CN115434675A - 沉渣空隙型储气库无垫底气注采装置及运行方法 - Google Patents

Abstract

本申请实施例公开了沉渣空隙型储气库无垫底气注采装置及运行方法，涉及盐矿水溶开采和盐穴储气库沉渣储气技术领域，包括：盐腔，所述盐腔位于地下；沉渣，所述沉渣位于盐腔内，所述沉渣的空隙用于储存天然气；排水组件，所述排水组件用于从盐腔下端排出沉渣中的卤水；注采气管，所述注采气管的下端与所述盐腔上端连通，所述注采气管的上端伸出地面与气源组件连接；注排水管，所述注排水管的一端与所述排水组件连接，所述注排水管的另一端伸出地面与水源组件连接；连通组件，所述连通组件用于在地面上对注采气管和注排水管进行连通。通过连通组件在地面上对注采气管和注排水管进行连通，形成闭合回路，实现了盐穴沉渣颗粒空隙的无垫底气注采运行。

Description

沉渣空隙型储气库无垫底气注采装置及运行方法

技术领域

本申请涉及盐矿水溶开采和盐穴储气库沉渣储气技术领域，尤其涉及一种沉渣空隙型储气库无垫底气注采装置及运行方法。

背景技术

盐岩因其具备良好的蠕变性、损伤恢复性能而被作为国际上公认的地下能源储库，我国明确提出通过盐穴储库建设国家能源储备中心，目前已在江苏金坛、淮安、山东泰安、湖北潜江、应城等多地建立盐穴造腔工程。此外，我国盐矿资源丰富，具备建设盐穴储库的有利条件。

目前盐矿开采方式主要是水平对接井水溶开采方式，通过水溶开采后的盐腔进行注气排卤，从而实现盐穴的储气功能，这对于提高国家总体能源储备能力，完善国家能源储备体系具有重要意义和作用。

于此同时，我国盐岩湖相型的沉积特点，导致盐矿中夹层数量多，夹层中的不溶性杂质多，因此在水溶造腔后，盐穴底部会产生大量的不溶物，这些不溶物会严重影响储库的存储功能，甚至在高杂质盐矿地区，水溶造腔后的盐穴会因为不溶物过多而成为废腔。除了沉渣颗粒对于储气效率的影响外，传统的盐穴储库在运行的过程中要保证一定的下限压力，因此，盐腔内部会留有一部分垫底气，这部分气体无法被开采，使得垫底气被浪费。

综上，水溶后的盐穴沉渣颗粒会导致盐腔的存储容积减少，影响盐腔正常的注采气运行；沉渣颗粒占据盐腔的体积也会导致盐腔的存储价值减少；同时，沉渣颗粒之间的空隙被卤水充填，无法进行开采，沉渣空隙和空隙的卤水没有进行利用，盐腔注采气过程中运行下限压力导致盐腔内的垫底气始终无法排出

发明内容

本申请的目的在于提供沉渣空隙型储气库无垫底气注采装置及运行方法，以解决现有技术中存在的技术问题：即如何解决盐腔内部会留有一部分垫底气无法被开采的技术问题。

为解决上述技术问题，本申请采用如下技术方案：

本申请实施例的第一方面提供了沉渣空隙型储气库无垫底气注采装置，包括：盐腔，所述盐腔位于地下；沉渣，所述沉渣位于盐腔内，所述沉渣的空隙用于储存天然气；排水组件，所述排水组件用于从盐腔下端排出沉渣中的卤水；注采气管，所述注采气管的下端与所述盐腔上端连通，所述注采气管的上端伸出地面与气源组件连接；注排水管，所述注排水管的一端与所述排水组件连接，所述注排水管的另一端伸出地面与水源组件连接；连通组件，所述连通组件用于在地面上对注采气管和注排水管进行连通。

在一些实施例中，所述排水组件包括水平通道，所述水平通道设置于所述盐腔底部，所述水平通道与所述注排水管下端连接。

在一些实施例中，所述连通组件包括连通管和隔离阀，所述连通管用于在地面上对注采气管和注排水管进行连通，所述隔离阀设置于所述连通管内。

在一些实施例中，所述气源组件包括注气管和总阀门，所述注气管与所述注采气管上端连接，所述总阀门设置于注气管。

在一些实施例中，所述水源组件包括注水管和注排水管阀门，所述注水管与所述注排水管上端连接，所述注排水管阀门设置于所述注水管。

在一些实施例中，所述注采气管上设有注排气管阀门。

在一些实施例中，所述盐腔设有两个。

在一些实施例中，2个所述盐腔下端通过水平通道水平连接。

在一些实施例中，2个所述盐腔上端均设有注采气管，2个所述注采气管上端通过横向管连通，所述横向管上端与所述气源组件连接。

本申请实施例的第二方面提供了沉渣空隙型储气库无垫底气注采装置的采运方法，包括以下步骤：

注气时：打开总阀门、注排水管阀门和注排气管阀门，关闭隔离阀，天然气经过注采气管注入盐腔，将沉渣内的卤水驱替，卤水通过水平通道进入注排水管排出，当卤水排出完毕后，关闭总阀门和注排水管阀门，打开隔离阀，完成注气储存；

排气时，打开总阀门、注排水管阀门和注排气管阀门，关闭隔离阀，从排水管中注入卤水，卤水通过水平通道进入盐腔底部，实现盐腔内部天然气的驱替，盐腔内部的天然气不断地从沉渣的空隙中向上排出，向上运移，到达注采气管，然后经过总阀门排出。

由上述技术方案可知，本申请至少具有如下优点和积极效果：

本申请中的沉渣空隙型储气库无垫底气注采装置沉渣空隙型储气库无垫底气注采装置及运行方法，通过连通组件在地面上对注采气管和注排水管进行连通，形成闭合回路，实现了盐穴沉渣颗粒无垫底气注采运行，本采运方法能够提高盐腔的利用率和沉渣颗粒空隙使用率，盐腔利用率高达80％-90％,大幅度地提高了盐腔储气含量，减少了盐腔因沉渣过多而废弃的风险，具备较高的经济价值。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为根据实施例的一种沉渣空隙型储气库无垫底气注采装置的运行方法的工艺流程图；

图2为根据实施例的一种沉渣空隙型储气库无垫底气注采装置中水平对接井单盐腔注气阶段的结构示意图；

图3为根据实施例的一种沉渣空隙型储气库无垫底气注采装置中水平对接井单盐腔储气阶段的结构示意图；

图4为根据实施例的一种沉渣空隙型储气库无垫底气注采装置中水平对接井单盐腔采气阶段的结构示意图；

图5为根据实施例的一种沉渣空隙型储气库无垫底气注采装置中水平对接井双盐腔注气阶段的结构示意图；

图6为根据实施例的一种沉渣空隙型储气库无垫底气注采装置中水平对接井双盐腔储气阶段的结构示意图；

图7为根据实施例的一种沉渣空隙型储气库无垫底气注采装置中水平对接井双盐腔采气阶段的结构示意图。

附图标记说明如下：1、注排气管阀门；2、注采气管；3、连通管；4、盐腔；5、沉渣；6、水平通道；7、注排水管；8、注排水管阀门；9、隔离阀；10、总阀门；11、气液界面。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”、“第三”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“连通”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

实施例1：

请参阅图2～4。

图2～4是本申请一实施例中的一种沉渣空隙型储气库无垫底气注采装置的结构示意图，如图所示，包括：盐腔4，所述盐腔4位于地下；沉渣5，所述沉渣5位于盐腔4内，所述沉渣5的空隙用于储存天然气；排水组件，所述排水组件用于从盐腔4下端排出沉渣5中的卤水；注采气管2，所述注采气管2的下端与所述盐腔4上端连通，所述注采气管2的上端伸出地面与气源组件连接；注排水管7，所述注排水管7的一端与所述排水组件连接，所述注排水管7的另一端伸出地面与水源组件连接；连通组件，所述连通组件用于在地面上对注采气管2和注排水管7进行连通。通过连通组件在地面上对注采气管2和注排水管7进行连通，形成闭合回路，实现了盐穴沉渣5颗粒空隙的无垫底气注采运行。

在本实施例中，所述盐腔4设有一个。

在本实施例中，所述排水组件包括水平通道6，所述水平通道6设置于所述盐腔4底部，所述水平通道6与所述注排水管7下端相通。

在本实施例中，所述连通组件包括连通管3和隔离阀9，所述连通管用于在地面上对注采气管2和注排水管7进行连通，所述隔离阀9设置于所述连通管内。

在本实施例中，所述气源组件包括注气管和总阀门10，所述注气管与所述注采气管2上端连接，所述总阀门10设置于注气管。

在本实施例中，所述水源组件包括注水管和注排水管阀门8，所述注水管与所述注排水管7上端连接，所述注排水管阀门8设置于所述注水管。

在本实施例中，所述注采气管2上设有注排气管阀门1。

在本实施例中，天然气与卤水之间存在气液界面11，是指的是注气排卤阶段；天然气与卤水的分界面；这个分界面的位置一般是位于盐腔4的底部。

请参阅图1，图1为本实施例中一种沉渣空隙型储气库无垫底气注采装置的运行方法的工艺流程图，在本实施例中提供了沉渣空隙型储气库无垫底气注采装置水平对接井单盐腔的采运方法，包括以下步骤：

请参阅图2；

注气时：打开总阀门10、注排水管阀门8和注排气管阀门1，关闭隔离阀9，天然气经过注采气管2注入盐腔4，将沉渣5内的卤水驱替，卤水通过水平通道6进入排水管7排出；随着天然气的不断注入；气液界面11不断下降；最终将沉渣5空隙中的卤水全部排出干净。

请参阅图3；

当卤水排出完毕后，关闭总阀门和注排水管阀门8，打开隔离阀9，完成注气储存；此时盐腔4底部的沉渣5空隙与注采气管2和注排水管7形成一个闭环的存储系统；从而实现天然气在盐腔4沉渣5空隙和管内的闭环存储。

请参阅图4；

排气时，打开总阀门10、注排水管阀门8和注排气管阀门1，关闭隔离阀9，从排水管中注入卤水，卤水通过水平通道进入盐腔4底部，实现盐腔4内部天然气的驱替，盐腔4内部的天然气不断地从沉渣5的空隙中向上排出，向上运移，到达注采气管2，然后经过总阀门10排出，当盐腔4的空间被卤水充填时，天然气的全部采出。此时；气液界面11随着卤水的不断注入；界面不断上升；由于注排水管7和注采气管2直接与地面连通；整个过程不存在垫底气；天然气可以全部采出。

实施例2：

本实施例除以下区别特征外同实施例1，本实施例提供了沉渣空隙型储气库无垫底气注采装置水平对接井双盐腔的采运方法请参阅图5～7；

在本实施例中，所述盐腔4设有两个。2个所述盐腔4下端通过水平通道6连通。沉渣5颗粒的空隙中的卤水需要通过水平通道6进入注排水管7排出。

在一些实施例中，2个所述盐腔4上端均设有注采气管2，2个所述注采气管2上端通过横向管连通，所述横向管上端与所述注气管连接。

在本实施例中提供了一种双盐腔4沉渣5空隙型盐穴储气库的采运装置的采运方法，包括以下步骤：

请参阅图5；

注气时：打开总阀门10、注排水管阀门8和两个盐腔4上的注排气管阀门1，关闭隔离阀9，天然气经过注气管进入2个注采气管2分别注入2个盐腔4，将沉渣5内的卤水驱替，卤水通过水平通道6进入排水管7排出；随着天然气的不断注入；气液界面11不断下降；最终将沉渣5空隙中的卤水全部排出干净。

请参阅图6；

当卤水排出完毕后，关闭总阀门10和注排水管阀门8，打开隔离阀9，完成注气储存；此时盐腔4底部的沉渣5空隙与注采气管2和注排水管7形成一个闭环的存储系统；从而实现天然气在盐腔4沉渣和5空隙和管内的闭环存储。

请参阅图7；

排气时，打开总阀门10、注排水管阀门8和两个盐腔4上的注排气管阀门1，关闭隔离阀9，从排水管中注入卤水，卤水通过水平通道进入两个盐腔4底部，实现盐腔4内部天然气的驱替，盐腔4内部的天然气不断地从沉渣5的空隙中向上排出，向上运移，到达注采气管2，然后经过总阀门10排出，当盐腔4的空间被卤水充填时，天然气的全部采出。此时；气液界面11随着卤水的不断注入；界面不断上升；由于注排水管7和注采气管2直接与地面连通；整个过程不存在垫底气；天然气可以全部采出。

由上述技术方案可知，本申请至少具有如下优点和积极效果：

本申请中的沉渣空隙型储气库无垫底气注采装置沉渣空隙型储气库无垫底气注采装置及运行方法，通过连通组件在地面上对注采气管和注排水管进行连通，形成闭合回路，实现了盐穴沉渣颗粒无垫底气注采运行，提出的运行模式能够提高盐腔的利用率和沉渣颗粒空隙使用率，盐腔利用率高达80％-90％,大幅度地提高了盐腔储气含量，减少了盐腔因沉渣过多而废弃的风险，具备较高的经济价值。

在上述实施方式的描述中，具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.沉渣空隙型储气库无垫底气注采装置，其特征在于，包括：

盐腔，所述盐腔位于地下；

沉渣，所述沉渣位于盐腔内，所述沉渣的空隙用于储存天然气；

排水组件，所述排水组件用于从盐腔下端排出沉渣中的卤水；

注采气管，所述注采气管的下端与所述盐腔上端连通，所述注采气管的上端伸出地面与气源组件连接；

注排水管，所述注排水管的一端与所述排水组件连接，所述注排水管的另一端伸出地面与水源组件连接；

连通组件，所述连通组件用于在地面上对注采气管和注排水管进行连通。

2.根据权利要求1所述的一种沉渣空隙型储气库无垫底气注采装置，其特征在于，所述排水组件包括水平通道，所述水平通道设置于所述盐腔底部，所述水平通道与所述注排水管下端连接。

3.根据权利要求1所述的一种沉渣空隙型储气库无垫底气注采装置，其特征在于，所述连通组件包括连通管和隔离阀，所述连通管用于在地面上对注采气管和注排水管进行连通，所述隔离阀设置于所述连通管内。

4.根据权利要求1所述的一种沉渣空隙型储气库无垫底气注采装置，其特征在于，所述气源组件包括注气管和总阀门，所述注气管与所述注采气管上端连接，所述总阀门设置于注气管。

5.根据权利要求1所述的一种沉渣空隙型储气库无垫底气注采装置，其特征在于，所述水源组件包括注水管和注排水管阀门，所述注水管与所述注排水管上端连接，所述注排水管阀门设置于所述注水管。

6.根据权利要求1所述的一种沉渣空隙型储气库无垫底气注采装置，其特征在于，所述注采气管上设有注排气管阀门。

7.根据权利要求2所述的一种沉渣空隙型储气库无垫底气注采装置，其特征在于，所述盐腔设有两个。

8.根据权利要求7所述的一种沉渣空隙型储气库无垫底气注采装置，其特征在于，2个所述盐腔下端通过水平通道连接。

9.根据权利要求7所述的一种沉渣空隙型储气库无垫底气注采装置，其特征在于，2个所述盐腔上端均设有注采气管，2个所述注采气管上端通过横向管连通，所述横向管上端与所述气源组件连接。

10.一种沉渣空隙型储气库无垫底气注采装置的采运方法，其特征在于，包括以下步骤：

注气时：打开总阀门、注排水管阀门和注排气管阀门，关闭隔离阀，天然气经过注采气管注入盐腔，将沉渣内的卤水驱替，卤水通过水平通道进入注排水管排出，当卤水排出完毕后，关闭总阀门和注排水管阀门，打开隔离阀，完成注气储存；

排气时，打开总阀门、注排水管阀门和注排气管阀门，关闭隔离阀，从排水管中注入卤水，卤水通过水平通道进入盐腔底部，实现盐腔内部天然气的驱替，盐腔内部的天然气不断地从沉渣的空隙中向上排出，向上运移，到达注采气管，然后经过总阀门排出。

Images