盐穴储气库水溶造腔夹层垮塌力学机制研究

盐岩矿床中难溶泥质夹层的存在给地下储库水溶造腔带来了诸多不利影响,如何有效地预测与控制水溶造腔过程中泥质夹层的垮塌成为亟待解决的技术难题。夹层垮塌力学机制研究以该问题为背景,建立了水溶造腔过程中夹层垮塌分析的力学模型,并应用弹性板壳理论进行了求解,根据求解结果对夹层因局部破损及整体失稳引起垮塌的力学机制分别进行了论述,对夹层垮塌的力学机理进行了总结,给出了一种计算夹层极限跨度的方法。研究成果对水溶造腔过程中夹层垮塌的预测与控制有重要指导意义。

盐穴储气库水溶造腔工艺优化研究与现场应用

盐穴储气库在天然气行业所占比重越来越大,金坛储气库作为国内第一座投产的盐穴储气库,经过工程建设实践发现,很多溶腔工艺存在较大的优化空间。通过分析储气库水溶造腔流程,对造腔过程中涉及到的提高造腔效率,减小造腔耗能以及盐层最大化利用进行分析,提出了水溶造腔的优化工艺:采用反循环造腔大幅度增加排卤盐度,减小井下作业次数缩短不必要的停井时间以加快水容造强进程,安装光纤界面仪实现阻溶剂界面的实时监控,优化注水量大幅度减小能耗,处理厚夹层以及整体扩容腔体对盐层进行最大化利用。

楚州盐矿建设地下储气库配套钻井技术研究

楚州盐穴储气库是中俄东线南段唯一的一个储气库,具有重要建设意义。楚州储气库分为张兴和杨槐两个区块建设,开展配套的钻井技术研究,有利于保证楚州储气库安全、高效的钻井。在施工中针对楚州盐矿的地质特点和盐穴储气库对钻井的特殊要求,通过优选井型,优化井身结构,优选钻具组合及钻井参数,优选合适的钻井液体系和性能以及配合合适的固井工艺,形成了适合楚州盐穴储气库的配套钻井技术。现场采用上述技术,新钻井的机械钻速和井身质量有了明显提高,固井质量合格,缩短了钻井周期,充分证明所提出的钻井技术的科学性和实用性,为楚州储气库建库钻井施工提供了参考。

湖北省云应地区盐岩溶腔型地下能源储库密闭性研究

着眼于我国深部盐岩能源地下储备可行性分析,针对湖北省云应盐矿盐岩层薄、富含不可溶或难溶夹层的沉积特点,开展该地区层状盐岩构造中能源储库密闭性综合研究。其一是层状盐岩体中盐岩–硬石膏界面力学特性室内试验研究,包括直剪试验、间接拉伸试验和界面微观分析试验。结果表明,层状盐岩体中盐岩–硬石膏界面具有较强的黏结力,不是一个弱面,这十分有利于盐岩溶腔的密闭性和稳定性。其二是现场盐岩层钻孔高压压水试验,对盐岩层渗透的规律性、盐岩的封闭性以及围岩的承载能力开展研究。综合层状盐岩室内和现场试验的成果表明:湖北省云应地区层状盐岩构造满足盐岩溶腔型地下能源储库的密闭性要求。

泥岩夹层软化试验研究

基于正交试验方案,研究了温度、卤水浓度及浸泡时间3个因素对泥岩夹层软化的影响规律。分别运用极差分析法和方差分析法对试验结果进行分析。对任意两个影响因素分别进行二元线性回归,根据其标准回归系数对泥岩夹层单轴抗压强度及弹性模量相对重要性比值构建判断矩阵,运用层次分析法计算各个影响因素的权值。试验结果表明:温度和浸泡时间在泥岩夹层软化过程中起着决定作用,影响权重达到98%以上;浸泡时间的影响最大,权重达到80%;卤水浓度的变化对泥岩夹层软化影响较微弱,在实际的工程中可以忽略不计。随着浸泡时间的延长和温度的升高,泥岩夹层内部裂隙逐渐被溶液侵入,单轴抗压强度和弹性模量呈递减趋势。鉴于卤水浓度影响甚微,仅利用温度和浸泡时间建立了软化方程。