盐穴能源储库氮气阻溶造腔气垫控制理论研究

盐穴具有良好的稳定性和密闭性，是储存天然气、石油、氢气等的理想场所。传统水溶造腔采用的油垫阻溶存在阻溶效果差、卤水油污重等问题，无法满足绿色矿山建设要求。气垫作为一种替代品备受关注，但因其起步较晚、控制难度大，加之我国复杂的盐层地质条件，阻碍着其推广应用。为此，首先分析了不同造腔阶段气垫控制特点，然后在对气-液界面处压力平衡分析的基础上提出了不同阶段气垫厚度预测及注气量计算方法，结合某井建槽期实例给出了建议气垫厚度及其波动范围，探明了气垫厚度和注气量随造腔推进的变化规律，最后探讨了气垫阻溶应用相关的关键问题。研究结果表明：建槽期及收顶期以气垫厚度控制为主，建腔期及腔体修复阶段则以气-液界面位置控制为主。建议建槽期平均气垫厚度不低于0.3 m，建槽期初期气垫厚度波动迅速，应设置较大的气垫厚度并及时补注氮气，随后气垫厚度波动趋于稳定，补气时间间隔可逐渐拉长。随造腔时间增加，单次补气量越来越大，累计补气量整体呈线性增长。造腔过程中井口气压及气-液界面处气垫压力先增加后线性减小，应实时监测井口气压变化。气垫阻溶与油垫阻溶成本相近但环境效益显著，可重复利用排出氮气及井口注气设施以节约成本。现场应...