一种基于水溶性示踪剂的盐穴腔体密封性评价系统及方法与流程
本发明涉及油气储运领域天然气储气库建设及运行方向，具体涉及一种基于水溶性示踪剂的盐穴腔体密封性评价系统及方法。
背景技术：
1、地下储库是利用地下地质构造进行大规模天然气、氢气存储，将天然气、氢气等注入盐穴、枯竭油气藏和含水层等地下地质构造中以储存能源的技术。我国盐岩资源丰富，其特有的物理和力学特性适合多种资源的存储。
2、盐穴是储气、储氦、压缩空气储能等重要的地下储存空间，在我国多地都有在建和已经投产的盐穴储气库库址。我国盐矿资源具有盐层薄、夹层多、杂质含量高，夹层与盐层叠加等地质特点。盐穴储库密封性评价是建库投产运行过程中重要的环节，是衡量盐穴储库密封性安全的重要指标。若盐穴储库的密封性评价不及时、评价有误，存储于腔体内的天然气、石油等资源泄漏极易污染环境、与空气接触甚至会引发火灾、爆炸等严重灾害。
3、目前关于盐穴腔体密封性评价技术只能开展泄漏的定量评价和井筒内泄漏位置的检测和井筒封堵。对于盐穴腔体内部的泄漏，无法实现对其位置和泄漏方向的检测。现有盐穴储气库密封性检测方法有利用api规范法、geostock方法等，也只是实现对密封性的检测，无法对盐腔内部及相关腔体间连通情况开展评价。盐岩因为具有良好的蠕变性和损伤自我修复性，腔体内泄漏多集中于夹层、活化的断层等位置。密封性差的老腔和新建盐穴腔体夹层多、品位低、距离断层近，由于无法获知盐穴腔体的泄漏点位置，盐矿资源无法实现充分有效的利用。对夹层密封性、泄漏点的精确识别是开展盐腔利用和老腔改造的基础，具有重大意义。
技术实现思路
1、本发明提供一种基于水溶性示踪剂的盐穴腔体密封性评价系统及方法，旨在解决现有技术中的问题。
2、本发明解决上述技术问题的技术方案如下：
3、一种基于水溶性示踪剂的盐穴腔体密封性评价方法，包括以下具体步骤：
4、s1：将混有第一种水溶性示踪剂的卤水注入盐穴腔体内，至气液界面上升至所述盐穴腔体内最下方夹层的上方，同时在所述盐穴腔体周围的监测井内对该夹层的检漏点处进行实时采样检测；
5、当未检测到泄漏时，继续向所述盐穴腔体内注入混有第一种水溶性示踪剂的卤水至气液界面上升至倒数第二夹层的上方，同时在所述盐穴腔体周围的监测井内对该夹层的检漏点处进行实时采样检测；
6、当检测到泄漏时，在对应所述监测井内对泄漏点进行封隔；封隔完成后，将混有第二种水溶性示踪剂的卤水送入所述盐穴腔体内至倒数第二夹层的上方，同时在所述盐穴腔体周围的监测井内对该夹层的检漏点处进行实时采样检测；
7、重复上述步骤，直至完成多个夹层的泄漏检测。
8、本发明的有益效果是：本发明通过不断注入卤水，调整气水界面位置，对盐穴腔体内所有夹层开展泄漏检测，并完成盐穴腔体密封性评价，方法简单，检测方便，该方法建立了适用于盐穴腔体检测的示踪剂用量计算方法，能精确识别腔体内部泄漏的深度和方向，可为后续盐腔改造和老腔再利用提供数据支撑。
9、在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。
10、进一步，所述s1中对所述监测井内对泄漏点进行封隔具体步骤为：在对应所述监测井内的泄漏点处下入封堵器。
11、采用上述进一步方案的有益效果是该工艺简单，设计合理，利用封堵器封堵住泄漏点，避免该泄漏层再次向井筒内发生泄漏，封隔效果较佳。
12、进一步，所述s1中对所述监测井内的泄漏点封隔后需要对该泄漏点处的密封性进行检测。
13、采用上述进一步方案的有益效果是该步骤设计合理，对封隔后的泄漏点处再次进行密封性检测，避免封隔不彻底，保证泄漏点封隔的效果。
14、进一步，在所述s1还包括：向所述盐穴腔体内注入卤水之前先向所述盐穴腔体注入油性阻溶剂。
15、采用上述进一步方案的有益效果是注入卤水前向盐穴腔体内注入油性阻溶剂的作用为：一方面可以阻止注卤后期对腔顶的溶蚀，另一方面也可以防止水溶性示踪剂与气液界面上部空气接触，避免对监测的影响，精确度更高。
16、进一步，在所述s1还包括计算水溶性示踪剂的用量后将水溶性示踪剂混入卤水中，水溶性示踪剂用量的具体计算公式如下：
17、
18、vj(1+2+…+n)＝vj1+vj2+vx3+…+vjn (2)；
19、其中，sn为盐腔第n夹层深度的监测井围成的覆盖面积(m2)，rn为第n夹层深度对应的盐穴腔体的半径(m)，h为第n夹层厚度(m)，sw为夹层内含水饱和度(％)，为夹层的孔隙度(％)，vjn为第n夹层的示踪剂波及体积(m3)，vj(1+2+···+n)为盐腔周围夹层内总波及体积(m3)，vq为盐腔内的波及的体积(m3)，即盐腔体积；
20、参考油藏中示踪剂浓度用量，通常示踪剂的平均浓度为10倍的分析检测仪器最小检测极限(mdl)所需的示踪剂用量(kg)如下：
21、z≥10×mdl×(vq+vj(1+2+…+n)) (3)。
22、采用上述进一步方案的有益效果是该步骤设计合理，能够精准计算出水溶性示踪剂的用量，避免浪费，降低成本。
23、进一步，在所述s1之前还包括s0：先判断是否为井筒生产套管段泄漏，然后判断是否为所述盐穴腔体内部发生泄漏。
24、采用上述进一步方案的有益效果是上述步骤简单，操作方便，预先判断盐穴腔体内是否发生泄漏，以便后续检漏作业的进行。
25、进一步，所述s0的具体步骤为：
26、所述生产套管的下端与所述盐穴腔体脖颈的连通处用封隔器坐封，封隔所述生产套管与注气管柱之间的环空以将所述盐穴腔体内的空间隔断；
27、通过向所述生产套管与所述注气管柱之间的环空内注入空气，同时检测该环空内的压力，监测一段时间后，若该环空内的压力下降明显则判断为井筒生产套管段泄漏；
28、若压力未发生变化或变化小，则通过注气管柱向所述盐穴腔体内注入空气，同时检测所述盐穴腔体内的压力，若所述盐穴腔体内的压力下降明显则判断为所述盐穴腔体内部泄漏。
29、采用上述进一步方案的有益效果是先判断井筒内是否发生泄漏，然后再判断盐穴腔体是否发生泄漏，以便后续检漏作业的进行。
30、进一步，所述第一种水溶性示踪剂和/或所述第二种水溶性示踪剂分别为硫氰酸铵、硝酸铵、放射性水溶性示踪剂及荧光类水溶性示踪剂中的任意一种。
31、采用上述进一步方案的有益效果是上述水溶性示踪剂具有成本低、灵敏性高、不易在空气中挥发、耐盐、耐高温等特性，选择合理。
32、本发明还涉及一种基于水溶性示踪剂的盐穴腔体密封性评价系统，包括多个监测井和多个示踪剂监测仪器，多个所述监测井均匀间隔竖直分布在待检测盐穴腔体的周围；多个所述示踪剂监测仪器分别安装在多个所述监测井内。
33、采用上述进一步方案的有益效果是检测过程中，利用多个示踪剂监测仪器实时采集多个监测井对应该夹层泄漏点处的示踪剂，以便判断盐穴腔体是否发生泄漏，检测方便。
34、进一步，多个所述监测井与所述盐穴腔体之间的距离为60-150m，且多个所述示踪剂监测仪器所在的深度低于所述盐穴腔体内气液界面5-10m。
35、采用上述进一步方案的有益效果是多个监测井和多个示踪剂监测仪器分布合理，便于第一时间检测到。
技术特征：
1.一种基于水溶性示踪剂的盐穴腔体密封性评价方法，其特征在于，包括以下具体步骤：
2.根据权利要求1所述的基于水溶性示踪剂的盐穴腔体密封性评价方法，其特征在于，所述s1中对所述监测井(2)内对泄漏点进行封隔具体步骤为：在对应所述监测井(2)内的泄漏点处下入封堵器(4)。
3.根据权利要求1所述的基于水溶性示踪剂的盐穴腔体密封性评价方法，其特征在于，所述s1中对所述监测井(2)内的泄漏点封隔后需要对该泄漏点处的密封性进行检测。
4.根据权利要求1所述的基于水溶性示踪剂的盐穴腔体密封性评价方法，其特征在于，在所述s1还包括：向所述盐穴腔体(1)内注入卤水之前先向所述盐穴腔体(1)注入油性阻溶剂。
5.根据权利要求1所述的基于水溶性示踪剂的盐穴腔体密封性评价方法，其特征在于，在所述s1还包括计算水溶性示踪剂的用量后将水溶性示踪剂混入卤水中，水溶性示踪剂用量的具体计算公式如下：
6.根据权利要求1-5任一项所述的基于水溶性示踪剂的盐穴腔体密封性评价方法，其特征在于，在所述s1之前还包括s0：先判断是否为井筒生产套管段泄漏，然后判断是否为所述盐穴腔体(1)内部发生泄漏。
7.根据权利要求6所述的基于水溶性示踪剂的盐穴腔体密封性评价方法，其特征在于，所述s0的具体步骤为：
8.根据权利要求1-5任一项所述的基于水溶性示踪剂的盐穴腔体密封性评价方法，其特征在于，所述第一种水溶性示踪剂和/或所述第二种水溶性示踪剂分别为硫氰酸铵、硝酸铵、放射性水溶性示踪剂及荧光类水溶性示踪剂中的任意一种。
9.一种基于水溶性示踪剂的盐穴腔体密封性评价系统，其特征在于，包括多个监测井(2)和多个示踪剂监测仪器，多个所述监测井(2)均匀间隔竖直分布在待检测盐穴腔体(1)的周围；多个所述示踪剂监测仪器分别安装在多个所述监测井(2)内。
10.根据权利要求9所述的基于水溶性示踪剂的盐穴腔体密封性评价系统，其特征在于，多个所述监测井(2)与所述盐穴腔体(1)之间的距离为60-150m，且多个所述示踪剂监测仪器所在的深度低于所述盐穴腔体(1)内气液界面5-10m。
技术总结
本发明涉及一种基于水溶性示踪剂的盐穴腔体密封性评价系统及方法，该方法包括以下具体步骤：将混有第一种水溶性示踪剂的卤水注入盐穴腔体内，至气液界面上升至盐穴腔体内最下方夹层的上方，同时在盐穴腔体周围的监测井内对该夹层的检漏点处进行实时采样检测。本发明的有益效果是通过不断注入卤水，调整气水界面位置，对盐穴腔体内所有夹层开展泄漏检测，并完成盐穴腔体密封性评价，方法简单，检测方便，该方法建立了适用于盐穴腔体检测的示踪剂用量计算方法，能精确识别腔体内部泄漏的深度和方向，可为后续盐腔改造和老腔再利用提供数据支撑。
技术研发人员：马涛,姚尚空,薄彩辉,陈伟,周练武
受保护的技术使用者：国家石油天然气管网集团有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/9/23