盐穴储气库残渣空间利用实验研究

针对盐穴储气库腔体底部残渣中的孔隙水占据了一定的储气空间的问题,通过残渣形成过程与受力状态的分析,制定机械加压的方式模拟残渣在上覆自重压力下的压实过程、气驱排水的方式模拟注气排卤过程的实验思路,来研究残渣空间利用的可能性。设计:实验压力加载至设备允许的安全压力8 MPa后气驱;实验压力加载至残渣最大自重压力1 MPa后气驱的两套实验方案。实验数据分析表明:腔体底部的残渣最大空隙率至少为42.8%~50.2%;随残渣堆积高度的增加堆积系数减小。堆积系数C与残渣高度h关系式可以表达为C=4.29×10^-5h^2-8.8×10^-3h+2.041;以最大残渣高度128 m为基础的气驱实验显示,气驱可增加利用体积1.4%~2.3%,表明通过注气排卤工艺可以腾出部分残渣空间增加储气体积。

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。

国内盐穴储气库空间利用技术及展望

盐穴储气库具有储层渗透性低、损伤恢复能力强、注采率高、短期吞吐量大、垫层气量低并可完全回收等优点,在国外应用广泛,然而国内盐穴储气库由于盐岩品位差,造腔结束后大量盐岩不溶物堆积在腔体底部形成沉渣,沉渣空隙中存在着大量无法被排出的卤水,造成了储气空间资源的巨大浪费,如何使其腔体空间得到最大化利用是当下需要亟待解决的问题。对国内盐穴储气库盐层地质及其底部沉渣空间利用技术进行了调研,指出虽然在沉渣上方进行注气排卤工艺已日臻成熟,但还需对排卤管柱下入沉渣底部技术进一步深入研究。从管柱下入和起出、管柱下入后的堵塞问题及解决方案、管径参数优化以及未来储氢等方面提出了相关建议,以期对国内盐穴储气库空间利用率技术研究提供借鉴。

小井间距双井盐穴储库稳定性综合评价研究

小井间距双井水溶造腔技术在造腔速度和后期注采气方面要优于单井造腔,但目前小井间距双井工艺建造形成的腔体稳定性缺少更为细致的评价。采用故障树分析方法,针对建腔到成腔运营过程中的各种风险,尤其考虑双井独有的井口距和长短轴之比,建立了小井间距双井稳定性评价体系。根据实验和数值模拟,发现井口距、长短轴之比分别对管柱位移、腔体形状影响较大,由此建立了相应的评分模型。利用AHP计算得到各评价指标的权重后建立了小井间距双井盐穴储气库失效的综合评价方法。最终采用法国GEOSEL-MANOSQUE地区的TA&TB井组验证了评价方法的可行性。

小井间距双井溶腔长期稳定性研究

小井间距双井水溶造腔技术是一种较为新颖的盐穴储气库建造方法,其溶腔形状与单井有较大区别。基于数值分析的方法,对小井间距双井水溶造腔技术下的溶腔长期稳定性进行研究。研究结果表明:运行30 a后的腔体体积收缩率、腔顶沉降量以及塑性区体积都在安全范围之内,小井间距双井溶腔可用作地下储气库。在内压周期性变化条件下,相同时间内其周期数量越多,则腔体低压连续运行的时间越短,腔体的体积收缩率、腔顶的沉降量越小。

盐穴空间利用现状及发展趋势

我国的盐穴空间具有巨大的发展潜力,合理规划利用盐穴空间是拓宽企业发展路径、实现产业融合升级发展的有效途径。为进一步评估我国盐穴资源利用情况及应用前景,对国内外盐穴空间利用现状进行调研,以国内政策导向、经济效益和社会效益、技术成熟度为指导,围绕盐穴储气库、盐穴压缩空气储能等行业重大工程建设现状,分析我国盐穴空间综合利用业务发展趋势。在国家双碳目标的大背景下,储气、储能已成为保障我国能源安全、促进新能源发展的重要举措,结合国家能源安全要求及行业内对天然气储气调峰的现实需求,认为利用盐穴空间建设储气库将是未来一段时间内盐穴利用的最主要方向;在相关扶持政策及技术进步的带动下,利用盐穴空间进行压缩空气储能或将进入发展的关键期;结合区域发展及产业配套,盐穴空间还可向集合储油、储氢、储氦、储废等多元化介质储存方向发展。

盐穴地下空间的属性特征及权属管理探讨——以江苏省为例

我国盐穴地下空间总体上处于开发利用的探索阶段,存在权属不明等问题,导致管理上无法可依,给确权登记和监管带来困难。本文阐述了盐穴地下空间具有资源、环境和经济属性特征,探讨其使用权和确权登记问题,提出基于盐穴地下空间的多种资源协同利用规划、盐穴地下空间开发建设标准、环境监测体系建设和管理办法建议,为江苏乃至全国盐穴地下空间开发利用和规范管理提供决策参考。

基于应变空间弹塑性本构模型的FLAC^(3D)二次开发研究

基于应变空间理论,选择不同的塑性势函数(M-C关联准则和D-P非关联准则),对Mohr-Coulomb本构模型给出了它的数值计算格式,同时阐述了编制的关键技术和具体实施方法。采用FLAC3D二次开发平台UDM,在UserMohr模型的基础上使用Visual Studio 2005编译得到本构模型的动态链接库文件(DLL),实现了应变空间中弹塑性本构模型的二次开发。并利用地下盐穴静力溶腔过程模拟的验证算例进行对比分析。结果表明,计算结果与FLAC3D自带Mohr-Coulomb本构模型及解析解在弹塑性条件下进行比较,差值均很小,从而验证了程序的正确性。该程序可以为地下盐穴储库的溶腔模拟和长期运行流变分析提供一种可选择的数值模拟方法。