枯竭油气藏地下储氢技术挑战及展望 |
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引用本文: | 罗小明,贾子寒,张宏阳.枯竭油气藏地下储氢技术挑战及展望[J].油气储运,2023(9):1009-1023. |
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作者姓名: | 罗小明 贾子寒 张宏阳 |
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作者单位: | 中国石油大学(华东)储运与建筑工程学院 |
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基金项目: | 国家自然科学基金资助项目“快速充放氢过程中氢气的吸附/脱附-流动扩散耦合机理研究”,52204078; |
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摘 要: | H2作为清洁高效的能源载体和燃料,面临大规模存储需求。盐穴、枯竭油气藏及含水层3种地下储氢库兼顾安全性与经济性,是目前可行性最高的解决方案,其中枯竭油气藏地下储氢最具发展前景。通过对比H2与CH4、CO2的物性差异,探讨了地下储氢的特殊性,重点梳理了枯竭油气藏地下储氢面临的技术挑战及应对策略:对于不稳定驱替与渗流扩散引起的气体泄漏,需控制注气速率,优化注采及垫层气布置方案,开展盖层突破压力、表界面特性及流动传质机理研究;对于耗氢的地球化学反应与微生物催化作用,选址应避免高含氢敏感性矿物、离子及微生物的地层,防止大量H2被消耗;对于圈闭与人工材料完整性失效问题,应基于地层宏观、微观的变形及破裂演化特征,评估地层损伤与气体泄漏风险,合理选材以加强人工设施抗腐蚀、抗氢脆性能。最后,指出了未来地下储氢技术研究的攻关方向,分别为多尺度多场耦合H2损耗机制研究、地下储氢场地尺度数值模拟研究、地下储氢气体运移及泄漏监测技术研究,以期为推动地下储氢工程实践提供参考。(图5,表3,参74)
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关 键 词: | 地下储氢 枯竭油气藏 渗流扩散 地球化学反应 监测技术 |
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