基于层次分析法的盐穴储气库选址评价方法研究

随着我国盐岩地下储气库大规模兴建的开始,如何对各目标盐矿区进行储气库库址的评价和优选已成为国内储气库建设面临的首要问题。在对盐穴储气库选址的影响因素进行详细归类和分析的基础上,应用层次分析法建立盐穴储气库选址综合评价体系的目标层次结构模型,并结合专家调查法,确定了该模型中18项基本指标在整个选址评价体系中所占的权重。综合本领域专家的意见和相关的理论研究成果,提出了选址体系中各基本指标的适宜度等级划分标准,以及库址综合适宜度等级评价标准,综合各指标的权重计算结果,建立了目标库址综合建库适宜值P的计算公式,为我国盐穴储气库库址的评价和优选提供了可行方法和理论依据。将该方法应用于湖北云应盐矿的盐穴储气库库址评价中,评价结果与专家论证意见一致,表明了该方法的合理性。     

中国石化枯竭气藏型储气库注采技术及发展建议

经长输管线输送的天然气注入到地下空间而形成的人工气藏称为地下储气库。国内外现有储气库大多数是枯竭气藏型地下储气库。中国石化储气库建设起步较晚,基础较为薄弱,同时与国内外已建成储气库相比,中石化储气库建设面临的地质条件和注采工况也较为复杂。以中国在建最大储气库项目中原文23储气库为例,其复杂地质条件以及面临的"快瞬变非稳态增压"注采难题需要进行专门研究。分析了目前中石化枯竭型气藏储气库建库现状,提出了建库技术挑战,总结了现阶段取得的注采关键技术研究成果,通过分析中国石化枯竭气藏型储气库注采技术研究现状和最新进展,提出了国产化技术完善、智能化注采营运、一体化模拟实验室的建设等方面的发展建议和要求,为持续加强规模化储气库群建设的支持提供参考。     

枯竭气藏型储气库中地质力学问题浅谈

枯竭气藏改建地下储气库具有地层构造已知、建库周期短、投资费用小等优点,但其对密封性及地质条件要求高,潜在的地质力学问题较其它种类储气库要复杂得多。本文总结了枯竭气藏型储气库建设和运行中所面临的地质力学问题及其研究现状,并就H储气库存在的循环注采诱发应力场变化导致地表形变及断层活化的地质力学问题,提出采用区域地震事件研究、地质力学分析以及地质力学耦合建模相结合的思路与方案进行研究,所得结果有利于确定储气库安全运行压力范围,为储气库库容建设提供重要参考。     

含水层地下储气库参数优化问题分析

讨论了灰色物元法在含水层储气库参数优化问题中的应用。天然气地下储气库的建造是一项大型、复杂、具有多目标性的工程项目,包括固定资产投资、钻井、修井、注采气工艺完善、地面建设等,需要上亿元的投资,因此其方案的确定,事关重大,必须在建设前期进行充分的技术和工程论证。地下储气库设计方案的优选需要考虑使用功能、技术性、经济性、安全性、环境影响等诸方面的效果进行综合论证,来确定最优方案。由于确定地下储气库优化设计指标类型的多样性,不相容性,且其量纲也不尽相同,甚至有些指标只能是定性描述的非量化灰数,这就导致地下储气库建造设计方案的优选是属灰色系统问题。利用灰色物元分析法优选储气库参数,可以使储气库的参数设计达到最佳。     

含水层地下储气库参数优化问题分析

讨论了灰色物元法在含水层储气库参数优化问题中的应用。天然气地下储气库的建造是一项大型、复杂、具有多目标性的工程项目，包括固定资产投资、钻井、修井、注采气工艺完善、地面建设等，需要上亿元的投资，因此其方案的确定，事关重大，必须在建设前期进行充分的技术和工程论证。地下储气库设计方案的优选需要考虑使用功能、技术性、经济性、安全性、环境影响等诸方面的效果进行综合论证，来确定最优方案。由于确定地下储气库优化设计指标类型的多样性，不相容性，且其量纲也不尽相同，甚至有些指标只能是定性描述的非量化灰数，这就导致地下储气库建造设计方案的优选是属灰色系统问题。利用灰色物元分析法优选储气库参数，可以使储气库的参数设计达到最佳。     

压气储能浅埋地下储气库性能试验研究

利用地下岩穴进行压缩空气储能是大规模能源存储的可行方式之一。压缩空气地下储存库建设的核心任务是保证储气库的密封性和洞室结构安全性。为了验证浅埋地下储气库的可行性,在湖南平江抽水蓄能电站勘探平硐的花岗岩地层内建造了国内第1个硬岩浅埋衬砌地下储气室,并进行了10次完整的压缩空气充放气循环试验。试验结果表明：储气室内压缩空气温度场呈现出显著不均匀分布的特性,温控系统可以有效地控制储气室的温度变化过程。长时高压储气条件下,试验库的漏气率约为充气率的3.2%,试验库密封性能良好。在8.7 MPa的内压作用下围岩的最大变形量只有0.35 mm左右,高内压引起的变形影响区在10 m范围内,围岩变形安全性良好。试验成果有助于全面深入地认识高压地下储气库的工作性能,并为压气储能地下储气库的设计提供有益参考。     

盐岩储气库运营期失效概率分析研究

随着能源地下储备的日益迫切需求,越来越多的盐岩地下储库开始投入使用。盐岩地下储库因其良好的使用功能,愈发被世界各国所采用。因此,对盐岩储气库运营期的安全稳定性研究具有重要的理论意义和工程应用价值。运营期间,储库腔体将受到随时间变化的储气内压的作用,同时,客观存在的诸多不确定性因素不可避免地使盐岩地下储库具有一定的风险性,而由于这种不确定性很难采用确定性方法对其进行研究。以金坛盐岩地下储气库为例,基于有限元软件ANSYS,建立储气库运营期腔体内压-时间历程曲线,对储气库长期流变进行了瞬态力学分析,并基于随机力学分析方法,以体积收缩作为风险控制指标,利用ANSYS-PDS得出储气库在整个运营期失效概率的变化规律。计算表明,在周期性变化的储气内压作用下,腔体位移呈波浪线形不断增长,但增幅逐渐降低;同时,储气库失效概率呈现先慢速增长再快速增长最后逐渐趋于稳定的变化规律。探讨了注采气速率对储气库稳定性的影响,适当降低注采速率可抑制腔体收缩,有利于提高储气库的稳定性。对类似盐岩储库运营期风险分析与评估具有借鉴意义。     

CSCT法在金坛老盐腔储气井腔体及井筒气密封测试中的应用

为缩短建库时间、节约投资成本,充分利用地下已有空间,将已废弃的老盐腔改造成储气库。盐穴储气库密封性检测及评价技术是一项涉及到多学科的复杂技术。在借鉴国外盐穴储气库密封检测技术基础上提出CSCT方法。以江苏省常州市金坛盐矿区某井盐穴储气井为例,对CSCT方法的测试原理及施工流程进行了介绍。结果表明,该方法具有现场操作性强、试压费用低、评价结果准确合理等特点。     

光纤位移传感器在盐岩地下储气库群模型试验中的应用

为了研究盐岩地下储气库群运行过程中注采气压变化对洞周围岩变形的影响,设计开发了一种基于光纤布拉格光栅技术的棒式光纤位移传感器,并将其成功应用在盐岩地下储气库群模型试验的位移监测中。试验结果表明,注采气压速率是影响盐岩储气库运营安全的重要因素。采气过程中洞周出现径向收敛位移,该位移随采气速率和时间的增加而增加;注气过程中洞周出现扩张位移,该位移随注气速率和时间的增加而增加。空间上,气压变化对洞腔腰部位移影响最大。为了保证储气库运行安全,应控制注采气速率。针对所研究工程原型,建议储气库的最大采气速率应小于0.65 MPa/d,最大注气速率应小于0.75 MPa/d。     

淮阴赵集矿区盐穴储气库建设的地质条件及利弊分析

国内天然气需求量的快速攀升与季节性峰谷差的不断加大,迫使我国加快了天然气储气库的建设步伐,以增强冬季用气高峰时段的调峰能力。依据赵集矿区多年勘探开发的地质成果,主要阐述了赵集矿区岩盐资源的地质特征,全面评述了在赵集矿区建设地下盐穴储气库的地质条件,评估了储气库项目对现有盐化工企业与地方经济社会发展的影响,对存在的问题进行了分析,提出了针对性的建议。     

地下水封油库场区膨胀性蚀变岩的工程地质分析

地下水封油库作为国家的石油战略储备库,对库址区水文地质工程地质条件要求较高。然而,在实际的场区中,总是存在着各种不良地质体,直接影响着库址区的水文地质工程地质条件。本文以锦州地下水封油库为例,对地下水封油库场区膨胀性蚀变岩进行工程地质分析。场区的蚀变岩属中基性岩脉侵入的热液蚀变型,具有弱膨胀性。通过崩解试验,发现该蚀变岩具有一定的崩解性。通过岩矿薄片鉴定和X射线衍射分析,发现黏土矿物为蒙脱石。根据膨胀性蚀变岩的性质,地下油库在膨胀性蚀变岩段施工时应采取相应的治理措施。     

我国城市的大气污染与气体能源的地下储存

汽车尾气污染已成为城市空气污染的主要来源,改善汽车的燃气已成为当务之急。液化石油气与压缩天然气应是首选能源。延用百年的地表钢罐储存,无论从规模上、造价上、还是环境保护等方面已不再适宜。地下水封岩洞储存已应运而生。地下储气库对地质条件提出了非常严格的要求。本文重点论述地下水封洞库的保证性与围岩稳定性,同时还对我国修建地下气库的前景作了展望。     

在我国东部沿海修建地下水封石洞油库若干问题的探讨

随着我国大陆架油、气田不断被发掘、开采,石油储运问题已指日可待。我国海岸线的基岩岸约占全长的2/3以上,其中,块状结晶岩体又占基岩岸的一半以上,这就给水封油库的布置提供了良好的基础。在油库的选择和兴建中,应加强对建库岩体和主要结构面、地应力及其分布的充分研究,以期能对洞库稳定问题、地下水位及水量的合理确定问题有所裨盖、     

盐岩储库区地面沉降预测与控制研究现状与展望

利用盐岩地层建设地下油气储库群已成为各国发展能源储备的重要方向,然而关于储库区地面沉降的研究至今仍处于探索阶段。由于地面沉降所造成的重大事故屡见不鲜,因此有必要集中力量研究盐岩库区地面沉降问题,为我国盐岩储库群的建设提供可靠的理论依据。本文主要从以下3个方面总结了近几十年来国内外学者在盐岩储库区地面沉降预测方面所做出的努力与成绩:(1)现场监测——法国、德国、美国先后建立了现场监测网络,获得了大量的长期监测数据;(2)理论计算——我国学者于20世纪90年代末将随机介质理论引入到盐矿水溶开采地面沉降预测中,从而为储库区地面沉降预测提供了新的理论基础;(3)数值模拟——欧洲学者利用FLAC2D程序对盐岩储库区的地面稳定性进行了数值模拟,而我国学者则利用在新概率积分法的基础上建立起的预测模型成功进行了沉降预测模拟。此外,为了有效地控制库区地面变形,预留矿柱式水溶开采法在国外众多盐岩地下储库群建设中得以广泛应用。本文最后提出在后续研究中将重点着眼于地表变形随时间的发展过程,并对现有理论模型进行适当的修正以及利用现场实测数据进一步完善预测所需参数的选取方法,从而使预测结果更为准确可靠。     

中国天然气田CO2储存容量初步评估

地下储存可有效地减少人类生产活动排放到大气中的CO2量,从而缓解日趋严重的全球气候变暖问题。天然气地下储存工程为CO2的气田储存积累了大量的经验,而且天然气田具有良好的封闭条件和巨大的储存空间,往往已建有管道、钻井等基础设施,可以大大降低CO2储存成本。根据中国各含油气盆地天然气勘探资料和天然气资源评估结果,中国主要的含油气盆地气田可以储存约304.83×108 t CO2,相当于2002年全国CO2排放总量的9.2倍;其中已探明天然气资源所对应的CO2储存容量为41.03×108 t CO2,相当于2002年全国CO2排放总量的1.2倍。     

大型地下储油洞粘弹性稳定性分析

在大型地下岩洞中储油是世界各国石油战略储备的重要方式之一。随着我国石油进口量的不断增加,建造大型地下储油洞库无疑是一种综合经济效益良好的方案。针对大型地下水封储油岩洞库的工程特点,利用数值模拟方法对储库洞群中各洞室的开挖施工顺序进行了仿真模拟计算。通过对3种可能的施工方案所引起的地表变形、洞周关键位置的变形以及应力场和位移场的分布规律对比分析,比选出了洞群中各洞室较优的开挖先后顺序。对筛选出的较优方案进行了施工过程与粘弹性稳定性分析模拟,给出了考虑岩体流变特性时油库的变形规律特点,并对大型地下油库的强度及长期稳定性进行了分析评价,所得结论对地下储油库的开挖施工有一定的参考价值。     

利用废弃地下空间建设战略原油储备库的构想

当前各国原油储库主要分为地面储库、地下盐穴储库和地下水封洞窟3种类型.根据我国实际情况分析,这3种类型储库均难以在我国推广.通过分析中国东北地区现有废弃矿山情况,结合地下原油储库的工程技术条件,提出了利用废弃矿山改造地下空间,用以建设战略原油储库的构想.建议尽快开展东北地区废弃矿山地下空间综合调查工作,启动相关地下油气储库封闭实验等测试研究工作.     

岩性圈闭地质风险评价原则与方法探讨

依据对油气勘探理论和圈闭概念的理解和认识,认为在建立岩性圈闭地质模型时,对岩性圈闭的地质风险评价应分3个层次进行,即圈闭的成藏环境、圈闭自身的成藏条件和圈闭可靠性的评价,从而得到圈闭的含油气性系数或圈闭的地质风险系数.在分析圈闭自身的成藏条件时,应对传统的"生、储、盖、运、圈、保"进行分类和归纳,利用圈闭获得油气的能力、圈闭的储集能力、圈闭的后期保存条件"三要素"对岩性圈闭的含油气性进行评价.运用该评价系统对西部新区塔里木、准噶尔盆地中的储备圈闭进行了评价,其评价结果均较合理.     

深盆气藏地质特征与研究意义——以鄂尔多斯盆地为例

深盆气藏位于构造下倾部位或盆地中央，上部含水，是具有特殊成藏地质条件的非常规气藏，深盆气藏具以下特征；气在水在上的气水倒置，气藏流体压力低于静水压力，烃源岩与气藏紧密伴生，源岩生气量大供气充足，油气热演化程度高，储层具低孔隙度低渗透率，单井产量低但地质储量大等，本以我国鄂尔多斯盆地为例进一步阐明深盆气藏的特征，国外对深盆气藏研究极为重视，天然气的产量也占有很大比重，在我国研究程度较低，深盆气的深入研究对我国天然气的勘探开发有重要意义。