專利名稱：多井地下能源儲存庫的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于石油、天然氣等流體能源儲存領域，特別涉及一種地下流體能源儲存庫及其工作模式。
背景技術：
地下能源儲存庫是大型輸氣干線系統(tǒng)和輸油干線系統(tǒng)不可或缺的重要組成部分，對國家安全和能源供應有著重要作用?，F(xiàn)有技術中，地下儲氣庫采用的是單井單管結構，地下儲油庫為單井雙管結構。所述單井單管結構，即儲存天然氣的地下溶腔僅設置了一口井，該井中僅安裝一根套管，所述套管僅用于天然氣的輸入與輸出。所述單井雙管結構，即儲存石油的地下溶腔僅設置了一 口井，該井中安裝了兩根套管，一根套管用于石油的輸入與輸出，另一根套管用于填充流體的輸入與輸出。單井單管結構的地下能源儲庫存在的問題是當從地下溶腔中抽采天然氣時，由于沒有填充流體彌補缺失的體積，地下能源儲庫內的壓力會大幅降低，以致不能滿足其強度和穩(wěn)定性方面的要求，內壓變化速率對地下能源儲庫的強度和穩(wěn)定性影響大，因此抽采和注入天然氣的速率也需要嚴格的控制。單井雙管結構的地下能源儲庫雖然能同時向地下溶腔注入流體能源與抽采填充流體，或同時抽采流體能源與注入填充流體，但由于只有一口井，不僅使注入流體能源與抽采填充流體，或抽采流體能源與注入填充流體的時間增長，而且對于地下溶腔的最大直徑遠大于其高度的地下能源儲存庫，仍然不能滿足其強度和穩(wěn)定性方面的要求。此外，由于是單井，勢必增長注入流體能源與抽采填充流體、或抽采流體能源與注入填充流體的時間，降低功效，當井出現(xiàn)故障，地下能源儲存庫就不能正常運轉。我國的鹽巖層很薄，其厚度普遍在150米以下，厚度約120米的鹽巖層很多，因此傳統(tǒng)地下能源儲存庫的改進非常必要。
發(fā)明內容本實用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術的不足，提供一種多井地下能源儲存庫及其工作模式，以提高地下溶腔的強度和穩(wěn)定性，提高地下能源儲存庫的功效，保證地下能源儲存庫持續(xù)正常運轉。本實用新型所述多井地下能源儲存庫，包括設置在鹽巖層用于儲存流體能源的地下溶腔，井口位于地面、井體與地下溶腔相通的井及安裝在井中的套管，所述井的數(shù)量至少為兩口，各口井中安裝的套管均為一根，一部分井中安裝的套管為第一類套管，另一部分井中安裝的套管為第二類套管，第一類套管的下端伸入地下溶腔且位于地下溶腔的底部，第二類套管的下端位于地下溶腔的頂部且與地下溶腔相通。本實用新型所述地下溶腔包括立式溶腔和臥式溶腔，地下溶腔的形狀通常為回轉體，其結構的選擇主要根據(jù)鹽巖層厚度確定，當鹽巖層厚度較大時，地下溶腔一般選擇高度(Z軸方向)大于其最大直徑的溶腔(稱為立式溶腔)，當鹽巖層厚度較小時，地下溶腔一般選擇最大直徑大于其高度(Z軸方向)的溶腔(稱為臥式溶腔)，優(yōu)選溶腔的最大直徑至少為其高度的2倍。這樣，溶腔的強度、穩(wěn)定性和經濟性能夠得到更好的協(xié)調。由于我國的鹽巖層厚度較小，因而在建造多井地下能源儲存庫時，優(yōu)選臥式溶腔的結構形式。為了進一步提高地下溶腔的強度和穩(wěn)定性，本實用新型所述多井地下能源儲存庫中的井在覆蓋地下溶腔的覆蓋層上呈分散性分布，且優(yōu)選均勻分散性分布，所述分散性分布是指井在地下溶腔的覆蓋層上不集中于某一部位，所述均勻分散性分布是指井在地下溶腔的覆蓋層上不僅不集中于某一部位，而且各行井之間的行距大約相等，各列井之間的列距大約相等。本實用新型所述多井地下能源儲存庫的工作模式多井地下能源儲存庫當從第二類套管注入流體能源時，則從第一類套管抽采一定量的填充流體；當從第二類套管注入填充流體時，則從第一類套管抽采一定量的流體能源；當從第二類套管抽采流體能源時，則從第一類套管注入一定量的填充流體；當從第二類套管抽采填充流體時，則從第一類套管注入一定量的流體能源；流體能源或填充流體的抽采或注入量以地下溶腔內的壓力保持恒定為準。
上述填充流體為不與流體能源發(fā)生化學反應、不與流體能源發(fā)生混相且密度不同的流體。當填充流體的密度大于流體能源的密度時，第一類套管用于填充流體的注入和抽采，第二類套管用于流體能源的抽采和注入；當填充流體的密度小于流體能源密度時，第一類套管用于流體能源的注入和抽采，第二類套管用于填充流體的抽采和注入。本實用新型所述流體能源主要是石油、天然氣。本實用新型所述填充流體包括鹵水、CO2等。本實用新型具有以下有益效果I、本實用新型所述多井地下能源儲存庫的結構形式和工作模式可提高地下溶腔的強度和穩(wěn)定性；本實用新型所述多井地下能源儲存庫的結構形式特別適合鹽巖層厚度較小的地質條件，在此類地質條件建造最大直徑遠大于其高度的地下溶腔，不僅可滿足地下溶腔的強度和穩(wěn)定性要求，而且可增加能源儲存量(見實施例3)。2、本實用新型所述多井地下能源儲存庫與單井雙管能源儲存庫和單井單管能源儲存庫相比，向地下溶腔注入相同量流體能源與抽采相同量填充流體，或抽采相同量流體能源與注入相同量填充流體的時間會成倍地縮短，有利于提高工效。3、本實用新型所述多井地下能源儲存庫由于設置了多口井，若其中一部分井出現(xiàn)了故障，能源儲存庫仍然可以正常運轉。4、建造本實用新型所述多井地下能源儲存庫可以采用多井建腔，其速度比單井建腔快，且建好后井口無需填埋，直接作為能源儲存庫的工作井口。

圖I是本實用新型所述多井地下能源儲存庫的第一種結構示意圖；圖2是圖I的俯視圖；圖3是本實用新型所述多井地下能源儲存庫的第二種結構示意圖；圖4是圖3的俯視圖；圖5是本實用新型所述多井地下能源儲存庫的第三種結構示意圖；圖6是圖5的俯視圖。[0022]圖中，I一地下溶腔、3—第一類套管、4一第二類套管、5—覆蓋層、6—流體能源、
7—填充流體、8—鹵水、9 一天然氣、10—石油。
具體實施方式
下面通過實施例并結合附圖對本實用新型所述多井地下能源儲存庫及其工作模式作進一步說明。實施例I 本實施例中，所述多井地下能源儲存庫用于儲存天然氣，建造在鹽巖層厚度約為300米的地質環(huán)境，其結構如圖I、圖2所示，包括設置在鹽巖層用于儲存天然氣的地下溶腔I，在覆蓋地下溶腔的覆蓋層5上呈分散性分布的兩口井2-1、2-2，安裝在井2-1中的第一類套管3，安裝在井2-2中的第二類套管4。所述地下溶腔I為立式溶腔，其高度100米，最大溶腔直徑70米；所述兩口井之間的間距為40米；第一類套管3的下端伸入地下溶腔I且位于地下溶腔的底部，第二類套管4的下端位于地下溶腔I的頂部且與地下溶腔相通。本實施例中，填充流體選用鹵水(密度大于天然氣)，第一類套管3用于鹵水的注入和抽采，第二類套管4用于天然氣的抽采和注入，工作模式如下當從第二類套管4注入天然氣時，則從第一類套管3抽采一定量的鹵水；當從第二類套管4抽采天然氣時，則從第一類套管3注入一定量的鹵水；天然氣或鹵水的抽采或注入量以地下溶腔I內的壓力保持恒定為準。實施例2本實施例中，所述多井地下能源儲存庫用于儲存天然氣，建造在鹽巖層厚度約為150米的地質環(huán)境，其結構如圖3、圖4所示，包括設置在鹽巖層用于儲存天然氣的地下溶腔1，在覆蓋地下溶腔的覆蓋層5上呈分散性分布的三口井2-1、2-2、2-3，安裝在井2-1中的第一類套管3，安裝在井2-2和井2-3中的第二類套管4。所述地下溶腔I為臥式溶腔，其高度70米，最大溶腔直徑200米；所述井2-1與井2-2、井2-3之間的間距均為120米，所述井2-2、井2-3之間的間距為80米；第一類套管3的下端伸入地下溶腔I且位于地下溶腔的底部，第二類套管4的下端位于地下溶腔I的頂部且與地下溶腔相通。本實施例中，填充流體選用鹵水(密度大于天然氣)，第一類套管3用于鹵水的注入和抽采，第二類套管4用于天然氣的抽采和注入，工作模式如下當從第一類套管3注入鹵水時，則從第二類套管4抽采一定量的天然氣；當從第一類套管3抽采鹵水時，則從第二類套管4注入一定量的天然氣；鹵水或天然氣的抽采或注入量以地下溶腔I內的壓力保持恒定為準。實施例3 本實施例中，所述多井地下能源儲存庫用于儲存石油，建造在鹽巖層厚度約為120米的地質環(huán)境，其結構如圖5、圖6所示，包括設置在鹽巖層用于儲存石油的地下溶腔1，在覆蓋地下溶腔的覆蓋層5上呈均勻分散性分布的六口井2-1、2-2、2-3、2-4、2-5、2-6，安裝在井2-1、2-3、2-6中的第一類套管3，安裝在井2-2、2-4、2-5中的第二類套管4。所述地下溶腔I為臥式溶腔，其高度約50米，最大溶腔直徑約300米；所述井2-1、2-3之間，井2-3、2~5之間，井2-2、2-4之間，井2-4、2-6之間的間距均為100米,所述井2-1、2-2之間，井2-3,2-4之間，井2-4、2-6之間的間距均為150米；第一類套管3的下端伸入地下溶腔I且位于地下溶腔的底部，第二類套管4的下端位于地下溶腔I的頂部且與地下溶腔相通。[0032] 本實施例中，填充流體選用鹵水(密度大于石油)，第一類套管3用于鹵水的注入和抽采，第二類套管4用于石油的抽采和注入，工作模式如下當從第二類套管4注入石油時，則從第一類套管3抽采一定量的鹵水；當從第二類套管4抽采石油時，則從第一類套管3注入一定量的鹵水；石油或鹵水的抽采或注入量以地下溶腔I內的壓力保持恒定為準
權利要求1.一種多井地下能源儲存庫，包括設置在鹽巖層用于儲存流體能源的地下溶腔(1)，井口位于地面、井體與地下溶腔相通的井及安裝在井中的套管，其特征在于所述井的數(shù)量至少為兩ロ，各ロ井中安裝的套管均為ー根，一部分井中安裝的套管為第一類套管(3)，另一部分井中安裝的套管為第二類套管(4)，第一類套管的下端伸入地下溶腔(I)且位于地下溶腔的底部，第二類套管的下端位于地下溶腔(I)的頂部且與地下溶腔相通。
2.根據(jù)權利要求I所述的多井地下能源儲存庫，其特征在于所述地下溶腔(I)的直徑大于其高度。
3.根據(jù)權利要求2所述的多井地下能源儲存庫，其特征在于所述地下溶腔(I)的最大直徑至少為其高度的2倍 。
4.根據(jù)權利要求I所述的多井地下能源儲存庫，其特征在于所述地下溶腔(I)的直徑小于其高度。
5.根據(jù)權利要求I至4中任ー權利要求所述的多井地下能源儲存庫，其特征在于所述井在覆蓋地下溶腔的覆蓋層(5)上呈分散性分布。
6.根據(jù)權利要求5所述的多井地下能源儲存庫，其特征在于所述井在覆蓋地下溶腔的覆蓋層(5)上呈均勻分散性分布。
專利摘要一種多井地下能源儲存庫，包括設置在鹽巖層用于儲存流體能源的地下溶腔，井口位于地面、井體與地下溶腔相通的井及安裝在井中的套管，所述井的數(shù)量至少為兩口，各口井中安裝的套管均為一根，一部分井中安裝的套管為第一類套管，另一部分井中安裝的套管為第二類套管，第一類套管的下端伸入地下溶腔且位于地下溶腔的底部，第二類套管的下端位于地下溶腔的頂部且與地下溶腔相通。
文檔編號B65G5/00GK202400541SQ20112047867
公開日2012年8月29日 申請日期2011年11月26日 優(yōu)先權日2011年11月26日
發(fā)明者侯正猛, 孫中秋, 謝凌志, 謝和平 申請人:四川大學