盐穴,盐矿始末注水熔化、开采后造成的地下空间,目前正蝶变为一座座地下能源贮藏宝库。
正在江苏淮安的江苏邦能石油自然气有限公司张兴储气库(以下简称张兴储气库)项目现场,科技日报记者看到,自然气与卤水正在地下空间的辗转腾挪,变换为显示大屏上忽闪的一组组数据。
前不久,张兴储气库输气联络线结束施工并通过注气排卤试验,记号着张兴储气库一期工程竣工。
自2023年10月试临盆今后,张兴储气库曾经正在地下盐穴造成6亿立方米的库容,累计注心胸达1.6亿立方米。储蓄这1.6亿立方米自然气的地下盐穴相当于280个尺度逛水池的总容积,能够供50万户家庭用气160天。
正在中邦工程院院士罗平亚看来,盐穴举动自然的地下存储空间,能高效杀青能源的恒久存储与调峰,为破解邦度能源大界限贮藏困难供给紧张计划。
“我邦盐矿的盐层薄、夹层众、杂质含量高,少少外邦专家一度以为我邦不或者筑成地下储气库。但始末咱们十众年的科技攻闭,目前曾经造成了连通井盐穴高效筑库和重渣清闲储气扩容的‘中邦计划’,正在淮安筑成了全邦首座连通井盐穴储气库,带头了古代盐化工行业向盐穴储能新家产的转型升级。”8月20日,江苏省盐业集团有限义务公司(以下简称苏盐集团)召开的“苏盐井神院士劳动站盐矿深地储能效果宣布暨学术研讨会”中,中邦工程院院士杨春和骄傲地说。
“盐穴储气库就像一个深埋地下的‘高压气罐’。”杨春和向记者先容,要创设盐穴储气库,最先要向地下数百米至两千众米的盐矿钻井,然后注入淡水熔化盐岩,筑制出体积数十万立方米的盐穴。再注入高压气体排出卤水后,便造成地下储气库。
2022年,苏盐集团旗下的江苏苏盐井神股份有限公司(以下简称苏盐井神)与中邦石油集团储气库有限公司树立合伙公司——江苏邦能石油自然气有限公司(以下简称江苏邦能),负担张兴储气库项宗旨创设与运营。
“所谓连通井,指的是向地下盐矿中同时打两个笔直偏向盐井,并正在地下程度偏向将两井打通,随后注入淡水、熔化盐矿,正在两头造成一个充满卤水的仿佛U形管的地下空间。”江苏邦能董事长刘正友先容,连通井制腔已矣后,再从地面插入一根长长的排卤管柱进入连通井的底部,这时向两头盐井注入自然气,便可将卤水从溶腔底部经排卤管排出,而两口井的溶腔则能够储蓄自然气。
相较于古代的单井制腔,连通井制腔历程中临盆的卤水更众、含卤量更高。刘正友给记者算了一笔账:“连通井制腔的卤水临盆本事达250方/小时,远超单井的100方/小时,且卤水氯化钠含量超出300克/升,较单井的290克/升也更高。”
正在举行连通井制腔的历程中,苏盐井神、中邦科学院武汉岩土力学商酌所、江苏省制盐工业商酌扫数限公司等单元构成的科研团队,采用钻井、电法、地动、声呐等本事,统一钻井轨迹、采卤史书、水溶制腔仿真本领,筑构出地下“储气罐”的三维样子。
筑库历程中,奈何溶蚀更众的盐岩中的杂质,成为团队面对的一大困难。中邦科学院武汉岩土力学商酌所副所长施锡林告诉记者,“淮安盐盆中含有独特盐岩因素钙芒硝,团队通过自助研发的难溶夹层溶漓本领,用制碱钙液鞭策钙芒硝的熔化,提拔难溶夹层的溶蚀凯旋率。”施锡林先容,团队同时创立盐矿注水溶盐历程中的不溶物动态堆集模子,修筑连通井全井段腔体样子仿真模子,开采连通井水溶制腔仿真软件,突破了连通井制腔缺乏策画器械的部分。
始末系列本领的攻闭,张兴储气库的连通井制腔周期缩短50%。刘正友先容,采用古代单井单腔本领熔化40万立方米的固体盐,一般必要4至5年,而连通井本领只必要约2年。
尽量连通井制腔本领降低了盐穴筑制速度,但盐穴中仍有洪量不溶物堆集造成的重渣,奈何扩张储气界限、提拔筑库经济性,是团队面对的第二道困难。
“团队率先提出运用重渣储气的本领构想,采用创办的低位排卤本领杀青储气扩容,治理这个困难。”施锡林先容,团队最先通过筑库重渣清闲检测评判系统,给重渣层做了一次精致的“CT扫描”,并通过岩心试验和测井本领精准测算出这些碎屑中有众少清闲能够用来存气;其次,操纵众相运移模子,同时模仿气、液、固三种物质正在重渣中的繁杂互动,预演注气排卤全历程。
而最中枢的则是“高位注气—底部排卤”工艺,团队从盐穴顶部注气、从重渣底部排卤,用高压挤压重渣清闲中的卤水排到地面。
“底部排卤有点仿佛‘司马光砸缸’。”中邦科学院武汉岩土力学商酌所商酌员李银平打了个比如,“盐穴里有重渣,仿佛于洪流缸里堆了良众砂石,团队鉴戒‘司马光砸缸’的聪敏,正在盐穴重渣的底部创立一个通道,就能排出重渣清闲中的卤水,从而让更众自然气进入重渣的清闲。”
刘正友先容,采用低位排卤本领,重渣清闲的运用使有用库容增众约20%,同时垫底气比例从40%低重到20%,明显提拔了储气库的储气本事。
正在目前的张兴储气库,每年4月至10月的用气低谷期,是其注气的储气期,而11月至2月的用气顶峰期,江苏邦能则聚集采气,供住民行使。
奈何确保安详、高效地从储气库搜聚自然气?刘正友先容,团队更始采用了“三段式”保压运转本事:“最先是用高压气体,将盐穴中的自然气自然地挤压出来;压力亏空时,再从盐穴顶部注入氮气造成气垫,将自然气推出来;末了通过向盐穴底部注卤水,将糟粕自然气顶出。”刘正友外现,一切历程通过“以注保采、气液置换”的形式,将腔体压力震荡限制正在极小周围内,从而保险储库的力学安祥性。
“目前,储气库的日注气本事达600万立方米,日采气本事达800万立方米。2025年预备注心胸4亿立方米,预备采心胸1.5亿立方米。”站正在江苏邦能的指导大厅中,刘正友满怀信仰地与记者分享储气库的行使前景。
正在张兴储气库的地下,越来越众的自然气正聚集到这座全邦首座连通井盐穴储气库中。