盐穴储气库天然气阻溶造腔快速投产技术

国内盐穴储气库采用柴油阻溶水溶采矿的方式建造,完腔后才能投产,导致建设周期长、投资回收慢。而天然气阻溶造腔能够边储气边造腔,实现提前投产,可显著缩短投产周期。首先介绍了国内外该技术应用情况,并总结了天然气阻溶造腔的技术特点和优势。技术特点主要有腔体形态设计、注采气运行模式、管柱组合;技术优势主要为缩短投产周期、提前实现收益、保压采出垫底气等。最后针对国内盐矿不溶物杂质高的特点,分析了该技术应用可能遇到的问题,并预测了发展前景。文章系统总结了天然气阻溶造腔快速投产技术的特点、优势、存在问题和应用前景,为加快国内盐穴储气库建设提供一种新的思路。

盐穴储气库天然气阻溶造腔数值模拟

为指导存在偏溶、形状不规则特点的腔体进行天然气阻溶造腔修复作业,开展了相关数值模拟研究。盐穴修复过程中,为保证腔顶安全,仅对目标深度段进行造腔修复,防止腔顶继续拓展,阻溶剂需求量大,因此选择来源便捷的天然气作为阻溶剂。建立数学模型,考虑盐岩上溶特征,编写盐穴储气库天然气阻溶造腔模拟程序,并针对金坛盐穴储气库L井进行天然气阻溶造腔模拟。天然气阻溶造腔可优化单腔形状和体积,提高优质盐层利用率,降低腔体不规则对注气排卤作业的影响风险,保证腔体满足安全要求。研究结果表明:编制的程序可有效模拟天然气阻溶造腔过程中腔体形状的发展,模拟结果与现场工程作业一致,研究成果对提高单个腔体有效体积及腔体稳定性具有重要意义。

盐穴储气库天然气阻溶恒压运行技术

盐穴储气库作为天然气管网的配套设施,其高效运行对于保证管网平稳供气作用巨大。恒压运行是盐穴储气库采用流体置换方式进行天然气注采的新模式,注采过程中腔内压力相对稳定,不需要垫底气,较为安全经济。但这种注采模式需要大量的饱和卤水置换天然气,注气阶段采出的卤水需要极大的存储空间或卤水处理设备,大大降低了该模式的经济性和可操作性。为此提出一种将天然气阻溶造腔与恒压运行有效结合的新工艺,其既能实现恒压运行,又无需对置换介质进行处置,具有良好的应用前景。2018年,该技术在中国金坛盐穴储气库进行了先导试验,并取得成功。(图7,表2,参17)

盐穴储气库回溶造腔技术研究

为提高地下盐穴储气库的经济性,在确保运行安全前提下,开发企业要求盐穴储气库地下净体积尽可能大,而在造腔过程中由于地质情况、工程故障以及认识不到位等原因导致腔体部分盐层未得到充分溶蚀,体积没有达到最优,为充分利用日渐匮乏的适合建库盐层,有必要进行回溶造腔,提高单腔有效体积。利用注气排卤管柱,在注气排卤后,回注淡水,驱顶天然气使卤水界面至设计深度,对界面下盐层进行回溶扩腔。为此,建立了回溶造腔数学模型,并针对金坛储气库L井进行回溶造腔模拟研究。结果表明,L井回溶造腔一个轮次可有效提高腔体有效体积13.04%,效果显著。研究结果对提高盐层利用率和已有腔体有效体积等具有重要意义。

盐穴储气库快速造腔方案

储气库作为天然气管网的配套设施,对于维持天然气供应平稳有重要作用。中国储气库建设近年来发展飞速,但由于其建设相对较晚,尚无法满足日益增加的天然气需求,冬季“气荒”现象时有发生。储气库建设投入大、周期长,一个储气库从造腔到投产约需要4年时间。在此提出一种快速造腔投产方案,即在造腔的同时注气,利用注入的天然气作为保护腔顶的阻溶剂。这种快速造腔方式不仅降低了阻溶剂的成本,同时还将腔体投产时间大大提前。模拟分析表明,边建边储的盐穴地下储气库造腔方式是可行的。