Способ создания и эксплуатации подземного газохранилища в соленосных породах

 

Изобретение относится к строительству и эксплуатации подземных резервуаров в солях. Сущность изобретения: газохранилище состоит из группы подземных резервуаров, сооружаемых через буровые скважины с закачкой воды и нерастворителя и отбором рассола на утилизацию. Образующийся на стадии создания опережающей выработки первого резервуара ненасыщенный рассол закачивают в поглощающие водоносные горизонты, а насыщенный рассол, образующийся при размыве первой ступени резервуара, направляют на выпарные установки утилизации соли. Конденсат водяных паров с выпарных установок возвращают в систему подачи воды на размыв резервуаров. По окончании создания опережающей выработки второго резервуара дальнейший размыв его выработки осуществляют одновременно с размывом первого резервуара до достижения заданных геометрических объемов. После отбора газа подземные резервуары оставляют в режиме естественного растворения соли до получения концентрированного рассола, а их проектная вместимость достигается путем циклических заполнений газом с последующим вытеснением его водой. 1 ил.

Изобретение относится к строительству и эксплуатации подземных резервуаров в солях и может быть использовано в нефтяной, газовой, химической и других отраслях промышленности.

Известен способ создания подземного резервуара, включающий создание опережающей выработки, закачку в нее и через скважину углеводородов, их хранение, отбор и растворение массива соли под опережающей выработкой путем закачки в скважину воды и отбора образующегося рассола на поверхность [1] Недостатком указанного способа является невозможность непрерывного процесса сооружения подземного резервуара в периоды закачки и отбора углеводородов.

Наиболее близким к предлагаемому является способ хранения углеводородов в процессе создания нескольких подземных резервуаров, включающий бурение скважин, оборудование их колоннами труб, растворение пород с формированием группы резервуаров гидродинамически связанных между собой, закачку в резервуар газа с вытеснением и утилизацией рассола, последующие циклические отбор и закачку газа [2] Недостатками этого способа являются высокие энергозатраты, связанные с нерациональной перекачкой углеводородов из основного резервуара в дополнительные выработки и обратно. Кроме того, строительство подземных резервуаров этим способом увеличивается по срокам выполнения работ.

Техническая задача изобретения направлена на ускорение сроков строительных работ и повышение технико-экономических показателей эксплуатации хранилища.

Реализация предлагаемого способа позволит значительно ускорить сроки ввода в эксплуатацию хранилища, сократить энергетические и эксплуатационные расходы в процессе создания подземных резервуаров, вести непрерывную подачу концентрированного рассола на выпарные установки утилизации соли.

Решение указанной технической задачи осуществляется при использовании способа сооружения и эксплуатации подземных резервуаров в соленосных породах через буровые скважины закачкой воды и нерастворителя с последующим отбором рассола на утилизацию и циклическими закачками и отбором хранимого газа. Согласно изобретению при последовательном создании гидроврубов группы подземных резервуаров образующийся ненасыщенный рассол закачивают в нагнетательные скважины, а насыщенный рассол, образующийся при размыве ступеней основных резервуаров направляют на выпарные установки утилизации соли. Интенсивный размыв ступеней ведут до определенного регламентом объема, после чего последующее наращивание объема подземного резервуара до проектной вместимости продолжают в режиме эксплуатации хранилища последовательным вытеснением рассола сжатым газом из подземного резервуара. Одновременно осуществляют размыв вновь создаваемой выработки в дополнительной скважине, а отбор хранимого газа производят вытеснением пресной водой с контролем формообразования увеличивающейся в объеме выработки, после чего выработку оставляют в режиме естественного растворения породы. Достижение проектной вместимости хранилища осуществляют посредством циклических заполнений выработок газом, хранением и вытеснением его водой. Дальнейшая эксплуатация хранилища осуществляется известным методом по безрассольной схеме.

На чертеже приведена принципиальная схема создания и эксплуатации подземного газохранилища.

Согласно этой схеме технологические скважины оборудованы обсадными 1, 2 и 3, внешними эксплуатационными 4, 5 и 6 и центральными 7, 8 и 9 колоннами труб. Наземный трубопровод 10, 11, 12, 19, 20 и 21 связывает технологические скважины с насосной станцией 13 воды, трубопроводы 14, 15 и 16 связывают межтрубье колонн 1-4, 2-5 и 3-6 с компрессорной станцией 17 и центробежными насосами 18 для закачки жидкого растворителя. Трубопроводы 11, 12, 19, 20 и 21 служат также для перекачки рассола от технологических скважин подземных резервуаров 22, 23 и 24 в рассолоотстойник 25. Насосная станция 26 предназначена для закачки рассола по центральной колонне 27 нагнетательной скважины 28 в глубоколежащие поглощающие водоносные горизонты 29. Выпарные установки 30 предназначены для получения соли, а центробежный насос 33 для рециркуляции конденсата, получаемого от выпарных установок 30, расходуемого для размыва подземных резервуаров 22, 23, 24.

Способ реализуется в следующей последовательности технологических операций.

В скважину резервуара 22 по межтрубному пространству колонн 4-7 при помощи центробежного насоса 13 закачивают воду. Растворением каменной соли создают опережающую выработку (гидровруб), образующийся при этом слабоминерализованный рассол отбирают по центральной колонне 7 и направляют по трубопроводу 11 и 12 в наземный отстойник для рассола 25. Отстоявшийся рассол из отстойника 25 отбирают по рассолопроводу 31 центробежным насосом 26 и закачивают в нагнетательную скважину 28 по центральной колонне 27 в поглощающий водоносный горизонт 29. После размыва гидровруба в подземном резервуаре 22 приступают к размыву гидровруба на резервуаре 23. Гидровруб создают путем закачки растворителя по межтрубному пространству 5-8 с одновременным отбором образующегося рассола по центральной колонне 8 и последующей закачкой его в поглощающий горизонт 29. При этом одновременно осуществляют размыв первой ступени подземного резервуара 22, а образующийся концентрированный рассол (Ср 290-300 кг/м³) направляют по рассолопроводу 32 на выпарные установки 30. Вода, сконденсированная из водяного пара, получаемого от выпарных установок 30 посредством центробежного насоса 33 возвращается в систему подачи воды на размыв подземных резервуаров через всос центробежного насоса 13. После окончания создания гидровруба на подземном резервуаре 23 осуществляют одновременный размыв в группе резервуаров 22 и 23 до достижения в них заданного технологическим регламентом геометрического объема. При достижении заданной вместимости подземных резервуаров их размыв прекращают. При помощи компрессорной станции 17 производят закачку газа в межтрубье колонн 1-4 и 2-5, вытесняя при этом рассол по центральным колоннам 7 и 8. Концентрированный рассол по рассолопроводу 32 направляют на выпарные установки 30.

В режиме хранения газа начинают создание опережающей выработки (гидровруба) на резервуаре 24. Вода для его размыва поступает от центробежного насоса 13, затем по межтрубью колонн 6-9 направляется в скважину. Образующийся при этом слабоминерализованный рассол по трубопроводу 12 направляют в отстойник 25, откуда через центробежный насос 26 его закачивают в водоносный горизонт 29.

Отбор газа из подземных резервуаров 22 и 23 осуществляют по межтрубному пространству 1-4 и 2-5 вытеснением водой с расчетной производительностью по центральным колоннам 7 и 8 одновременно или последовательно. В процессе отбора газа происходит циркуляционное растворение каменной соли с наращиванием объемов вмещающих выработок и с контролем формообразования. После полного или частичного отбора газа подземные резервуары оставляют в режиме естественного растворения соли до получения рассола требуемой концентрации. В этот период продолжают создание первой ступени подземного резервуара 24, образующийся при этом концентрированный рассол по межтрубью колонн 6-9 направляют в рассолопровод 32 на выпарные установки 30.

Проектная вместимость резервуаров 22 и 23 достигается путем осуществления циклических заполнений выработок газом с последующим вытеснением его водой. Дальнейшая эксплуатация подземных резервуаров 22 и 23 осуществляется по безрассольной схеме. Одновременно с эксплуатацией резервуаров 22 и 23 продолжают размыв резервуара 24 до требуемого объема и бурения дополнительных скважин, на которых приступают к последовательному созданию опережающих выработок. Для снижения объемов закачки слабоминерализованных рассолов в поглощающий водоносный горизонт 29 рассол, образующийся при создании гидровруба резервуара 23 используют для размыва резервуара 22 в процессе сооружения его первой ступени. Получаемый при этом концентрированный рассол направляют на выпарные установки 30. По такой технологической схеме в поглощающий горизонт будет закачиваться только слабоминерализованный рассол, образующийся при создании гидровруба первого резервуара 22.

Формула изобретения

СПОСОБ СОЗДАНИЯ И ЭКСПЛУАТАЦИИ ПОДЗЕМНОГО ГАЗОХРАНИЛИЩА В СОЛЕНОСНЫХ ПОРОДАХ, включающий бурение скважин, оборудование их колоннами труб, растворение пород с формированием группы резервуаров, гидродинамически связанных между собой, закачку в резервуар газа с вытеснением и утилизацией рассола, последующие циклические отбор и закачку газа, отличающийся тем, что формирование резервуаров осуществляют последовательно и ступенчато, причем первоначально выполняют опережающую выработку первого резервуара со сбросом слабоминерализованного рассола, отработку ступеней резервуара ведут с использованием слабоминерализованного рассола, извлекаемого в процессе сооружения опережающей выработки очередного резервуара, образующийся высокоминерализованный рассол направляют на утилизацию, увеличение объема резервуара до проектного производят в режиме эксплуатации путем отбора газа подачей пресной воды и вытеснения образуемого высокоминерализованного рассола при закачке газа.

РИСУНКИ

Рисунок 1