[发明专利]一种基于相变储能材料的采盐对井老腔改建储气库方法

说明书

本发明公开了一种基于相变储能材料的采盐对井老腔改建储气库方法，所述方法具体如下：A建立相变储能气库，所述相变储能气库建立在采盐对接连通井的斜井一端，且建立在地下或地面上；所述相变储能气库处设置有换热管；将相变储能气库和采盐对接连通井的斜井一端通过调压管道连通；所述调压管道上设置有压力表和阀组，所述相变储能气库上设置有注气管阀和排气管阀；B、卤水外排，C、CO₂调压，D、注气，本发明的基于相变储能材料的采盐对井老腔改建储气库方法，便于操作，能够实现天然气‑气液混合层‑CO₂方式实现天然气压缩储气，采气时，对于对井底部及间隙间的天然气，通过CO₂换热膨胀将天然气送至竖井处，深度采出天然气。

技术领域

本发明具体涉及一种基于相变储能材料的采盐对井老腔改建储气库方法，属于石油天然气中盐穴储存天然气技术领域。

背景技术

随着我国天然气消费量的增加和进口气量的持续增长，天然气储存和调峰矛盾日益突出，作为重要的调峰和储备手段，天然气地下储气库的建设势在必行。天然气地下储存空间主要包括枯竭油气田、含水层和盐穴/溶洞三类；目前，我国已有11座地下储气库群共计25座储气库，其中大部分为枯竭油气田储气库，盐穴储气库仅一座，即江苏金坛盐穴储气库。中国中东部人口密集地区，特别是长三角与中南地区，缺乏枯竭油气藏和合适的含水构造，但盐矿井分布众多，因此盐穴型储气库是中东部地区建库的唯一选择；盐穴储气库虽然具有响应快、垫气量小和规模可选等诸多优点，但是，仍存在以下问题：(1)垫气量比例仍然偏高，导致静态资金投入较大，以金坛为例，大约35％的垫气量，(2)注入-采出整个阶段的压力变化幅度大，对整个系统的性能和盐穴的稳定性影响大；为此，中国专利申请号：202110029824.1，公开了一种利用盐穴底部垫气相变提高储气效率的方法；设置盐穴储气库及井筒，向弹性垫气袋内注入相变材料，将预定数目装有相变材料的弹性垫气袋置入盐穴储气库内；但其只适用于盐穴比较大的场合，而我国由于盐矿普遍含矿率较低（低于60%），且采用对接井采盐，即在矿区内在一定距离钻一口直井、一口水平井，井下连通，从两口井交替注入淡水采盐，这样的采盐方式，可以提高盐的回采率，一般是直井采盐量大于水平井，但由于盐层中的不溶物（盐层夹石）遇水后体积膨胀，形成采盐残渣，往往使得井下腔体体积远远小于采出盐体积；这样的盐腔，上述技术方案是无法实现弹性垫气袋内注入相变材料结构的，因此，其仍需要采用垫气方式。

发明内容

为解决上述问题，本发明提出了一种基于相变储能材料的采盐对井老腔改建储气库方法，能够实现天然气-气液混合层-CO₂方式实现天然气储气和压缩置换深度采出天然气。

本发明的基于相变储能材料的采盐对井老腔改建储气库方法，所述方法具体如下：

A建立相变储能气库，所述相变储能气库建立在采盐对接连通井的斜井一端，且建立在地下或地面上；所述相变储能气库处设置有换热管；将相变储能气库和采盐对接连通井的斜井一端通过调压管道连通；所述调压管道上设置有压力表和阀组，所述相变储能气库上设置有注气管阀和排气管阀；相变储能气库用于存储CO₂，CO₂在温度31.5℃增加到51.5℃，压力从5MPa增加到13MPa区间内，密度增加5～8倍，因此，通过外部建立相变储能气库，相变储能气库可采用微型库，其即作为天然气储气时压力库，当天然气采气到一定值时，通过调控温度即可实现CO₂对采盐对接连通井的压力，从而能够将采盐对接连通井底部气体向出口侧压出；

B、卤水外排，打开阀组和注气管阀，向相变储能气库内持续注入CO₂，CO₂进入到采盐对接连通井，以最大限度的排出腔体及沉砂孔隙之中卤水，当采盐对接连通井的竖井端气水混合层达到预设高度后，关闭注气管阀和卤水外排阀进行保压；卤水外排一定量后，气水界面层就上升到竖井的某一高度，此时，停止卤水外排，此时，将气水界面层作为天然气和CO₂的隔离层，气水界面层随着注气和排气更改位置，