高杂质盐矿已有溶腔大规模储气技术研究进展

发布时间：2021-06-28 19:42

　　加快建设大型地下盐穴储气库是保障我国能源安全的迫切需求,但在现有的盐岩储库建设标准和技术体系下,我国高杂质盐矿水溶开采形成的溶腔难以用于建设大型地下储气库。为摆脱这一困境,在广泛调研我国盐矿地质和水溶采矿特点的基础上,综合采用水溶采矿理论分析和现场声纳探测等研究手段,摸清高杂质盐矿采卤溶腔的三维形态,研究发现盐矿不溶物沉渣堆积散体的空隙率高且连通性良好,具备大规模储气的基本条件。基于这些发现提出了从溶腔底部排出空隙卤水的新思路,进而形成了高杂质盐矿已有溶腔改建大型地下储气库的技术体系。相关理论和技术成果突破了盐矿品位对建库可行性的限制,建库可选范围及建库规模扩大数倍,可为天然气储存及压缩空气储能等能源储备工程提供重要参考。 

【文章来源】：山东科技大学学报(自然科学版). 2020,39(04)北大核心

【文章页数】：11 页

【部分图文】：

现有建库技术中的注气排卤过程示意图

如图2所示，我国绝大多数盐矿均采用水平对接井水溶开采，与传统的单井建库技术存在很大差异。典型的开采工艺以两口井（直井和斜井）为一个井组，先钻一口直井将盐矿层与地表连通，再在距离直井250～350m的位置钻一口斜井，斜井的造斜率一般为0.4°/m，确保位于盐矿层底部的水平段长度为150～200m[12]，钻井完成后直井和斜井水平段末端在盐矿层底部实现对接、连通，然后从其中一口井注入淡水，溶解盐矿层后形成卤水，卤水在注水余压的作用下从另外一口井返出地面，定期调换注水井和出卤井，并根据实际开采工况开展割管修井等工作，以实现盐矿层充分开采。我国是世界上井矿盐产量最大的国家，2014年井矿盐年产量[13]高达4 800万t，并且逐年递增，2018年产量为5 306万t，进一步可推算出，近5年我国每年可形成盐矿地下空间体积达到2 000×104 m3以上。本研究将盐矿采卤后形成的地下空间定义为“已有溶腔”。已有溶腔经测试评估，确定符合储气库建设条件并经改造后，通过注入储存气体将溶腔内的卤水排出，形成盐穴储气库，这一技术已在金坛盐穴储气库一期工程的5口已有溶腔成功应用[14],2007年投产，至今仍在安全运行。已有溶腔改建储气库，建库成本低且建设周期短，是加快盐穴储气库建设的有效途径，可有效缓解对储气库的迫切需求。

如图3(e）所示，将新腔和老腔的井下管柱改造为气密封管柱系统，其中新井的中心管下入新腔沉渣面以上数米，从斜井（或直井，或直井和斜井同时）注入天然气，老腔内的卤水在高压天然气的作用下，经由新腔-老腔连通通道，通过新井的中心管返到地面卤水处理厂。最终，老腔内的卤水充填区以及和将在充填区等区域内的卤水基本被排出，形成大型盐穴储气库。第5步：储气库运行。

【参考文献】：
期刊论文
[1]利用卤水试压法评价老腔的密封性[J]. 周冬林,杜玉洁,肖恩山.  油气储运. 2020(02)
[2]盐井溶腔集成探测技术[J]. 刘凯,付星辉,张文广.  中国井矿盐. 2019(06)
[3]盐穴储气库水平井造腔模拟试验[J]. 陈涛,施锡林,李金龙,杨春和,刘继芹,李银平,马洪岭,王同涛.  油气储运. 2019(11)
[4]盐穴地下储气库对流井老腔改造工艺技术[J]. 薛雨,王元刚,张新悦.  天然气工业. 2019(06)
[5]盐穴储气库水平井造腔扩展规律试验探究[J]. 唐海军,李晓康,刘伟,张治鑫.  地下空间与工程学报. 2019(03)
[6]复杂对流井连通老腔改建储气库技术[J]. 刘继芹,乔欣,李建君,王文权,周冬林,肖恩山,井岗,敖海兵.  油气储运. 2019(03)
[7]盐岩储库腔底堆积物空隙体积试验与计算[J]. 任众鑫,杨海军,李建君,刘建仪,范舟.  西南石油大学学报(自然科学版). 2018(02)
[8]中国盐矿资源概况及其产业形势分析[J]. 曹烨,邱国玉,邹振东.  无机盐工业. 2018(03)
[9]云应地区采盐老腔再利用的可行性[J]. 周冬林,李建君,王晓刚,刘继芹,井岗.  油气储运. 2017(08)
[10]复杂老腔改建储气(油)库可行性分析[J]. 杨海军,闫凤林.  石油化工应用. 2015(11)



本文编号：3254933