CN108516280A - 一种盐腔内注入油垫防止存储气体润湿及管柱腐蚀的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种盐腔内注入油垫防止存储气体润湿及管柱腐蚀的方法，包括以下步骤：S1、在盐腔形成后，通过声呐测量盐腔尺寸信息；S2、从中间套管和中心管之间的环空向盐腔内注入高压气体，通过高压气体将盐腔中的卤水排到预设的深度位置；S3、步骤S2完成后，从中心管向盐腔内注入油，形成一层油垫层。本发明利用油垫层来阻止卤水润湿存储的高压气体，由于油具有粘度高，形成的界面张力大的性质，能有效防止卤水润湿存储的高压气体，减少卤水排放费及高压气体润湿后净化、干燥等费用；并且油垫层还能防止气‑液界面以上的管柱与卤水接触，避免管柱腐蚀、结垢问题，能延长盐腔储气库的使用寿命。
Description
技术领域
本发明涉及盐穴储气技术领域，特别涉及一种盐穴储气防止存储的高压气体被卤水润湿及管柱腐蚀的方法。
背景技术
盐穴地下储库在碳氢化合物储存、高放废物处置、压气蓄能等方面具有广泛的应用前景，我国第一口天然气盐穴储气库在江苏金坛于2007年稳定运营至今。目前，盐穴储库的建造主要靠水溶法，即注入清水采出卤水，形成一个水溶腔体，溶腔结束后，再注入高压气体(天然气、压缩空气)排除剩余卤水。但由于腔底形状的不规则，无法将卤水全部排除干净。加上我国盐层地质赋存条件的复杂性，层状盐岩夹层多、杂质多、不溶物沉渣也多，导致最后在腔底残留的卤水也多，残留卤水体积可达数百甚至数万立方米。
高压气体(天然气、压缩空气)储存在盐穴中，残留的卤水会润湿所存储达到气体，造成气体中含有较高的水分，而这又可能造成以下危害：(1)降低天然气的热值，影响天然气用户的用气要求；(2)形成天然气水合物，堵塞并损害管道；(3)天然气中含有的CO2、H2S等酸性气体溶于水，会加剧对金属管线的腐蚀；(4)水蒸气在管道输送中遇冷凝析成水，形成水塞，增大输气阻力；(5)造成储存的压缩空气处于润湿状态，增加后期干燥成本、减弱燃烧热值释放；(6)卤水对上部管道腐蚀，易于造成管道结晶结垢。所以，一般对盐穴储气库采出的天然气/高压空气都要在地表进行干燥，去除大部分水份后再进入输气管道或输入透平机(压气蓄能电站)。例如，通常要求干燥后天然气中含水量不超过70mg m-3，极大增加投资成本。
目前，针对该问题的解决办法主要为排卤法，即尽可能地将腔底残留的卤水排干净，包过连续油管和加深排卤管柱排卤、有机液驱替排卤以及频繁注采。然而，采用排卤法始终无法将残留卤水排尽，有机液驱替排卤投资成本过高，仅适用某些工况。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的是提供一种盐腔内注入油垫防止存储气体润湿及管柱腐蚀的方法，以解决盐穴中卤水润湿高压气体，导致气体采出后水分增加的问题。
本发明盐腔内注入油垫防止存储气体润湿及管柱腐蚀的方法，包括以下步骤：
S1、在盐腔形成后，通过声呐测量盐腔尺寸信息；
S2、从中间套管和中心管之间的环空向盐腔内注入高压气体，通过高压气体将盐腔中的卤水从中心管压出，根据排出的卤水量及预先声呐测腔信息，将卤水界面排到预设的深度位置；并根据声呐测量的盐腔尺寸信息，计算卤水-高压气体界面的面积S；
S3、步骤S2完成后，从中心管向盐腔内注入油，利用油的密度小于卤水而大于高压气体的特性，油上浮到卤水和高压气体之间形成一层油垫层，通过油垫层分隔高压气体与卤水；注入盐腔油量的体积V＝卤水-高压空气界面的面积S×油垫层的厚度h。
进一步，所述油垫层的厚度h为2-4mm。
进一步，所述油为废弃油。
本发明的有益效果：
本发明盐腔内注入油垫防止存储气体润湿及管柱腐蚀的方法，通过向盐腔内注入油，利用在高压气体和卤水之间形成的油垫层来阻止卤水润湿天燃气。由于油具有粘度高，形成的界面张力大的性质，能有效防止卤水润湿高压气体(天然气、压缩空气)，减少卤水排放费及存储的气体润湿后净化、干燥等费用；并且油垫层还能防止气-液界面以上的管柱与卤水接触，避免管柱腐蚀、结垢的问题，能延长盐腔储气库的使用寿命。而且该技术不仅适用于天然气盐穴储库，同时也可适用于压气蓄能、氢气等盐穴储库。
附图说明
图1为盐穴储气库注气排卤过程示意图，图中箭头分别表示高压气体和卤水的流向；
图2为盐穴储气库注气排卤后注油示意图，图中箭头表示油的流向。
附图标记说明：1-水泥环,2-生产套管,3-保护液，4-中间套管,5-中心管,6-盐腔，7-卤水，8-油垫层。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述。
本实施例盐腔内注入油垫防止存储气体润湿及管柱腐蚀的方法，包括以下步骤：
S1、在盐腔6形成后，通过声呐测量盐腔尺寸信息。盐腔尺寸信息包括盐腔半径、盐腔高度、水平断面面积和盐腔容积等信息。
S2、从中间套管4和中心管5之间的环空向盐腔内注入高压气体，本实施例中的高压气体为天燃气，当然在不同实施例总高压气体还可为压缩空气等其它气态，通过高压气体将盐腔中的卤水从中心管压出，根据排出的卤水量及预先声呐测腔信息，将卤水界面排到预设的深度位置；并根据声呐测量的盐腔尺寸信息，计算卤水-高压气体界面的面积S。本实施例中中间套管和中心管都是在盐腔造腔过程中埋设于地层中的，盐腔造腔属于现有技术，如可采用水溶造腔。
S3、步骤S2完成后，从中心管向盐腔内注入油，利用油的密度小于卤水而大于高压气体的特性，油上浮到卤水和高压气体之间形成一层油垫层，通过油垫层分隔天然气与卤水；注入盐腔油量的体积V＝卤水-高压气体界面的面积S×油垫层的厚度h。在具体计算中，由于盐腔半径很大，在具体实施中，油垫层可近似为一个圆柱体。
在油垫层形成后，取出中心管5，盐腔储气库便进入正常注采气工作。
本实施例中，所述油垫层的厚度h优选为2-4mm。
本实施例中，所述油为废弃油，其具体可以为废柴油、废机油、废液压油、废齿轮油、废压力油、废重油、废油漆、变质油品等，采用废弃油可变废为宝，节约成本。
本实施例盐腔内注入油垫防止高压气体润湿的方法，通过向盐腔内注入油，利用在高压气体(天然气、压缩空气)和卤水之间形成的油垫层来阻止卤水润湿高压气体(天然气、压缩空气)。由于油具有粘度高，形成的界面张力大的性质，能有效防止卤水润湿高压气体(天然气、压缩空气)，减少卤水排放费及高压气体(天然气、压缩空气)润湿后净化、干燥等费用；并且油垫层还能防止气-液界面以上的管柱与卤水接触，避免管柱腐蚀、结垢问题，能延长盐腔储气库的使用寿命。而且该技术不仅适用于天然气盐穴储库，同时也可适用于压气蓄能、氢气等盐穴储库。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (4)
1.一种盐腔内注入油垫防止存储气体润湿及管柱腐蚀的方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1、在盐腔形成后，通过声呐测量盐腔尺寸信息；
S2、从中间套管和中心管之间的环空向盐腔内注入高压气体，通过高压气体将盐腔中的卤水从中心管压出，根据排出的卤水量及预先声呐测腔信息，将卤水界面排到预设的深度位置；并根据声呐测量的盐腔尺寸信息，计算卤水-高压气体界面的面积S；
S3、步骤S2完成后，从中心管向盐腔内注入油，利用油的密度小于卤水而大于天热气的特性，油上浮到卤水和天然气之间形成一层油垫层，通过油垫层分隔高压气体与卤水；注入盐腔油量的体积V＝卤水-高压气体界面的面积S×油垫垫层的厚度h。
2.根据权利要求1所述的盐腔内注入油垫防止存储气体润湿及管柱腐蚀的方法，其特征在于：所述高压气体为天然气或压缩空气。
3.根据权利要求1所述的盐腔内注入油垫防止存储气体润湿的方法，其特征在于：所述油垫层的厚度h为2-4mm。
4.根据权利要求1所述的盐腔内注入油垫防止存储气体润湿及管柱腐蚀的方法，其特征在于：所述油为废弃油。
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