基于气体示踪剂的盐穴腔体泄漏位置检测系统及方法与流程

本发明涉及油气储运领域天然气储气库建设及运行方向，具体涉及基于气体示踪剂的盐穴腔体泄漏位置检测系统及方法。

背景技术：

1、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。盐穴是储气、储油、压缩空气储能等重要的地下储存空间，在全国许多地方都有相关在建和已经投产的库址。我国盐矿资源具有盐层薄、夹层多、杂质含量高，夹层与盐层叠加等特点，为盐穴建库带来了风险与挑战。盐穴储库密封性评价是建库投产运行过程中重要的环节，是衡量盐穴储库使用安全的重要指标。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。

2、目前公开的关于盐穴腔体密封性评价技术只能存在于泄漏的定量评价和井筒内泄漏位置的检测和封堵。对于密封性差的盐穴腔体，无法实现对其泄漏位置的检测。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，但都存在操作繁琐、无法实现对盐穴腔体内部泄漏位置的精确检测和定位。盐岩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。很多密封性差的老腔和新建盐穴腔体的夹层多、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。

技术实现思路

1、本发明提供基于气体示踪剂的盐穴腔体泄漏位置检测系统及方法，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、基于气体示踪剂的盐穴腔体泄漏位置检测方法，包括以下具体步骤：

4、s1：将混有第一种气体示踪剂的混合气体送入充满卤水的盐穴腔体内，推动气液界面下降至所述盐穴腔体周围第一夹层的下方，同时在所述盐穴腔体周围的监测井内对应所述第一夹层的检漏点处实时进行采样检测；

5、当未检测到气体泄漏时，继续向所述盐穴腔体内送入第一种混合气体至第二夹层的下层，同时在所述盐穴腔体周围的所述监测井内对应所述第二夹层的检漏点处实时进行采样检测；

6、当检测到气体泄漏时，在对应所述监测井内对泄漏点进行封隔；封隔完成后，将混有第二种气体示踪剂的混合气体送入所述盐穴腔体内，推动气液界面下降至所述盐穴腔体周围所述第三夹层的下方，同时在所述盐穴腔体周围的所述监测井内对应所述第三夹层的检漏点处实时进行采样检测；

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：实现对盐穴腔体内部泄漏点的识别，利用布置在盐腔周围的监测井，不仅可以识别出泄漏层深度，也可以对泄漏方向进行判断；同时，通过在相邻腔体间下入气体示踪剂采样检测设备，可以监测相邻腔体间连通情况；另外，该方法进一步认清密封性差的盐穴腔体内部情况，研究方法可为后续盐腔改造和利用提供支撑。

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，重新对该监测井封堵的泄漏点处进行密封性检测。

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，所述s1之前还包括s0：向所述盐穴腔体内注入卤水。

15、采用上述进一步方案的有益效果是预先向盐穴腔体内注入卤水，以将后续利用注气排卤的原理进行泄漏检测，工艺简单，设计合理。

16、进一步，所述s0之前还包括：判断所述盐穴腔体是否为内部发生泄漏。

17、采用上述进一步方案的有益效果是上述步骤设计合理，预先判断是否为盐穴腔体内部泄漏，才能实施后续的检漏措施。

18、进一步，判断所述盐穴腔体是否为内部发生泄漏的具体步骤为：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。

19、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。

20、进一步，判断所述盐穴腔体是否为内部发生泄漏的具体步骤为：

21、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；

22、通过向所述生产套管与所述注气管柱之间的环空内注入卤水，当注入卤水到达地面检测高度，稳定一段时间后，观察气液界面是否下降，若下降则为井筒生产套管段泄漏；

23、若未下降或下降范围小，则通过所述生产套管向所述盐穴腔体内注入卤水，使所述生产套管内部与所述盐穴腔体内充满卤水，稳定一段时间后，若下降则判断为所述盐穴腔体内部泄漏。

24、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。

25、进一步，所述第一种气体示踪剂和/或所述第二种气体示踪剂分别为六氟化硫、氢气及全氟环烷烃类中的任意一种。

26、采用上述进一步方案的有益效果是上述气体具有成本低、灵敏性高、无毒无害、不溶于水、耐盐性高及耐高温等特性，选择合理。

27、本发明还涉及基于气体示踪剂的盐穴腔体泄漏位置检测系统，包括多个监测井和多个气体采样检测器，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；多个所述气体采样检测器分别安装在多个所述监测井内。

28、采用上述进一步方案的有益效果是检测过程中，利用多个气体采样检测器实时采集多个监测井内的气体，以便判断盐穴腔体是否发生泄漏，检测方便。

29、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，且多个所述气体采样检测器所在的深度高于所述盐穴腔体内气液界面5-10m。

30、采用上述进一步方案的有益效果是多个监测井和多个气体采样检测器分布合理，便于检测。

技术特征：

1.基于气体示踪剂的盐穴腔体泄漏位置检测方法，其特征在于，包括以下具体步骤：

2.根据权利要求1所述的基于气体示踪剂的盐穴腔体泄漏位置检测方法，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(5)。

3.根据权利要求2所述的基于气体示踪剂的盐穴腔体泄漏位置检测方法，其特征在于，重新对该监测井(2)封堵的泄漏点处进行密封性检测。

4.根据权利要求1-3任一项所述的基于气体示踪剂的盐穴腔体泄漏位置检测方法，其特征在于，所述s1之前还包括s0：向所述盐穴腔体(1)内注入卤水。

5.根据权利要求4所述的基于气体示踪剂的盐穴腔体泄漏位置检测方法，其特征在于，所述s0之前还包括：判断所述盐穴腔体(1)是否为内部发生泄漏。

6.根据权利要求5所述的基于气体示踪剂的盐穴腔体泄漏位置检测方法，其特征在于，判断所述盐穴腔体(1)是否为内部发生泄漏的具体步骤为：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所述的基于气体示踪剂的盐穴腔体泄漏位置检测方法，其特征在于，判断所述盐穴腔体(1)是否为内部发生泄漏的具体步骤为：

8.根据权利要求1-3任一项所述的基于气体示踪剂的盐穴腔体泄漏位置检测方法，其特征在于，所述第一种气体示踪剂和/或所述第二种气体示踪剂分别为六氟化硫、氢气及全氟环烷烃类中的任意一种。

9.基于气体示踪剂的盐穴腔体泄漏位置检测系统，其特征在于，包括多个监测井(2)和多个气体采样检测器，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；多个所述气体采样检测器分别安装在多个所述监测井(2)内。

10.根据权利要求9所述的基于气体示踪剂的盐穴腔体泄漏位置检测系统，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，且多个所述气体采样检测器所在的深度高于所述盐穴腔体(1)内气液界面5-10m。

技术总结
本发明涉及基于气体示踪剂的盐穴腔体泄漏位置检测系统及方法，该方法包括以下具体步骤：将混有第一种气体示踪剂的混合气体送入充满卤水的盐穴腔体内，推动气液界面下降至盐穴腔体周围第一夹层的下方，同时在盐穴腔体周围的监测井内对应第一夹层的检漏点处实时进行采样检测。本发明的有益效果是首次实现对盐穴腔体内部泄漏点的识别，利用布置在盐腔周围的监测井，不仅可以识别出泄漏层深度，也可以对泄漏方向进行判断；同时，通过在相邻腔体间下入气体示踪剂采样检测设备，可以监测相邻腔体间连通情况；另外，该方法进一步认清密封性差的盐穴腔体内部情况，研究方法可为后续盐腔改造和利用提供支撑。

技术研发人员：马涛,徐睿妤,王静,陈伟,周练武,王文权,刘继芹
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