内槽4、延伸槽5、竖向挡板6、倾斜板7、截至阀8、底座9、10及排水阀门11等组成，其连接关系是：箱体1与内槽4连接并在外侧焊接一个进水阀门2，内槽4焊接在箱体1内侧，内槽4的内侧有一个管口向下的进水弯管3与进水阀门2相连，内槽4的顶部与延伸槽5连接，延伸槽5的端部焊接竖向挡板6，竖向挡板6与倾斜板7连接，在内槽4的一侧安装截至阀8，箱体1的底部呈倾斜面，箱体1的低端安装排水阀门11。油水分离装置的结构特征十分有利于混合在卤水中的柴油的析出，因而便于施工人员观察。
实施本发明的一种油水界面检验和控制方法，其具体操作步骤如下：
A、井下准备工作：采用正循环注水工艺采卤造腔，将中间管16下入设计控制的油水界面18深度(一般自盐层底部向上20或26或31或38或42或49或53或55或59或66或70或75或81或89或94或100m)，中心管17下入设计采卤造腔的盐层底部，使从中心管17注入的淡水量保持稳定以保证排出卤水流速的稳定，便于计算油水混合液从中间管16管鞋深度返出到地面的迟到时间。粗略分析两次注油施工期间、盐穴腔体20的增加量和油水界面18的变化量，以确定本次施工的注油量。注油量依据盐穴腔体的大小不同一般由半立方米到几立方米(0.5或0.9或1.6或2.1或5或9或13或16或21或29或34或38或46或53或59或66或75或82或90或95或100立方米)不等。
B、地面准备工作：将焊接在地面井口装置14的排卤管线上的小阀门13通过软管12与进水阀门13相连，引出油水混合液，以便在井口附近的油水分离检验装置上观察柴油的析出情况。连接好软管12后，确保关闭截至阀8和排水阀门11，然后打开进水阀门2及小阀门13。然后开始注油施工，分批小量地将柴油从生产套管15和中间管16的环空注入井下盐穴腔体20。
C、油水界面的检验：随着注油施工的进行，油水界面18最终将到达中间管16管鞋位置，如果继续注入柴油，超量注入的柴油会随卤水20返出地面。漂移到油水分离检验装置内槽4表面的微量柴油以及自然油珠会在延伸槽5上自然扩散、流动，形成一层非常薄的油膜，在自然光的折射下，现场注油施工人员很容易就能够观察到卤水中柴油的变化。当返出井口的卤水中有明显的柴油析出时，说明油水界面18已经到达中间管16管鞋深度，实现了油水界面的检验，本次注油施工到此结束，放出油水分离装置中的卤水以备下次注油施工使用。此时，通过现场施工记录的柴油注入量和观察到柴油的迟到时间，可以推算出每次注油施工的柴油注入量，便于以后的采卤造腔生产和注油施工管理。
D、油水界面深度的控制：随着腔体的不断增大，周期性地向井下腔体注入柴油，便可将油水界面18控制在中间管16管鞋深度上(一般自盐层底部向上20或25或30或37或44或48或55或60或65或70或75或81或89或94或100m)，形成一个相对稳定的油垫层，实现阻止腔体的上溶的目的，并在此深度上形成盐穴腔体20的顶部，使腔体形状发展控制在设计的盐层内，保证采卤造腔生产活动正常进行。
E、油水界面深度的调整：当盐穴腔体20的半径增长到设计尺寸时(一般30或36或40或46或82或58或64或71或78或83或90或96或100m)，重新调整中间管16和中心管17的深度(在原深度位置上向上调整10或16或21或27或34或39或45或50m)，可以将油水界面18控制在新调整的中间管的深度上，实现了在新的盐层范围内进行采卤造腔生产，从而在提高盐层开采率的基础上，使盐穴腔体20的发展方向在可控和有序中进行，最终形成稳定的腔体形状，防止腔体垮塌带来的环境破坏隐患。
Claims (1)
1.一种油水界面检验和控制方法，所述油水界面检验和控制方法配合一种油水分离装置使用，所述装置包括箱体(1)、进水阀门(2)、进水弯管(3)、内槽(4)、延伸槽(5)、竖向挡板(6)、倾斜板(7)、截至阀(8)、底座(9、10)及排水阀门(11)，其连接关系是：箱体(1)与内槽(4)连接并在外侧焊接一个进水阀门(2)，内槽(4)焊接在箱体(1)内侧，内槽(4)的内侧有一个管口向下的进水弯管(3)与进水阀门(2)相连，内槽(4)的顶部与延伸槽(5)连接，延伸槽(5)的端部焊接竖向挡板(6)，竖向挡板(6)与倾斜板(7)连接，在内槽(4)的一侧安装截至阀(8)，箱体(1)的底部呈倾斜面，箱体(1)的低端安装排水阀门(11)；
所述方法的具体操作步骤如下：
A、井下准备工作：采用正循环注水工艺采卤造腔，将中间管(16)下入设计控制的油水界面(18)深度，中心管(17)下入设计采卤造腔的盐层底部，从中心管(17)注入的淡水量保持稳定以保证排出卤水流速的稳定，计算油水混合液从中间管(16)管鞋深度返出到地面的迟到时间，确定施工的注油量；
B、地面准备工作：将焊接在地面井口装置(14)的排卤管线上的小阀门(13)通过软管(12)与所述油水分离装置的进水阀门(2)相连，引出油水混合液，在井口的油水分离检验装置上观察柴油的析出情况，连接软管(12)后，关闭所述油水分离装置的截至阀(8)和所述油水分离装置的排水阀门(11)，打开所述油水分离装置的进水阀门(2)及小阀门(13)，开始注油施工，将柴油从生产套管(15)和中间管(16)的环空注入井下盐穴腔体(20)；
C、油水界面的检验：随着注油施工的进行，油水界面(18)将到达中间管(16)管鞋位置，如果继续注入柴油，超量注入的柴油会随卤水(19)返出地面，漂移到所述油水分离装置的内槽(4)表面的柴油及自然油珠在所述油水分离装置的延伸槽(5)上自然扩散、流动，形成一层油膜，当返出井口的卤水中有明显的柴油析出时，表明油水界面(18)已经到达中间管(16)管鞋深度，实现了油水界面的检验，本次注油施工到此结束；
D、油水界面深度的控制：随着腔体的增大，周期性地向井下腔体注入柴油，将油水界面(18)控制在中间管(16)管鞋深度上，形成油垫层，在深度上形成盐穴腔体(20)的顶部，腔体形状发展控制在设计的盐层内；
E、油水界面深度的调整：盐穴腔体(20)的半径增长到设计尺寸时，重新调整中间管(16)和中心管(17)的深度，将油水界面(18)控制在新调整的中间管的深度上，在新的盐层范围内进行采卤造腔生产，盐穴腔体(20)的发展方向在可控和有序中进行，最终形成稳定的腔体形状。
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| 班凡生等.岩盐储气库水溶建腔的基本原理及影响因素研究.《天然气地球科学》.2006,(第02期), * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN101368477A (zh) | 2009-02-18 |
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