盐穴储气库溶腔排量对排卤浓度及腔体形态的影响

为了研究盐穴储气库溶腔过程中不同排量对排卤浓度及腔体形态的影响规律,通过对溶蚀速率公式的推导及变形,分析了排量与排卤浓度及造腔体体积的相关性,而后利用Win Ubro造腔数值模拟软件建立了理想的腔体模型并赋予其一定的假设条件进行对比分析。为了验证所得结论的可靠性,对金坛现场溶腔井进行数据统计与整理,对各个溶腔阶段进行对比与分析,并以部分井的典型阶段为例进行详细分析,所得结论与理论分析一致,即溶腔时注淡水排量越小,排卤浓度越高,腔体形态越规则。     

盐穴储气库腔体形态控制新方法

根据盐穴溶腔过程中腔体形态控制的工艺原理,假设腔内气液不相溶,初步建立了以氮气作为保护层材料时气液界面深度的计算模型,给出了腔体内气水界面稳定时的井口注气量计算模型.以金坛某井盐穴储气库的造腔为例,计算了以氮气作为保护层材料时,该井所需的氮气注气量和气水界面深度.从材料费用角度对比分析了氮气和柴油作为保护层材料时的经济成本,结果表明,氮气作为保护层材料可大大降低储气库的建库成本.     

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。(图9,表4,参20)     

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。     

淮安盐穴储气库厚夹层盐层造腔工艺设计

为了充分利用已探明的优质盐矿资源建设盐穴储气库,尽量避免盐层中厚夹层对造腔的影响,需要开展厚夹层盐层条件下的造腔工艺研究。通过造腔试验,明确了厚夹层在造腔过程中是可以垮塌的,其下部盐岩可以造腔。基于盐层地质特征和中国同类项目造腔实践经验,将淮安储气库腔体的理想形态设计为顶底近似为圆锥体、主体为圆台,最大直径位于圆台底部。基于钻井资料,设计了造腔工艺方案并进行数值模拟,思路如下:首先采用正循环方式在厚夹层下部盐岩造腔,然后调整造腔管柱,在厚夹层上下同时造腔,促使厚夹层垮塌;进入造腔中后期,改为反循环造腔,可加快造腔进度。数值模拟与实际应用表明该造腔工艺方案可充分利用造腔段的盐岩,该设计思路可为造腔过程中厚夹层的处理工艺提供借鉴。(图5,参21)     

盐穴储气库造腔设计与跟踪

中国适合建库的地质条件为层状盐岩,造腔盐层段具有厚度小、夹层多、含盐品位低等特点,其地质结构决定了中国盐穴储气库造腔设计不能完全借鉴国外设计经验。根据近十年来盐穴腔体造腔设计和现场实践,首次提出了适合层状盐岩造腔设计关键参数的选取原则,并基于此原则编制了初步造腔设计与调整方案,以指导现场造腔实践,效果良好。在现场造腔跟踪期间,形成了造腔动态分析、阻溶剂界面监控、造腔进度跟踪及声呐测腔等一系列跟踪与监测技术,有效避免和减少了现场造腔异常并及时发现和解决造腔突发问题,保证了腔体在建造期间正常有序。研究成果可为其他盐穴储气库建设提供设计依据和技术支持。     

盐穴储气库地质体完整性管理体系

在储气库完整性管理中储气库地质体的完整性管理必不可少。目前,储气库地质体完整性管理概念不清、界面模糊、体系不健全,且仅局限于气藏储气库完整性评价方面。为此,在分析气藏储气库地质体相关研究成果的基础上,提出盐穴储气库地质体概念,建立盐穴储气库地质体完整性管理体系。结果表明：储气库地质体完整性管理体系由以危害因素识别与资料分析为基础,风险评价与完整性评价为核心的4项内容组成;盐穴储气库地质体风险分析以盐腔体积收缩率、天然气渗漏量及地面沉降量3项指标的分析为主;盐穴储气库地质体完整性评价技术系列由盐腔与地面稳定性、断层稳定性、夹层与盖层完整性评价3项技术构成。盐穴储气库地质体完整性管理体系的建立弥补了储气库完整性管理体系中地质体管理的缺失,为储气库的安全运行管理提供了技术支撑与新的应用方向。（图1,表2,参31）     

金坛盐穴储气库单腔库容计算及运行动态模拟

概述了金坛盐穴储气库单腔库容的计算方法,并对其最大工作气量进行了静态分析。结果表明,单个溶腔的储气能力和溶腔个数决定了盐穴储气库的储气能力,在溶腔体积一定的情况下,单个溶腔的储气库能力主要取决于溶腔的运行温度和压力。为防止热物理性能参数对储气库运行的变化,提出储气库运行可以通过建立相关数学模型进行预测。运行模拟预测发现,盐穴运行条件下最恶劣工况是注气排卤后的运行工况。通过对溶腔不同的开采状态进行模拟,分析了不同开采状态对采出气在井口的温度压力变化,可为地面设施的配套提供参数。     

盐穴储气库井口水合物生成的影响因素

介绍了储气库井口的水合物生成条件,分析了井口温压变化规律及天然气各组分对水合物生成的影响.分析结果表明,储气库溶腔建腔过程中形成的残留水以及运行过程中连续的注采循环为井口水合物的生成提供了条件;天然气中各主要组分对水合物的生成也存在一定程度的影响.分析结果可为防治盐穴储气库井口水合物的生成,采取有效的预防措施提供理论参考.     

盐穴储气库水溶造腔的影响因素

盐穴储气库由于其吞吐量大,注采灵活等优势受到越来越多的关注。大量腔体的完腔数据显示,盐穴储气库的完腔体积与初始设计体积存在一定差距,因此保证盐层利用率达到最大化尤为重要。结合金坛盐穴储气库水溶造腔实例,详细分析了井下异常情况以及地面临井的相互影响这两大因素在造腔过程中对腔体体积的影响,认为建槽期腔体直径、夹层的存在以及腔体偏溶、井眼轨迹偏离等因素对造腔有较大影响。提出造腔过程中应在建槽期充分扩容,制定有效的夹层处理方案并监控各动态参数,防止造腔过程中出现偏溶以及管柱脱落等异常情况,从而保证盐层利用率最大化。(图8,参24)     

岩盐地下储气库地质介质的应变及其控制

地下储气库是输气系统用来满足市场调峰需求的重要工程。由于岩盐地层具有流变性，在建造和使用地下储气库的过程中，在岩石压力的作用下，地下储罐的容积会逐步缩小，地面会发生沉降。针对岩盐地下储气库地质介质的应变问题进行了研究，并提出了预测和控制应变的方法。     

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.     

利用地下盐穴实施战略石油储备

论述了我国利用盐穴建设战略石油储备库的重要性和必要性.从建设盐穴石油储备库的基本条件、工艺流程、关键技术等方面,对我国利用盐穴建造地下储油库的可行性进行了分析.提出国内很多含盐盆地具备了建设盐穴石油储备库的基本地质条件和技术基础.提出应开展建库选址的分析和研究并进行前期规划,以加快我国盐穴储备库的建设步伐.     

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.     

替代气垫技术在盐穴储气中的应用

阐述了替代气垫技术的基本原理,分析了替代气垫技术在实际应用中的选材、实施、工艺、故障防护等问题,例举了替代气垫技术相对于传统技术在经济和工程方面的优点。对比分析结果表明,如果将替代气垫技术的进一步研究成果早日应用于我国的盐穴储气库中,可以达到节省工程投资、方便储气库运营管理的目的。     

国外盐穴地下储气库的建设及研究进展

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，在短期内实现提供高容量的储备，是目前各国普遍采用的方法。介绍了国外盐穴天然气地下储气库的建设情况及研究重点，主要包括盐穴储库的收敛性、防止水化物的形成、最佳盐穴的建设、井的密封性、以及盐穴热力学、传热学和流体力学条件等，研究结果可为今后在我国开展盐穴储库的建设、研究和开发工作提供依据。     

层状盐岩溶蚀形态特征及主要影响因素

中国盐岩大多以层状产出为主,盐岩地质条件复杂多变,盐层溶腔形态各异,研究层状盐岩溶蚀成腔的形态特征和主要影响因素,可以为优化造腔工程设计、高效建设储气库提供参考。利用金坛、楚州、五里铺及应城等盐矿的盐层地质资料、生产资料、腔体声呐检测数据,从生产方式、造腔排量、埋藏深度、盐岩品位、夹层厚度及地层倾角等方面分析了各因素对盐腔形态的影响。结果表明:金坛和楚州地区盐腔形态较为规则,五里铺腔体形态和应城盐矿盐腔形态不规则,单井对流或双井对流溶蚀形成的腔体形态相近,盐腔的溶蚀形态是多种因素综合作用的结果,其中盐岩品位和夹层是影响腔体形态规则的主要因素,地层倾角是造成腔体偏溶的决定性因素。研究结果可为储气库井位设计和造腔设计提供依据。     

地下储气库设计技术及其应用

根据地下储气库必须具备气体“注得进、采得出、存得住”以及短期高产、高低压往复变化、长期使用的特点,介绍了地下储气库设计中涉及到的6项主要技术,使用这些技术,成功地设计了工作气量为6×10~8m~3,日调峰气量为500×10~4m~3的大张坨地下储气库运行方案。在2001年第一个注采运行周期中,该储气库全面达到了方案设计指标。