盐穴储气库地面沉降监测与分析

盐穴地下储气库通过地下盐矿开采、溶蚀形成的地下空间,进行天然气的储存。在储气库的运营过程中,由于盐岩蠕变,腔体体积收缩会产生地面沉降或地面塌陷。在储气库运营过程中建立地面沉降监测网,捕捉因地层蠕变产生的地面沉降具有重要的意义。详细地介绍了我国第一个盐矿储气库的地面沉降监测,并分析运行过程中的地面沉降变化规律。分析揭示,监测数据与腔体体积的收缩具有较好的吻合性。     

地下盐穴处理核废料的方法

核废料对环境和人类安全具有较大危害,如何安全高效处理常常是困扰人类的棘手问题,目前认为有效的处理方式是深部埋藏处理,利用盐穴进行核废料的深埋处理是一种较为安全的方法。盐穴就是在地下盐层中通过钻井,利用水循环的方法,将盐层溶解,最终形成一个体积较大的空洞。利用地下盐穴可以进行各种工业废料的埋藏处理,特别是对具有放射性污染的核废料。建设埋藏放射性核废料的盐穴需要选择地质条件好,具有良好封闭性的盐层中,造穴方式主要是通过水溶洗盐形成地下溶洞。埋藏核废料需要通过一系列的特定工艺才能完成,放射性核废料埋藏处理后需要进行监测以防止产生污染事故。一般来说,由于地下盐穴埋深大、盐穴封闭性好,具有较高的安全性。利用盐穴进行核废料的埋藏具有费用低、容量大、占地少、安全性高等优点,是一种可以推广应用的核废料处理新方法。     

荷兰盐穴型地下储气库简介

地下储气库建设已经成为21世纪天然气工业发展的一个重要组成部分,盐穴型地下储气库以其独有的优势成为地下储气库的重要类型。介绍了荷兰首座盐穴型地下储气库的建设及设计参数。     

废弃盐穴地下储气库稳定性研究

国际上公认盐岩体是地下能源（石油、天然气）储存最理想的介质，作为储气库的盐岩溶腔，一般都是根据设计要求通过水溶开采形成。目前，国内外鲜见利用地下废弃盐岩溶腔作为天然气储气库的先例。通过对ABAQUS有限元的二次开发，对某废弃盐岩溶腔的储气库围岩和岩柱的蠕变变形规律及腔顶蠕变损伤区的范围进行数值模拟，并对废弃溶腔作为储气库时的工作压力和储库套管鞋高度设计作了有益的探讨，这对指导工程实践具有一定的指导意义。     

盐穴储气库水平井造腔扩展规律试验探究

基于量纲分析法搭建了水平井水溶造腔的试验平台,采用室内模型实验的方法研究不同注水流量时腔体体积扩展规律。结果表明:(1)前期腔顶的上升极为快速,若盐层厚度不大,顶板的极限位置很容易暴露,造成漏失。在后期,腔顶上升变缓,但仍处于上升,若富余盐层薄则有漏失风险。(2)待腔顶位置暴露到某位置,可以以腔顶现有位置接近顶板极限位置(现有腔体高度/到顶板的腔体高度≤0.8)的位置,开始注油垫以控制上溶。但实验发现,腔顶暴露面积较大,注油量将会比较多;且注入油垫后,腔顶的位置仍然处于缓慢上升状态(从223 mm→230 mm),若采取注油垫保护顶板,顶部盐层厚度应该留厚。该研究可为现场开展水平井水溶造腔提供一定的指导。     

盐穴储气库动态注采过程的数学模型及应用

提出描述天然气地下盐穴储气库动态注采过程的数学模型,其中包括实际气体性质、盐层中内气体的对流换热、任意连续注采循环时天然气压力和温度随时间的变化。模型可应用于储气库的设计规划,可对各种储气方案比较,并从中选出最佳运行方案。     

应用丛式井技术建设盐穴储气库的优势

介绍港华金坛盐穴储气库采用的丛式井钻井方式,与传统直井钻井方式进行对比。对两种钻井方式的地下资源利用率、地面土地利用率、井场建设投资、运行管理进行分析比较,探讨丛式井技术在盐穴储气库建设中的优势。     

盐穴地下储气库地面工程工艺技术

从盐穴地下储气库地面工程所涉及的主要工艺——注气工艺、采气工艺、脱水工艺、调压计量工艺、井场工艺等方面进行研究,选择了技术成熟、经济合理的工艺流程.     

石油战略储备的新领域--地下盐穴储库

油气资源储备是平抑油价、稳定供求关系、应对突发事件和保障国家社会经济安全的有效手段。建设地下盐穴储库、进行油气资源储备,在中国是开拓性的新的战略储备领域。介绍了采用水溶岩盐形成地下盐穴储库工程的特点,论述了利用地下岩盐构造的建库条件、建设盐穴储库设计方法和建库工程方面的关键技术。建设地下盐穴储库对于我国建设"西气东输"长距离输气管道系统的安全配套工程、开辟石油战略储备的新领域都具有实际参考价值。     

建设地下盐穴储气库的可行性及关键技术

阐述建设地下盐穴储气库的必要性,分别从地下盐岩矿床的物理、化学特性,盐穴储气库的经济性和环保性,盐穴储气库建设技术的可行性3个方面分析了在盐岩层中建设天然气地下储气库的可行性。介绍了腔体形状控制、套管选材及设计工艺和腔体形状测量等地下盐穴储气库建设中的关键技术。     

盐穴造腔模拟与形态控制试验装置研制

 我国盐穴储库建库地质条件具有层状分布、含夹层多、埋藏深度差异大的特点,控制多夹层盐穴的造腔形态对盐穴储库的长期稳定性和安全运营至关重要。成功研制盐穴造腔模拟与形态控制试验装置,为在室内模拟、确定最优的盐穴造腔工艺和形态控制参数提供先进的试验手段。该装置根据相似原理设计、制造,由试验装置框架、多场耦合模拟系统、注采循环系统、注采动态参数测量控制系统和盐腔形态动态数据采集系统等组成,其中,试验装置框架为主体结构,采用模块化设计;多场耦合模拟系统可模拟地温和地应力;注采循环系统可模拟注采水和控制油垫;注采动态参数测量控制系统可实现内外管高度、探头高度和角度控制;盐腔形态动态数据采集系统能实现造腔过程可视化录像和形态实时测量。试验装置可进行多夹层盐岩在多场耦合条件下不同施工工艺和参数对盐穴造腔过程影响与形态发展可视化模拟。通过不同尺寸盐芯试件的造腔模拟试验,结合溶腔发展预测及注油估算程序,证明了该试验装置能较好地模拟多夹层盐穴造腔可视化过程,试验确定的盐穴造腔施工和形态控制参数可应用于现场工程。     

考虑温度影响的球形盐穴弹塑性解析分析

地下盐穴储库在存储运营过程中洞室内的高温是关乎盐穴稳定性的重要因素。将地下盐穴储库的形状简化为球形,考虑温度不均匀变化产生的热应力以及温度对黏聚力的影响,基于Mohr-Coulomb屈服准则、理想弹塑性模型以及非关联的流动法则,得到了存储内压、地应力和温度共同作用下盐穴储库围岩应力及位移的解析解答,与相同假定下有限元模型的结果吻合很好。分析了温度以及温度引起的盐岩黏聚力劣化对盐穴稳定性的影响。结果表明,温度对于盐穴洞室的稳定性有着不可忽略的作用,温度升高促进了塑性区半径和变形的扩展;高温差下盐岩黏聚力劣化对塑性区的影响更加明显。     

盐穴储气库建腔期浓度场分布规律研究

以盐岩能源地下储库群建造工程为背景,用相似理论中的量纲分析法建立了建腔期腔内浓度场相似模型实验平台,对盐岩建腔期腔体内浓度场分布规律进行了系统分析,研究发现:建腔期腔体内卤水浓度在同一水平面上除边界层外是均匀分布的,边界层浓度高于同一水平面上其他位置;在竖直方向上,注水流量、套管位置、循环方式都会影响卤水浓度的分布;反循环造腔时,卤水浓度在竖直方向上呈现梯度分布,且随深度增加而增加,而且在竖直方向上的分布的浓度梯度受到造腔工艺的影响。在反循环建腔时,根据腔体卤水浓度在纵向上的分布特征,可以将其分为4个区域,饱和沉淀区,缓冲扩散区,对流扩散区和自由扩散区。获得了反循环建腔时卤水浓度分布函数,分析了造腔工艺相关参数对卤水浓度分布的影响规律,为盐穴储气库建腔提供指导意义。     

江汉盆地黄场盐穴地下储气库稳定性分析

江汉盆地黄场盐穴地下储气库已经进入溶腔阶段,针对腔体内天然气的压力高于周围地层压力时,可能出现天然气向周围地层中的渗漏隐患,在对黄场地区潜二段盐岩的地质特征、王58储气库蠕变试验、水密性实验以及王储6井气密性试验综合分析的基础上,对运行压力、腔体直径、安全矿柱等参数进行了优化,解决了储气库运行过程中压力差过大、安全矿柱过大或者过小等问题,同时兼顾了盐穴地下储气库安全性与经济性。     

金坛盐穴地下储气库地表沉降预测研究

金坛盐穴地下储气库作为西气东输的重要配套工程,其主要功能是为西气东输管道的季节调峰和安全稳定运行提供用气,确保长江三角洲地区的天然气用气安全。地表沉降的准确预测是其保证储气库建设和生产运行安全的一种重要手段。先应用盐岩水溶开采沉降新概率积分三维预测模型,基于开采沉降的分层传递原理,对盐穴20a变形收缩引起的地表沉降及盐穴报废垮塌可能引起的地表沉降进行预测。然后应用地表沉降动态预测模型计算出金坛盐穴地下储气库地表沉降的时间影响因素,获得地表任意点任意时刻的沉降预测值。对比分析表明预测值与实测值十分接近,证实传递预测模型较传统预测方法具有更高的预测精度。     

盐穴储气库腔体收缩风险影响因素的敏感性分析

 如何有效减少盐穴储气库在运营过程中的有效体积损失以延长储气库的使用寿命是运营和管理部门非常关心的问题。从宏观角度分析腔体的地层、设计和运行各参数对我国盐穴储气库腔体收缩风险的影响,归纳出7个可能影响因素并分别对其影响趋势进行预测,然后采用单因素敏感性分析方法,通过数值模拟计算结果的对比分析得到这7个可能影响因素对腔体体积收缩率的敏感度系数,并基于运行工况因素的敏感性系数值,提出盐穴储气库在运营过程中运行工况发生变化时腔体年体积收缩率的预测方法。结果表明除了盐岩本身的蠕变特性参数,从宏观角度分析,相邻腔体运行模式、单周期内低压运行时间比例和腔体高径比是盐穴储气库腔体收缩风险的敏感因素。因此,在腔体的建设和运营过程中,采用邻近腔体同采同注的运行模式,尽量减少低压运行时间,同时合理控制腔体的成腔形状,可以有效控制腔体的体积收缩变形。     

盐穴储气库群地表铁路路基变形及运输安全评价

 在铁路路基沉降变形评估的基础上合理缩小铁路保护带宽度是关系湖北云应盐穴储气库项目是否可行的关键问题。盐穴储气库地表沉降变形的主要诱因是运营期间地下腔体体积的蠕变收缩。从经典唯像学的角度出发,将盐穴储气库地表沉降剖面曲线拟合为Gauss函数,假设地表沉降盆地体积与盐腔蠕变收缩体积有着近似正比的关系,引入体积传递系数 和影响角 这2个关键参数,得到一定体积收缩条件下的单腔储库地表沉降公式,并将其应用在湖北云应拟建盐穴储气库地表沉降预测的评估研究中,利用沉降叠加的方式获得运营期间储气库群地表沉降发展趋势。根据储气库群地表沉降评估结果,按照不同的路基沉降变形标准给出缩小铁路保护带宽度的建议和结论,并提出控制盐穴储气库群地表沉降和减小路基沉降影响的若干措施。     

金坛盐穴储气库注气排卤管口附近沉渣颗粒运动规律研究

注气排卤是盐穴储气库建库成腔的重要步骤,准确描述注气排卤过程中管口附近沉渣颗粒运动规律是确定排卤管柱下深的基础和前提。根据注气排卤特点,建立注气排卤过程中排卤管口附近卤水流场数值模拟计算模型,对不同工况下卤水流场变化规律进行了模拟计算。然后,建立排卤管口附近不溶物沉渣颗粒运移的计算模型,并以获得卤水流场作为边界条件,对排卤管口附近沉渣颗粒运动规律进行模拟,优化出排卤管口与沉渣面间的距离。计算结果表明:注气排卤过程中仅排卤管口附近的卤水流场变化较为剧烈,排卤管口正下方区域的不溶物沉渣颗粒最易受到卤水流场改变的影响,最容易被吸入排卤管。注气排卤过程中不溶物沉渣颗粒逐渐向排卤管口附近区域聚集。金坛盐穴储气库注气排卤过程中排卤管口与沉渣面间距取2.0m较为适宜,并指导了现场实际施工,取得了较好的应用效果。     

灰色理论与熵值法在盐穴储气库评价的应用

以5个盐穴储气库为研究对象，选取盐岩顶面埋深、含盐地层厚度、含盐率、氯化钠含量、储气规模、夹层厚度以及距管网距离7个评价指标，利用灰色理论进行盐穴储气库建库可行性的评价与优选。采用熵值法和层次分析法计算权重平均值作为评价指标的综合权重，通过计算得到各盐穴储气库综合靶心距，进行盐穴储气库建库可行性的评价与库址优选。研究结论为：评价结果与盐穴储气库所在区域现状基本一致，表明利用灰色理论与熵值法进行盐穴储气库建库评价与优选，可信度较高，实用性较强，可为工程实践提供技术支撑。     

不同储气内压下盐岩地下储气库可靠性分析

目前我国已经开始大规模兴建盐岩能源地下储库群,客观存在的不确定性因素使得盐岩地下储气库不可避免地存在风险,因此开展盐岩地下油气储库风险分析研究具有重要的理论意义和工程应用价值.本文探索基于可靠度的随机力学方法在盐岩地下储气库工程中的应用,以金坛盐岩地下储气库为研究对象,基于可靠度随机力学分析方法对盐岩地下储气库的可靠性...