《枯竭气藏储气库注采井口及管柱一体化安全控制技术》

天然气作为能源珍宝,如何储存,高效利用,成为了高速发展的中国多年来持续研究不断探索的课题。而地下储气库是将天然气田采出的气体,重新注入地下构造中所形成的的人工气田或气藏。其中以枯竭气藏型地下储气库为主要设计气库。已建成的文96储气库为中石化第一座地下储气库,已投产运行7年。在建的文23储气库作为国家十三五重点建设工程,中国中东部最大储气库,中石化天然气保供的“一号工程”,承担着华北地区五省二市天然气调峰应急、市场保供任务,冬季最高日调峰量4000万立方米,相当于全国最高日用气量的二十分之一,更是肩负着国家战略储备的重要作用。它的安全运行直接关系着周边环境及居民的安全问题。而井口和井筒作为储气库安全生产的第一道屏障,如何做到本质安全,对储气库安全生产、可靠运行具有着重要的作用和意义。该项目围绕井口和管柱安全控制的高标准要求,进行了井口和管柱结构设计、安全控制系统设计、投产作业以及配套生产维护技术研究,形成注采井口及管柱一体化安全控制技术,有效指导了文96储气库和文23储气库注采工程建设,确保了储气库长期安全有效运行。

主要科技创新如下:

1、针对储气库完井作业易漏易喷的井控问题,形成了注采井投产全过程带压作业安全投产技术,首次解决了国内外储气库井必须压井起下长井段射孔枪及带井下安全阀的完井管柱的难题,实现了枯竭气藏改建储气库的低压储层保护和投产作业井控安全。

2、针对储气库注采转换频繁、交变应力易导致渗漏的问题,创新提出了采气树/油管四通/套管头关键部位双向全金属气密封结构,形成了井口-管柱-环空三位一体的安全密封设计技术;创新设计了井口“失电不关井”控制逻辑,既保证了安全,又增加了储气库井开井时效,并实现了遇到异常情况时井口就地、远程及应急联锁关断。“失电不关井”设计在国内为首例。

3、针对储气库长期生产运行过程中管柱修管、井筒结盐等问题,创新形成了管柱长期服役安全维护及清防盐技术,明确了储气库结盐机理,解决了不动完井管柱维护作业的难题,保障了储气库长期安全可靠运行。

共授权发明专利2项,授权实用新型专利3项,发表核心期刊论文2篇。该一体化安全控制技术在文96储气库14口注采井成功应用,已安全平稳运行7年多,各项性能、技术指标、注采能力均达到储气库设计要求。文23储气库一期工程已完成66口井的投产施工任务,投产作业过程中未发生一起井喷、井漏、人员伤亡等安全事故,工艺成功率100%。该成果的成功应用,对储气库的安全高效运行提供有力的技术保障,对周边以及国家财产的安全起到至关重要的作用,为国内同类储气库建设提供了宝贵经验,特别是为下步中原储气库群的建设提供了很好的技术储备,该项目具有良好的推广应用前景,具有显著的经济效益和社会效益。

成果说明

文96储气库作为河南省第一座储气库,文23储气库作为我国中东部最大的储气库,承担着华北地区五省二市天然气调峰应急、市场保供任务,冬季最高日调峰量4000万立方米,相当于全国最高日用气量的二十分之一。它的安全运行直接关系着周边环境及居民的安全问题。该项目技术研究成果在文96储气库14口注采井中得到了很好的应用。到目前为止已安全平稳运行7年多,各项性能、技术指标、注采能力均达到储气库设计要求,未发生一起井喷、井漏、人员伤亡等安全事故,对周边环境、生命以及国家财产的安全起到至关重要的作用。在文96储气库应用的基

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