《岩盐盐穴控制和综合利用技术规范》

2XX/XXXX-XXXX岩盐盐穴控制和综合利用技术规范本文件规定了岩盐盐穴储气、储油、废弃物储存及压缩空气储能的要求，并给出了盐穴综合利用的分类信息。本文件适用于岩盐矿层中盐穴建造控制和综合利用过程的设计、施工和运行。2规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。HG/T22815化工矿山钻井水溶法采矿设计规范SY/T5412下套管作业规程SY/T5431井身结构设计方法SY/T6806盐穴地下储气库安全技术规程3术语和定义下列术语和定义适用于本文件。3.1盐穴saltcavern钻井水溶法开采岩盐形成的地下洞穴。3.2盐穴顶板saltcavernroof盐穴（3.1）顶部的岩体。3.3盐穴底板saltcavernbottom盐穴（3.1）底部的岩体。3.4矿柱saltpillar相邻盐穴（3.1）之间保留的岩盐体。3.53XX/XXXX-XXXX矿柱宽度pillarwidth相邻盐穴（3.1）边界之间的最小水平距离。3.6造腔solutionmining人工控制条件下，通过钻井水溶法开采岩盐在地下形成特定形状的盐穴（3.1）。3.7垫层blanket一种比水密度低且不能溶解岩盐的气态或者液态物质形成的能有效阻碍岩盐上溶，控制盐穴（3.1）形态的隔离层。3.8声纳测腔sonarsurvey利用声纳探测仪器，测量地下盐穴（3.1）形状的过程。3.9盐穴压缩空气储能saltcavernforcompressedairenergystorage把压缩空气注入到盐穴（3.1）中储存，将电能转化为压缩空气势能，需要用电时再通过释放压缩空气发电的方法。3.10盐穴废弃物储存saltcavernwastestorage将废弃物注入盐穴（3.1）封存的方法。3.11盐穴密封性tightnessofsaltcavern在一定压力下，盐穴（3.1）能够存储介质，且保持压力稳定的特性。3.12上限压力maximumoperationpressure盐穴（3.1）综合利用过程中，允许的最大压力。3.13下限压力minimumoperationpressure盐穴（3.1）综合利用过程中，允许的最小压力。4盐穴综合利用的分类4.1按用途分类按照盐穴存储介质的不同类型分为储气、储油、储存废弃物、压缩空气储能等。4XX/XXXX-XXXX4.2按盐穴现状分类按照盐穴现状分为已有盐穴、新建盐穴。5盐穴控制技术要求5.1基本要求5.1.1利用地球物理勘探、地质、钻井、声纳测腔资料分析岩盐矿层赋存特征及地质构造，包括岩盐体分布以及夹层情况、断裂构造发育情况、含水层分布、已有盐穴情况，确定盐穴综合利用方向，制定相应的盐穴控制方案。5.1.2盐穴控制应贯穿盐穴综合利用全过程，包括设计、施工、运行等。5.1.3盐穴控制要求应符合安全、环保等规定。5.1.4盐穴建造过程中时应对盐穴形状进行控制，宜采用垫层法控制盐穴形态，满足稳定性要求，按照SY/T6806执行。5.2盐穴储气5.2.1钻井工程5.2.1.1钻井各层套管尺寸应满足造腔、注采能力要求，生产套管应进入盐层，垂直段深度宜大于15m，井身结构设计按照SY/T5431执行。5.2.1.2下套管作业应按照SY/T5412的相关规定进行，生产套管应逐根进行螺纹气密封性现场检测，检测压力应达到气密封套管规定压力，并保存上扣扭矩。5.2.1.3钻井工程应按照SY/T6806的相关规定施工，各层套管的固井水泥浆均应返至地面，固井质量应满足气密封性要求，井筒气密封性试验，按照附录A执行。5.2.1.4各层套管下井前应做地层承压试验，确保地层压力满足固井水泥浆密度要求，按照HG/T22815的相关规定执行。5.2.2造腔作业5.2.2.1盐穴顶板应为岩盐，厚度应根据气密封性和稳定性评价确定，不宜少于30m。5.2.2.2盐穴底板应为岩盐，厚度应根据气密封性和稳定性评价确定，不宜少于10m。5.2.2.3矿柱宽度应满足盐穴储气库稳定性要求，盐穴稳定性评价按照附录B执行。5.2.2.4盐穴最大直径应满足盐穴储气库稳定性要求，盐穴稳定性评价按照附录B执行。5.2.2.5应实时监测盐穴造腔时的垫层位置，控制上溶，保障留有足够厚度的岩盐作为盐穴顶板。5.2.2.6盐穴形态应采用声纳测腔技术定期监测，盐穴容积每新增50000m3应测量1次。5.2.3注采完井工程5.2.3.1完井作业前应对盐穴及井筒进行气密封性检测。5.2.3.2完井作业下管柱时，应对完井管柱连接处逐根进行气密封性现场检测。5.2.3.3井口装置应满足盐穴储气库气密封性以及运行压力要求，密封性试验按照附录A执行。5.2.3.4应安装井下安全阀，保障安全运行。5.2.4运行5XX/XXXX-XXXX5.2.4.1盐穴运行上限压力应由破裂压力试压确定，不应超过破裂压力的80%；且上限压力值不应超过上覆地层原岩垂直应力值。5.2.4.2盐穴运行下限压力应满足盐穴稳定性要求，盐穴稳定性评价按照附录B执行。5.2.4.3运行最大注采气速度应满足盐穴稳定性以及井口装置、井筒要求。5.2.4.4建库区应定期进行地面变形监测，每年不少于2次。5.2.4.5应实时监测盐穴井口压力、环空压力、温度，保障安全运行。5.2.4.6应定期对盐穴井筒、阀门进行维护、检测，保障安全运行。5.2.4.7盐穴形态应采用声纳测腔技术定期监测，运行过程中，应每5年测量一次。5.3盐穴储油5.3.1钻井工程5.3.1.1钻井各层套管尺寸应满足造腔、注采能力要求，井身结构设计按照SY/T5431执行。5.3.1.2下套管作业应按照SY/T5412的相关规定进行,保存上扣扭矩。5.3.1.3钻井工程应按照SY/T6806的相关规定施工。5.3.1.4各层套管下井前应做地层承压试验，确保地层压力满足固井水泥浆密度要求，按照HG/T22815的相关规定执行。5.3.2造腔作业5.3.2.1盐穴顶板宜为岩盐，厚度应根据密封性和稳定性评价要求确定。5.3.2.2盐穴底板宜为岩盐，厚度应根据密封性和稳定性评价要求确定。5.3.2.3矿柱宽度应满足盐穴储气库稳定性要求，盐穴稳定性评价按照附录B执行。5.3.2.4建库岩盐层应与地下含水层保持安全距离。5.3.2.5盐穴最大直径应满足盐穴稳定性要求，盐穴稳定性评价按照附录B执行。5.3.2.6盐穴形态应采用声纳测腔技术定期监测，盐穴容积每新增50000m3应测量一次。5.3.3注采完井工程5.3.3.1完井作业前应进行盐穴水密封检测。5.3.3.2井口装置及注采管柱应满足盐穴储油库密封性以及运行压力要求。5.3.3.3生产套管内应下入注采管柱，且井筒内应安装井下安全阀，保障安全运行。5.3.4运行5.3.4.1盐穴运行上限压力不应超过盐穴上覆地层自重应力及破裂压力的80%。5.3.4.2盐穴运行下限压力应满足盐穴稳定性要求，盐穴稳定性评价按照附录B执行。5.3.4.3运行最大注采油速度应满足盐穴稳定性以及井口装置、井筒要求。5.3.4.4建库区应定期进行地面变形监测，每年不少于2次。5.3.4.5应实时监测盐穴井口压力、温度，保障安全运行。5.3.4.6应定期对盐穴井筒、阀门进行维护、检测，保障安全运行。5.3.4.7盐穴形态应采用声纳测腔技术定期监测，运行过程中应每5年测量一次。5.3.4.8盐穴储油库注水采油应使用饱和卤水。5.4盐穴压缩空气储能5.4.1钻井工程6XX/XXXX-XXXX5.4.1.1生产套管尺寸应满足造腔、注采能力要求，生产套管进入盐层垂直深度宜大于15m，井身结构设计按照SY/T5431执行。5.4.1.2下套管作业应按照SY/T5412的规定进行，保存上扣扭矩。5.4.1.3钻井应按照SY/T6806的相关规定执行，各层套管固井水泥浆均应返至地面，固井完成后应进行井筒气密封试验，按照附录A执行。5.4.1.4下入各层套管前应做地层承压试验，确保地层压力满足固井水泥浆密度要求，按照HG/T22815的相关规定执行。5.4.2造腔作业5.4.2.1盐穴顶板应为岩盐，岩盐层累计厚度应根据气密封性和稳定性评价确定，不宜少于30m。5.4.2.2矿柱宽度应满足盐穴储气库稳定性要求，盐穴稳定性评价按照附录B执行。5.4.2.3盐穴最大直径应满足盐穴稳定性要求，盐穴稳定性评价按照附录B执行。5.4.2.4盐穴形态应采用声纳测腔技术定期监测，盐穴容积每新增5万立方米应测量一次。5.4.3注采完井工程5.4.3.1井口装置应满足盐穴压缩空气储能库密封性以及运行压力要求。5.4.3.2下注采管柱前应进行盐穴气密封性检测。5.4.4运行5.4.4.1运行压力范围以及注采频率应满足盐穴压缩空气储能库稳定性要求，盐穴稳定性评价按照附录B执行。5.4.4.2盐穴运行上限压力不应超过储库上覆地层自重应力及破裂压力的80%。5.4.4.3盐穴运行下限压力应满足盐穴储气库稳定性要求，盐穴稳定性评价按照附录B执行。5.4.4.4最大注采气运行速度应满足盐穴稳定性以及井口装置、井筒要求。5.4.4.5建库区应定期进行变形监测，每年不少于2次。5.4.4.6应实时监测盐穴储气库井口压力、环空压力、温度，保障安全运行。5.4.4.7应定期对盐穴储气库井筒、阀门进行维护、检测，保障安全运行。5.4.4.8盐穴形态应采用声纳测腔技术定期监测，运行过程中，盐穴应每5年测量一次。5.5盐穴废弃物储存5.5.1钻井工程生产套管尺寸应满足采卤生产要求，生产套管宜进入盐层，按照HG/T22815的相关规定执行。5.5.2造腔作业5.5.2.1建库岩盐层应与地下含水层保持安全距离。5.5.2.2宜采用声纳测腔技术定期监测盐穴形态变化。5.5.2.3盐穴顶板应满足盐穴稳定性要求。5.5.3运行5.5.3.1建库区宜定期进行地面变形监测。5.5.3.2充填完成后井筒应封堵。7XX/XXXX-XXXX6盐穴综合利用技术要求6.1基本要求6.1.1盐穴体积、形态、稳定性应能满足综合利用要求。6.1.2盐穴综合利用应满足符合安全、环保等规定要求。6.1.3盐穴综合利用应具有经济效益、社会效益，单个盐穴体积不宜小于100000m3。6.1.4已有盐穴综合利用时，应对盐穴进行声纳测量、稳定性评价以及密封性试验，确定综合利用方6.2盐穴储气6.2.1盐穴应满足气密封性、稳定性要求，气密封性试验按照附录A执行。6.2.2已有盐穴综合利用时，应对原井筒以及井口装置进行改造，宜采用封堵老井、钻新井工艺。封堵老井时，应至少有两道稳定盖层锻铣段，且水力压力试验合格后，全井筒注水泥浆封堵。钻新井参照5.2.1规定执行。6.2.3已有盐穴综合利用时，盐穴应满足气密封性、稳定性要求，气密封性试验按照附录A执行。6.3盐穴储油6.3.1盐穴应满足水密封、稳定性要求。6.3.2已有盐穴综合利用时，应对原井筒以及井口装置进行改造，宜采用封堵老井、钻新井工艺，封堵老井时，应至少有一道稳定盖层锻铣段，水力压力试验合格，且全井筒注水泥浆封堵。钻新井参照5.3.1规定执行。6.3.3已有盐穴综合利用时，盐穴应满足水密封性、稳定性要求。6.4盐穴压缩空气储能6.4.1盐穴应满足气密封性、稳定性要求，气密封性试验按照附录A执行。6.4.2已有盐穴综合利用时，应对原井筒以及井口装置进行改造，宜采用封堵老井、钻新井工艺，封堵老井时，应至少有两道稳定盖层锻铣段，水力压力试验合格后全井筒注水泥。钻新井参照5.2.1规定执行。6.4.3已有盐穴综合利用时，盐穴应满足气密封性要求，气密封性试验按照附录A执行。6.5盐穴废弃物储存6.5.1废弃物为非采盐过程中产生，应对废弃物进行安全环保评价，且获得当地安全、环保部门许可。6.5.2单个盐穴废弃物储存库的井数量不应少于2口。6.5.3废弃物应符合区域生态建设与环境保护要求。8XX/XXXX-XXXX（规范性）井筒及盐穴密封性检测原理图A.1井筒气密封性检测原理图参见图A.1。1—闸阀；2—压力表；3—气水界面检测仪；4—表层套管；5—氦气；6—生产套管鞋；7—检测管柱；8—卤水图A.1井筒气密封性检测原理图A.2盐穴气密封性检测原理图参见图A.2。1—闸阀；2—压力表；3—气水界面检测仪；4—表层套管；5—氦气；6—生产套管鞋；7—检测管柱；8—卤水9XX/XXXX-XXXX图A.2盐穴气密封性检测原理图A.3气密封性试验评价A.3.1评价方法根据记录的气水界面深度、井口气体压力和温度等参数计算出泄漏率，做出24h内泄漏率与时间的关系曲线。根据泄漏率与时间的关系曲线和气水界面深度变化数值对井筒及盐穴密封性进行评价。A.3.2泄漏率的计算A.3.2.1套管鞋处泄漏气体的压缩体积按公式（A.1）计算。ΔVCS=HiHi+1x(ellDsing)xπ.......................................................(A.1)式中：ΔVCS——套管鞋处泄漏气体的压缩体积，单位为立方米（m3）Hi——第i时刻气水界面深度，单位为米（m）；Hi+1——第i+1时刻气水界面深度，单位为米（m）；Dwell——盐穴脖颈处的直径，单位为米（m）；Dcasing——检测管柱的外径，单位为米（m）。A.3.2.2标准状况下气体泄漏体积按公式（A.2）计算。ΔVStd=......................................................(A.2)式中：ΔVStd——标准状况下气体泄漏体积，单位为标准立方米scm；ΔVCS——套管鞋处泄漏气体的压缩体积，单位为立方米（m3PCS——套管鞋处盐穴的压力，单位为兆帕（MPa）；TStd——标准状况下的温度；单位为开氏度（K）；TCS——套管鞋处的盐穴温度，单位为开氏度（K）；PStd——标准状况下的压力，单位为兆帕（MPa）。A.3.2.3泄漏率按公式（A.3）计算：=..........................................................................(A.3)式中：ΔQ泄漏——标准状况下气体泄漏率，单位为标准立方米每小时（scm/h）；ΔVStd——标准状况下气体泄漏体积，单位为标准立方米（scmΔti——第i时间段，单位为时（h）。XX/XXXX-XXXXA.3.3评价标准A.3.3.1气体泄漏率随时间逐渐减小，并趋近于零值。A.3.3.2在24h检测时间内气水界面深度变化小于1m。A.3.3.3检测结果同时符合A.3.3.1和A.3.3.2规定，井筒或盐穴在该检测压力下密封性合格；检测结果不符合A.3.3.1规定，井筒或盐穴在该检测压力下密封性不合格；检测结果符合A.3.3.1规定，不符合A.3.3.2规定，应延长检测时间，分析后确定井筒或盐穴气密封性。XX/XXXX-XXXX（规范性）盐穴稳定性评价判据B.1张应力判据盐穴任何位置不应出现张应力。B.2岩石剪胀判据岩石剪胀破损是否产生由错误!未找到引用源。1和错误!未找到引用源。2判断，当错误!未找到引用源。1和2都小于