地下盐穴储氨:一种高效、安全的能源储存方案

氨,作为零碳燃料和氢能载体,对于实现“双碳”目标和构建“氢能社会”具有重要意义。传统的地面钢储罐储氨方式能耗高、占地、风险高。本文提出一种新型的储氨方案,即利用地下废弃盐穴进行氨储存。这种方案利用氨气极易溶于水的特性,实现了氨的大规模稳定储存。由于储存氨的空间位于地下几百至上千米深度,地面占地少,氨气泄露和爆炸的风险小。本文详细分析了这种储氨方案的理论基础,并对其储能规模、安全性和经济性进行了评估。结果表明,这种储氨方案具有很大的应用前景,值得进一步研究和推广。

石油战略储备的新领域——地下盐穴储库

油气资源储备是平抑油价、稳定供求关系、应对突发事件和保障国家社会经济安全的有效手段。建设地下盐穴储库、进行油气资源储备,在中国是开拓性的新的战略储备领域。介绍了采用水溶岩盐形成地下盐穴储库工程的特点,论述了利用地下岩盐构造的建库条件、建设盐穴储库设计方法和建库工程方面的关键技术。建设地下盐穴储库对于我国建设"西气东输"长距离输气管道系统的安全配套工程、开辟石油战略储备的新领域都具有实际参考价值。

衡阳盐矿区建立地下盐穴储气库的地质条件分析

衡阳盐矿区金甲岭岩盐矿段下第三系霞流市组茶山坳段岩盐主矿层埋深最浅530m,最深1131.89m,往北往西埋深逐渐加大。矿层厚224-359m,一般厚320m左右,单层厚12-41m;夹石层累计厚12-40m;含矿率60-95%,一般在75%以上,盐岩储量规模大,厚度大,埋藏深度适中,构造影响小,盖层密封性好,是建设地下盐穴储气库的有利地区。

浅谈利用地下盐穴处理废钻井液

利用地下盐穴进行各种工业废物的埋藏处理目前在国外已得到很好的应用。文章针对油田废钻井液的填埋处理技术,详述了建设盐穴所需要选择的地质条件:必须具有良好的封闭性;造穴方式主要通过水溶洗盐形成地下溶洞;埋藏废物需要通过一系列的特定工艺才能完成;废钻井液埋藏处理后需要进行监测以防止产生污染事故。一般来说,由于地下盐穴埋深大、盐穴封闭性好,具有较高的安全性。利用盐穴进行废钻井液的埋藏具有费用低、容量大、占地少、安全性高等优点。

石油、天然气地下盐穴存储的安全性浅析

介绍了石油、天然气地下盐穴存储的特点,分析了石油、天然气地下盐穴存储的典型事故:井喷和泄漏事故,并提出应对措施。

地下盐穴变身“储气银行”

6月7日,江汉盐穴天然气储气库王储6井正式投产注气。王储6井是江汉盐穴储气库一期一阶段项目4座试验井之一,井深2000多米,预计形成库容2895万立方米,有效工作气量1718万立方米,是该储气库首口达到投产注气条件的储气井。

德国用地下盐穴建全球最大液流电池，电量够柏林用1h

11月26日，德国能源企业EWE日前宣布，在德国西北部利用地下盐穴建造全球最大液流电池的项目取得进展，研究人员为此开发的一种聚合物已经通过初步测试。液流电池的蓄电系统一般包含2个储液罐，内装2种不同的电解液。它们之间的连接部分是发电区，两种电解液会在这里隔着一层薄膜进行离子交换，实现电能的储存与释放。储液罐越大，存储的电能越多。

我国盐穴地下储库建设的挑战与对策研究——从“金坛模式”到“XX模式”

我国盐穴地下储库建设起源于江苏金坛盐矿并获得成功,初步构建了我国盐穴储库建设首个技术标准体系。但是,我国各地盐矿的品位、埋深、矿层厚度和夹层特性等地质条件与金坛盐矿相差甚远,盐穴储库建设面临诸多挑战,不能照搬“金坛模式”。着眼于盐穴储库地质设计、造腔工程、注气排卤方案等方面,首先总结盐穴储库建库的“欧美模式”,以及基本上借鉴“欧美模式”发展形成的我国“金坛模式”的基本特征,然后结合我国已开展和正在开展的其他多座盐矿的盐穴储库建设的研究和工程实践,提出几种基于“一地一议、因矿制宜”原则的典型盐穴储库建库的“XX模式”。“XX模式”意味着是不同于金坛模式并有极大突破和变革的新型建库模式,是应对我国各地盐矿地质复杂性所带来挑战的技术方案和新思路。最后,对于下一步应对盐矿复杂地质条件带来的挑战需要突破和创新的关键理论和技术进行了展望。

盐穴地下储气库泄漏风险分析及预防措施

概述。研究背景。当今世界发展形势下,能源已经成为许多国家战略中的一部分,天然气作为现代能源不可缺少的一部分,得到了大量的关注。我国天然气资源不足,比较依赖进口,天然气消费结构逐渐多元化,城市燃气比例增加,储气调峰需求不断增加,且进口的天然气需要进行储存,而地下储库以其安全经济的优点被国际上许多国家广泛用于能源的储备。

盐穴地下储气库注采过程热工参数的计算

提出了一个描述天然气盐穴地下储气库注采动态过程的数学模型。该模型包括实际气体性质、盐层与库内气体的对流换热 ,可求出任意连续注采循环时天然气压力和温度随时间的变化。该模型可应用于储气库的设计规划、各种储气方案的比较和判断水化物形成的危险范围等。

地下盐穴储油库库址优选

我国第3期石油储备基地的备选库址分别具备相对较好的地理和地质条件、储存和分配资源的运输条件以及安全可靠度。其中,定远油库计划建库规模为500×104m3,建设期为8年;赵集油库计划建库规模为500×104m3,建设期为10年;周田油库计划建库规模为10×106m3,建设期为10年。地下盐穴储油库地面配套工程包括清水泵站和清水管道,采卤站和采卤管网,原油注采站和原油外输管道4个建设部分。从经济评价的角度,利用费用现值法和费用年值法对3个库址进行优选和经济可行性分析。依据费用最小准则,目前可将定远盐穴作为首选库址,赵集盐穴可作为定远储油库的后续工程,周田盐穴可作为建设储油库工程的远期规划项目。

利用地下盐穴储存石油,建立能源地下储备体系

能源战略储备对于国民经济安全具有至关重要的意义，建立能源储备体系的意义在于：一方面，充足的能源储备可在国家的能源供应受到外部因素破坏时保证国家政治稳定和经济的正常运行；另一方面，石油等能源的国际市场价格波动较大，如果具备一定的储备能力，就可在价格便宜时购进，价格高昂时售出，从而获得经济上的利益。此外，能源的战略储备在调节国家能源供应的不均衡性、保证输送系统的安全性和稳定性等方面也发挥了重要的作用。

盐穴地下储气库失效分析与预防措施

阐述了盐穴地下储气库失效的概念,确定将泄漏和传输能力下降作为盐穴地下储气库的2种失效模式;回顾了国内外盐穴地下储气库的失效事故,分析了失效原因,并对套管失效和盐岩蠕变等失效原因进行了详细分析;提出了盐穴地下储气库失效的预防措施,包括定期对注采井、套管及水泥环胶结的状态进行检测,加强注采井动态参量的监测,完善运行数据管理程序,开展盐穴体积收缩率的预测工作,在储气库设施和城市之间设置监控井等。

盐穴地下储气库气密封检测技术

建设盐穴地下储气库是一项高风险的复杂工程,对盐穴的气密封性有着很高的要求,其密封性检测技术就成为评价建库工程成败的关键。为此,分析了中国建设盐穴地下储气库的特殊性(盐穴储气库的盐层具有矿层层数多、单层厚度小、夹层多、含盐品位低、共生组分多和相变大等特点),指出了建设盐穴地下储气库工程发生天然气泄漏的主要影响因素(井筒工程因素、地质因素和地面设备因素),重点论述了建设盐穴储气库钻完井井筒密封性检测技术、水溶造腔过程中腔体的检测技术、首次注气排卤前盐穴完整性气密封检测技术和盐穴地下储气库运行后的评估检测技术。以上技术具有气密封性检测精度高、工期短、能耗低、工序简化及节省投资等特点,对我国正在建设和今后准备建设的盐穴储气库工程具有参考和借鉴作用。

盐穴地下储气库小井距双井自然溶通造腔工艺

为了解决盐穴地下储气库单井造腔速度慢、工期长的难题,通过调研盐矿的采卤工艺技术,借鉴盐矿对井开采溶腔的技术思路,提出了"单井建槽、自然溶通、双井对流建腔"的盐穴储气库造腔思路:基于室内对井采卤物理模拟实验,通过双井造腔连通方式与井距实验模拟,对小井距双井造腔自然溶通技术的可行性进行了分析和造腔效果预测,创建了盐穴储气库小井距双井自然溶通造腔工艺,并进行了现场先导性试验和声呐检测。结果表明:(1)利用双井可加快盐穴造腔速度,试验井比单井造腔速度提高了1.7倍;(2)要建造规则、可被检测的盐腔,宜采用小井距、自然溶通的造腔方式;(3)建造单腔有效体积为30×10~4 m^3的模拟预测方案显示,较之于单井造腔,双井造腔可缩短工期25%(约1年)、降低能耗55%左右。结论认为,双井造腔工艺在加快造腔进度、降低能耗方面效果显著,应加快对该工艺的攻关研究与现场试验,以期尽早推广应用。

盐穴地下储气库溶腔形态变化数值模拟

盐岩蠕变对盐穴地下储气库的溶腔形态有着较大的影响,易造成储气库失效、泄漏、破裂等安全问题。为此,利用美国ITASCA咨询集团公司开发的FLAC3D快速拉格朗日差分软件,建立了盐穴储气库模型,对储气库溶腔蠕变规律进行了数值模拟,分析了在不同蠕变时间内、不同内压下储气库溶腔在不同直径处的变形量,得到在盐岩蠕变下,盐穴储气库溶腔形态的变化规律,并给出了相应操作建议:1盐穴储气库溶腔不同直径处产生的变形量是不同的,溶腔最大直径处变形量最大,随着直径的增大变形量增大,且呈非均匀性增大,因此在建设盐穴储气库时,应对储气库溶腔的高径比进行严格地计算;2溶腔内压对储气库溶腔变形量有直接作用,较高压力下的盐岩蠕变对储气库溶腔形态变化的影响比低压时小,因此建议在盐穴储气库实际运行过程中,尽量避免低压运行,以保证储气库溶腔形态的完整性。该成果为盐穴储气库的安全运行与维护提供了可行的依据。

盐穴型地下储气库建设与声纳测量技术

利用声纳测量技术对在建的盐穴腔体的形状和体积进行及时测量和评价,是保证盐穴腔体按设计形状和设计体积建造的必要手段和措施。介绍了声纳测量技术在盐穴型地下储气库建设中的作用、基本工作原理和声纳测量设备的基本构成,并对目前我国首次建设的金坛盐穴型地下储气库施工中引进的德国SOCON公司声纳测量设备的基本参数进行了介绍。

盐穴地下储气库水溶造腔管柱的动力稳定性试验研究

针对建设盐穴地下储气库在实施单井油垫法水溶造腔过程中经常出现的造腔管柱破损和失稳问题,开展了水溶造腔管柱的动力稳定性试验研究,结合现场调研和理论分析结果,揭示出管柱抗弯刚度、悬伸长度及过流面积等是影响管柱动力稳定性的关键参数。据此设计出悬臂管动力失稳物理模型试验装置,开展了水溶造腔管柱磨损和动力失稳的试验研究。试验中观察到5种力学响应现象:(1)水锤现象;(2)静力屈曲;(3)混沌运动;(4)"类悬臂管"受迫振动;(5)不同端部条件影响现象。试验结果表明,引起水溶造腔管柱液—固耦合失稳现象的主要原因包括:(1)造腔水流的波动性易引起水锤和受迫振动现象,超长的受限空间悬臂结构管柱易"放大"这种现象;(2)过大的造腔注水流量可能引起造腔管柱发生静力屈曲或混沌运动;(3)造腔管柱结构和力学特性对造腔管柱系统的稳定性和安全性有着重要影响。

盐穴天然气地下储气库运行过程的关键技术问题

在具有岩盐矿床地质构造的地区,将天然气储存在地下含盐岩层内,实现在短期内提供高容量的储备,是目前各国普遍采用的方法。结合国外相关技术文献及部分研究成果,对盐穴储库运行过程的关键技术问题,主要包括:如何在运行过程减少溶腔的收敛性,防止水化物的形成,溶腔建腔过程形成的冷带和残留盐水对运行过程的影响;垫层气技术、运行的稳定性及注采循环中应注意的问题。文中分别进行了较详细的论述,为今后国内盐穴储库的运行研究提供依据和技术支持。

盐穴地下储气库注采系统软件的开发

将盐穴天然气地下储气库井筒、溶腔和周围盐层视为一个系统,提出描述注采动态过程相互耦合的数学模型及求解方法,并开发了相应的数值计算软件。该软件可用于地下储气库的设计规划、各种储气运行方案的比较和判断水化物形成的危险范围等。