《巖鹽鹽穴控制和綜合利用技術(shù)規(guī)范》

2XX/XXXX-XXXX巖鹽鹽穴控制和綜合利用技術(shù)規(guī)范本文件規(guī)定了巖鹽鹽穴儲氣、儲油、廢棄物儲存及壓縮空氣儲能的要求，并給出了鹽穴綜合利用的分類信息。本文件適用于巖鹽礦層中鹽穴建造控制和綜合利用過程的設(shè)計、施工和運行。2規(guī)范性引用文件下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，僅該日期對應(yīng)的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。HG/T22815化工礦山鉆井水溶法采礦設(shè)計規(guī)范SY/T5412下套管作業(yè)規(guī)程SY/T5431井身結(jié)構(gòu)設(shè)計方法SY/T6806鹽穴地下儲氣庫安全技術(shù)規(guī)程3術(shù)語和定義下列術(shù)語和定義適用于本文件。3.1鹽穴saltcavern鉆井水溶法開采巖鹽形成的地下洞穴。3.2鹽穴頂板saltcavernroof鹽穴（3.1）頂部的巖體。3.3鹽穴底板saltcavernbottom鹽穴（3.1）底部的巖體。3.4礦柱saltpillar相鄰鹽穴（3.1）之間保留的巖鹽體。3.53XX/XXXX-XXXX礦柱寬度pillarwidth相鄰鹽穴（3.1）邊界之間的最小水平距離。3.6造腔solutionmining人工控制條件下，通過鉆井水溶法開采巖鹽在地下形成特定形狀的鹽穴（3.1）。3.7墊層blanket一種比水密度低且不能溶解巖鹽的氣態(tài)或者液態(tài)物質(zhì)形成的能有效阻礙巖鹽上溶，控制鹽穴（3.1）形態(tài)的隔離層。3.8聲納測腔sonarsurvey利用聲納探測儀器，測量地下鹽穴（3.1）形狀的過程。3.9鹽穴壓縮空氣儲能saltcavernforcompressedairenergystorage把壓縮空氣注入到鹽穴（3.1）中儲存，將電能轉(zhuǎn)化為壓縮空氣勢能，需要用電時再通過釋放壓縮空氣發(fā)電的方法。3.10鹽穴廢棄物儲存saltcavernwastestorage將廢棄物注入鹽穴（3.1）封存的方法。3.11鹽穴密封性tightnessofsaltcavern在一定壓力下，鹽穴（3.1）能夠存儲介質(zhì)，且保持壓力穩(wěn)定的特性。3.12上限壓力maximumoperationpressure鹽穴（3.1）綜合利用過程中，允許的最大壓力。3.13下限壓力minimumoperationpressure鹽穴（3.1）綜合利用過程中，允許的最小壓力。4鹽穴綜合利用的分類4.1按用途分類按照鹽穴存儲介質(zhì)的不同類型分為儲氣、儲油、儲存廢棄物、壓縮空氣儲能等。4XX/XXXX-XXXX4.2按鹽穴現(xiàn)狀分類按照鹽穴現(xiàn)狀分為已有鹽穴、新建鹽穴。5鹽穴控制技術(shù)要求5.1基本要求5.1.1利用地球物理勘探、地質(zhì)、鉆井、聲納測腔資料分析巖鹽礦層賦存特征及地質(zhì)構(gòu)造，包括巖鹽體分布以及夾層情況、斷裂構(gòu)造發(fā)育情況、含水層分布、已有鹽穴情況，確定鹽穴綜合利用方向，制定相應(yīng)的鹽穴控制方案。5.1.2鹽穴控制應(yīng)貫穿鹽穴綜合利用全過程，包括設(shè)計、施工、運行等。5.1.3鹽穴控制要求應(yīng)符合安全、環(huán)保等規(guī)定。5.1.4鹽穴建造過程中時應(yīng)對鹽穴形狀進行控制，宜采用墊層法控制鹽穴形態(tài)，滿足穩(wěn)定性要求，按照SY/T6806執(zhí)行。5.2鹽穴儲氣5.2.1鉆井工程5.2.1.1鉆井各層套管尺寸應(yīng)滿足造腔、注采能力要求，生產(chǎn)套管應(yīng)進入鹽層，垂直段深度宜大于15m，井身結(jié)構(gòu)設(shè)計按照SY/T5431執(zhí)行。5.2.1.2下套管作業(yè)應(yīng)按照SY/T5412的相關(guān)規(guī)定進行，生產(chǎn)套管應(yīng)逐根進行螺紋氣密封性現(xiàn)場檢測，檢測壓力應(yīng)達到氣密封套管規(guī)定壓力，并保存上扣扭矩。5.2.1.3鉆井工程應(yīng)按照SY/T6806的相關(guān)規(guī)定施工，各層套管的固井水泥漿均應(yīng)返至地面，固井質(zhì)量應(yīng)滿足氣密封性要求，井筒氣密封性試驗，按照附錄A執(zhí)行。5.2.1.4各層套管下井前應(yīng)做地層承壓試驗，確保地層壓力滿足固井水泥漿密度要求，按照HG/T22815的相關(guān)規(guī)定執(zhí)行。5.2.2造腔作業(yè)5.2.2.1鹽穴頂板應(yīng)為巖鹽，厚度應(yīng)根據(jù)氣密封性和穩(wěn)定性評價確定，不宜少于30m。5.2.2.2鹽穴底板應(yīng)為巖鹽，厚度應(yīng)根據(jù)氣密封性和穩(wěn)定性評價確定，不宜少于10m。5.2.2.3礦柱寬度應(yīng)滿足鹽穴儲氣庫穩(wěn)定性要求，鹽穴穩(wěn)定性評價按照附錄B執(zhí)行。5.2.2.4鹽穴最大直徑應(yīng)滿足鹽穴儲氣庫穩(wěn)定性要求，鹽穴穩(wěn)定性評價按照附錄B執(zhí)行。5.2.2.5應(yīng)實時監(jiān)測鹽穴造腔時的墊層位置，控制上溶，保障留有足夠厚度的巖鹽作為鹽穴頂板。5.2.2.6鹽穴形態(tài)應(yīng)采用聲納測腔技術(shù)定期監(jiān)測，鹽穴容積每新增50000m3應(yīng)測量1次。5.2.3注采完井工程5.2.3.1完井作業(yè)前應(yīng)對鹽穴及井筒進行氣密封性檢測。5.2.3.2完井作業(yè)下管柱時，應(yīng)對完井管柱連接處逐根進行氣密封性現(xiàn)場檢測。5.2.3.3井口裝置應(yīng)滿足鹽穴儲氣庫氣密封性以及運行壓力要求，密封性試驗按照附錄A執(zhí)行。5.2.3.4應(yīng)安裝井下安全閥，保障安全運行。5.2.4運行5XX/XXXX-XXXX5.2.4.1鹽穴運行上限壓力應(yīng)由破裂壓力試壓確定，不應(yīng)超過破裂壓力的80%；且上限壓力值不應(yīng)超過上覆地層原巖垂直應(yīng)力值。5.2.4.2鹽穴運行下限壓力應(yīng)滿足鹽穴穩(wěn)定性要求，鹽穴穩(wěn)定性評價按照附錄B執(zhí)行。5.2.4.3運行最大注采氣速度應(yīng)滿足鹽穴穩(wěn)定性以及井口裝置、井筒要求。5.2.4.4建庫區(qū)應(yīng)定期進行地面變形監(jiān)測，每年不少于2次。5.2.4.5應(yīng)實時監(jiān)測鹽穴井口壓力、環(huán)空壓力、溫度，保障安全運行。5.2.4.6應(yīng)定期對鹽穴井筒、閥門進行維護、檢測，保障安全運行。5.2.4.7鹽穴形態(tài)應(yīng)采用聲納測腔技術(shù)定期監(jiān)測，運行過程中，應(yīng)每5年測量一次。5.3鹽穴儲油5.3.1鉆井工程5.3.1.1鉆井各層套管尺寸應(yīng)滿足造腔、注采能力要求，井身結(jié)構(gòu)設(shè)計按照SY/T5431執(zhí)行。5.3.1.2下套管作業(yè)應(yīng)按照SY/T5412的相關(guān)規(guī)定進行,保存上扣扭矩。5.3.1.3鉆井工程應(yīng)按照SY/T6806的相關(guān)規(guī)定施工。5.3.1.4各層套管下井前應(yīng)做地層承壓試驗，確保地層壓力滿足固井水泥漿密度要求，按照HG/T22815的相關(guān)規(guī)定執(zhí)行。5.3.2造腔作業(yè)5.3.2.1鹽穴頂板宜為巖鹽，厚度應(yīng)根據(jù)密封性和穩(wěn)定性評價要求確定。5.3.2.2鹽穴底板宜為巖鹽，厚度應(yīng)根據(jù)密封性和穩(wěn)定性評價要求確定。5.3.2.3礦柱寬度應(yīng)滿足鹽穴儲氣庫穩(wěn)定性要求，鹽穴穩(wěn)定性評價按照附錄B執(zhí)行。5.3.2.4建庫巖鹽層應(yīng)與地下含水層保持安全距離。5.3.2.5鹽穴最大直徑應(yīng)滿足鹽穴穩(wěn)定性要求，鹽穴穩(wěn)定性評價按照附錄B執(zhí)行。5.3.2.6鹽穴形態(tài)應(yīng)采用聲納測腔技術(shù)定期監(jiān)測，鹽穴容積每新增50000m3應(yīng)測量一次。5.3.3注采完井工程5.3.3.1完井作業(yè)前應(yīng)進行鹽穴水密封檢測。5.3.3.2井口裝置及注采管柱應(yīng)滿足鹽穴儲油庫密封性以及運行壓力要求。5.3.3.3生產(chǎn)套管內(nèi)應(yīng)下入注采管柱，且井筒內(nèi)應(yīng)安裝井下安全閥，保障安全運行。5.3.4運行5.3.4.1鹽穴運行上限壓力不應(yīng)超過鹽穴上覆地層自重應(yīng)力及破裂壓力的80%。5.3.4.2鹽穴運行下限壓力應(yīng)滿足鹽穴穩(wěn)定性要求，鹽穴穩(wěn)定性評價按照附錄B執(zhí)行。5.3.4.3運行最大注采油速度應(yīng)滿足鹽穴穩(wěn)定性以及井口裝置、井筒要求。5.3.4.4建庫區(qū)應(yīng)定期進行地面變形監(jiān)測，每年不少于2次。5.3.4.5應(yīng)實時監(jiān)測鹽穴井口壓力、溫度，保障安全運行。5.3.4.6應(yīng)定期對鹽穴井筒、閥門進行維護、檢測，保障安全運行。5.3.4.7鹽穴形態(tài)應(yīng)采用聲納測腔技術(shù)定期監(jiān)測，運行過程中應(yīng)每5年測量一次。5.3.4.8鹽穴儲油庫注水采油應(yīng)使用飽和鹵水。5.4鹽穴壓縮空氣儲能5.4.1鉆井工程6XX/XXXX-XXXX5.4.1.1生產(chǎn)套管尺寸應(yīng)滿足造腔、注采能力要求，生產(chǎn)套管進入鹽層垂直深度宜大于15m，井身結(jié)構(gòu)設(shè)計按照SY/T5431執(zhí)行。5.4.1.2下套管作業(yè)應(yīng)按照SY/T5412的規(guī)定進行，保存上扣扭矩。5.4.1.3鉆井應(yīng)按照SY/T6806的相關(guān)規(guī)定執(zhí)行，各層套管固井水泥漿均應(yīng)返至地面，固井完成后應(yīng)進行井筒氣密封試驗，按照附錄A執(zhí)行。5.4.1.4下入各層套管前應(yīng)做地層承壓試驗，確保地層壓力滿足固井水泥漿密度要求，按照HG/T22815的相關(guān)規(guī)定執(zhí)行。5.4.2造腔作業(yè)5.4.2.1鹽穴頂板應(yīng)為巖鹽，巖鹽層累計厚度應(yīng)根據(jù)氣密封性和穩(wěn)定性評價確定，不宜少于30m。5.4.2.2礦柱寬度應(yīng)滿足鹽穴儲氣庫穩(wěn)定性要求，鹽穴穩(wěn)定性評價按照附錄B執(zhí)行。5.4.2.3鹽穴最大直徑應(yīng)滿足鹽穴穩(wěn)定性要求，鹽穴穩(wěn)定性評價按照附錄B執(zhí)行。5.4.2.4鹽穴形態(tài)應(yīng)采用聲納測腔技術(shù)定期監(jiān)測，鹽穴容積每新增5萬立方米應(yīng)測量一次。5.4.3注采完井工程5.4.3.1井口裝置應(yīng)滿足鹽穴壓縮空氣儲能庫密封性以及運行壓力要求。5.4.3.2下注采管柱前應(yīng)進行鹽穴氣密封性檢測。5.4.4運行5.4.4.1運行壓力范圍以及注采頻率應(yīng)滿足鹽穴壓縮空氣儲能庫穩(wěn)定性要求，鹽穴穩(wěn)定性評價按照附錄B執(zhí)行。5.4.4.2鹽穴運行上限壓力不應(yīng)超過儲庫上覆地層自重應(yīng)力及破裂壓力的80%。5.4.4.3鹽穴運行下限壓力應(yīng)滿足鹽穴儲氣庫穩(wěn)定性要求，鹽穴穩(wěn)定性評價按照附錄B執(zhí)行。5.4.4.4最大注采氣運行速度應(yīng)滿足鹽穴穩(wěn)定性以及井口裝置、井筒要求。5.4.4.5建庫區(qū)應(yīng)定期進行變形監(jiān)測，每年不少于2次。5.4.4.6應(yīng)實時監(jiān)測鹽穴儲氣庫井口壓力、環(huán)空壓力、溫度，保障安全運行。5.4.4.7應(yīng)定期對鹽穴儲氣庫井筒、閥門進行維護、檢測，保障安全運行。5.4.4.8鹽穴形態(tài)應(yīng)采用聲納測腔技術(shù)定期監(jiān)測，運行過程中，鹽穴應(yīng)每5年測量一次。5.5鹽穴廢棄物儲存5.5.1鉆井工程生產(chǎn)套管尺寸應(yīng)滿足采鹵生產(chǎn)要求，生產(chǎn)套管宜進入鹽層，按照HG/T22815的相關(guān)規(guī)定執(zhí)行。5.5.2造腔作業(yè)5.5.2.1建庫巖鹽層應(yīng)與地下含水層保持安全距離。5.5.2.2宜采用聲納測腔技術(shù)定期監(jiān)測鹽穴形態(tài)變化。5.5.2.3鹽穴頂板應(yīng)滿足鹽穴穩(wěn)定性要求。5.5.3運行5.5.3.1建庫區(qū)宜定期進行地面變形監(jiān)測。5.5.3.2充填完成后井筒應(yīng)封堵。7XX/XXXX-XXXX6鹽穴綜合利用技術(shù)要求6.1基本要求6.1.1鹽穴體積、形態(tài)、穩(wěn)定性應(yīng)能滿足綜合利用要求。6.1.2鹽穴綜合利用應(yīng)滿足符合安全、環(huán)保等規(guī)定要求。6.1.3鹽穴綜合利用應(yīng)具有經(jīng)濟效益、社會效益，單個鹽穴體積不宜小于100000m3。6.1.4已有鹽穴綜合利用時，應(yīng)對鹽穴進行聲納測量、穩(wěn)定性評價以及密封性試驗，確定綜合利用方6.2鹽穴儲氣6.2.1鹽穴應(yīng)滿足氣密封性、穩(wěn)定性要求，氣密封性試驗按照附錄A執(zhí)行。6.2.2已有鹽穴綜合利用時，應(yīng)對原井筒以及井口裝置進行改造，宜采用封堵老井、鉆新井工藝。封堵老井時，應(yīng)至少有兩道穩(wěn)定蓋層鍛銑段，且水力壓力試驗合格后，全井筒注水泥漿封堵。鉆新井參照5.2.1規(guī)定執(zhí)行。6.2.3已有鹽穴綜合利用時，鹽穴應(yīng)滿足氣密封性、穩(wěn)定性要求，氣密封性試驗按照附錄A執(zhí)行。6.3鹽穴儲油6.3.1鹽穴應(yīng)滿足水密封、穩(wěn)定性要求。6.3.2已有鹽穴綜合利用時，應(yīng)對原井筒以及井口裝置進行改造，宜采用封堵老井、鉆新井工藝，封堵老井時，應(yīng)至少有一道穩(wěn)定蓋層鍛銑段，水力壓力試驗合格，且全井筒注水泥漿封堵。鉆新井參照5.3.1規(guī)定執(zhí)行。6.3.3已有鹽穴綜合利用時，鹽穴應(yīng)滿足水密封性、穩(wěn)定性要求。6.4鹽穴壓縮空氣儲能6.4.1鹽穴應(yīng)滿足氣密封性、穩(wěn)定性要求，氣密封性試驗按照附錄A執(zhí)行。6.4.2已有鹽穴綜合利用時，應(yīng)對原井筒以及井口裝置進行改造，宜采用封堵老井、鉆新井工藝，封堵老井時，應(yīng)至少有兩道穩(wěn)定蓋層鍛銑段，水力壓力試驗合格后全井筒注水泥。鉆新井參照5.2.1規(guī)定執(zhí)行。6.4.3已有鹽穴綜合利用時，鹽穴應(yīng)滿足氣密封性要求，氣密封性試驗按照附錄A執(zhí)行。6.5鹽穴廢棄物儲存6.5.1廢棄物為非采鹽過程中產(chǎn)生，應(yīng)對廢棄物進行安全環(huán)保評價，且獲得當?shù)匕踩?、環(huán)保部門許可。6.5.2單個鹽穴廢棄物儲存庫的井數(shù)量不應(yīng)少于2口。6.5.3廢棄物應(yīng)符合區(qū)域生態(tài)建設(shè)與環(huán)境保護要求。8XX/XXXX-XXXX（規(guī)范性）井筒及鹽穴密封性檢測原理圖A.1井筒氣密封性檢測原理圖參見圖A.1。1—閘閥；2—壓力表；3—氣水界面檢測儀；4—表層套管；5—氦氣；6—生產(chǎn)套管鞋；7—檢測管柱；8—鹵水圖A.1井筒氣密封性檢測原理圖A.2鹽穴氣密封性檢測原理圖參見圖A.2。1—閘閥；2—壓力表；3—氣水界面檢測儀；4—表層套管；5—氦氣；6—生產(chǎn)套管鞋；7—檢測管柱；8—鹵水9XX/XXXX-XXXX圖A.2鹽穴氣密封性檢測原理圖A.3氣密封性試驗評價A.3.1評價方法根據(jù)記錄的氣水界面深度、井口氣體壓力和溫度等參數(shù)計算出泄漏率，做出24h內(nèi)泄漏率與時間的關(guān)系曲線。根據(jù)泄漏率與時間的關(guān)系曲線和氣水界面深度變化數(shù)值對井筒及鹽穴密封性進行評價。A.3.2泄漏率的計算A.3.2.1套管鞋處泄漏氣體的壓縮體積按公式（A.1）計算。ΔVCS=HiHi+1x(ellDsing)xπ.......................................................(A.1)式中：ΔVCS——套管鞋處泄漏氣體的壓縮體積，單位為立方米（m3）Hi——第i時刻氣水界面深度，單位為米（m）；Hi+1——第i+1時刻氣水界面深度，單位為米（m）；Dwell——鹽穴脖頸處的直徑，單位為米（m）；Dcasing——檢測管柱的外徑，單位為米（m）。A.3.2.2標準狀況下氣體泄漏體積按公式（A.2）計算。ΔVStd=......................................................(A.2)式中：ΔVStd——標準狀況下氣體泄漏體積，單位為標準立方米scm；ΔVCS——套管鞋處泄漏氣體的壓縮體積，單位為立方米（m3PCS——套管鞋處鹽穴的壓力，單位為兆帕（MPa）；TStd——標準狀況下的溫度；單位為開氏度（K）；TCS——套管鞋處的鹽穴溫度，單位為開氏度（K）；PStd——標準狀況下的壓力，單位為兆帕（MPa）。A.3.2.3泄漏率按公式（A.3）計算：=..........................................................................(A.3)式中：ΔQ泄漏——標準狀況下氣體泄漏率，單位為標準立方米每小時（scm/h）；ΔVStd——標準狀況下氣體泄漏體積，單位為標準立方米（scmΔti——第i時間段，單位為時（h）。XX/XXXX-XXXXA.3.3評價標準A.3.3.1氣體泄漏率隨時間逐漸減小，并趨近于零值。A.3.3.2在24h檢測時間內(nèi)氣水界面深度變化小于1m。A.3.3.3檢測結(jié)果同時符合A.3.3.1和A.3.3.2規(guī)定，井筒或鹽穴在該檢測壓力下密封性合格；檢測結(jié)果不符合A.3.3.1規(guī)定，井筒或鹽穴在該檢測壓力下密封性不合格；檢測結(jié)果符合A.3.3.1規(guī)定，不符合A.3.3.2規(guī)定，應(yīng)延長檢測時間，分析后確定井筒或鹽穴氣密封性。XX/XXXX-XXXX（規(guī)范性）鹽穴穩(wěn)定性評價判據(jù)B.1張應(yīng)力判據(jù)鹽穴任何位置不應(yīng)出現(xiàn)張應(yīng)力。B.2巖石剪脹判據(jù)巖石剪脹破損是否產(chǎn)生由錯誤!未找到引用源。1和錯誤!未找到引用源。2判斷，當錯誤!未找到引用源。1和2都小于