鹽穴儲(chǔ)氣庫(kù)薄互層巖體頂板封閉性機(jī)制研究中文摘要

本項(xiàng)目緊密圍繞我國(guó)鹽穴儲(chǔ)氣庫(kù)低品位薄互層鹽巖頂板封閉性機(jī)制這一關(guān)鍵科學(xué)問(wèn)題，依托江蘇淮安鹽穴儲(chǔ)氣庫(kù)工程，開展試驗(yàn)和理論研究。主要研究?jī)?nèi)容為：針對(duì)典型薄互層鹽巖頂板中高雜質(zhì)鹽巖層，開展儲(chǔ)庫(kù)運(yùn)行時(shí)各種應(yīng)力狀態(tài)下的氣固耦合的室內(nèi)模擬試驗(yàn)研究，探明鹽巖的滲透演化規(guī)律及發(fā)生滲漏的條件，建立相應(yīng)的滲透模型及擴(kuò)容準(zhǔn)則；針對(duì)薄互層鹽巖頂板中的鹽巖-泥巖交界面，開展力學(xué)及滲透耦合試驗(yàn)，輔以細(xì)觀觀察及切片技術(shù)，揭示交界面局部破損的演化特征，建立交界面破壞控制判據(jù)及滲漏局部通道形成的判定條件；最后，結(jié)合數(shù)值模擬及現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試對(duì)相關(guān)模型及判據(jù)進(jìn)行檢驗(yàn)和修正，形成儲(chǔ)氣庫(kù)低品位薄互層鹽巖頂板封閉性能評(píng)價(jià)的理論和方法。研究成果可為我國(guó)鹽穴儲(chǔ)氣庫(kù)的地層選段、頂板設(shè)計(jì)及封閉性評(píng)價(jià)等提供重要依據(jù)。

天然氣是重要的清潔能源，對(duì)于碳減排及霧霾治理具有重要的意義。我國(guó)的天然氣消費(fèi)逐年升高，對(duì)外依存度也高達(dá)45%。但我國(guó)天然氣生產(chǎn)區(qū)主要位于西部，而消費(fèi)區(qū)主要在中東部。為了保障天然氣消費(fèi)的安全，必須建立一定數(shù)量的儲(chǔ)氣庫(kù)。中東部地區(qū)缺乏含水層及枯竭氣藏構(gòu)造，只有選取鹽巖地層作為儲(chǔ)氣庫(kù)選址。我國(guó)鹽巖具有薄互層構(gòu)造，在腔體頂部具有很厚的鹽巖-泥巖互層，這種鹽層作為鹽巖儲(chǔ)氣庫(kù)的頂板的封閉性能，是值得深入研究和探索的重要課題，事關(guān)儲(chǔ)氣庫(kù)的長(zhǎng)期密閉性。圍繞薄互層鹽巖儲(chǔ)氣庫(kù)頂板封閉性機(jī)制這一關(guān)鍵科學(xué)問(wèn)題，本項(xiàng)目擬開展的研究?jī)?nèi)容包括：頂板薄互層鹽巖的細(xì)觀組構(gòu)特征及物性封閉機(jī)理，高雜質(zhì)鹽巖滲透演化機(jī)理及擴(kuò)容特征，頂板交界面的破壞控制判據(jù)及局部滲漏通道形成的判定條件，滲透模型、擴(kuò)容準(zhǔn)則及破損判據(jù)嵌入數(shù)值仿真軟件、并結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試對(duì)其驗(yàn)證、修正和應(yīng)用。通過(guò)項(xiàng)目研究得出的重要結(jié)果包括：通過(guò)系統(tǒng)的封閉指標(biāo)測(cè)試、細(xì)觀實(shí)驗(yàn)與孔滲測(cè)試等研究，揭示了鹽巖地層蓋層的物性與密閉性封閉機(jī)理；基于非穩(wěn)態(tài)、穩(wěn)態(tài)滲透-力學(xué)耦合實(shí)驗(yàn)，探明了不同試樣類型的滲透演化規(guī)律與擴(kuò)容規(guī)律研究；基于滲透試驗(yàn)與理論，研究了運(yùn)行30年的腔體及頂板密閉性；基于頂板鹽層破損及垮塌的事故分析，研究了頂板垮塌對(duì)密閉性的影響特征，并提出相應(yīng)的對(duì)策。關(guān)鍵數(shù)據(jù)包括：頂板泥巖蓋層的突破壓力范圍為2.94-66.43MPa，平均值為27.279MPa，參考油氣蓋層封閉指標(biāo)屬于“很好”的級(jí)別；泥巖蓋層的滲透率在10-18~10-20m2量級(jí)，屬于極低滲透的介質(zhì)；界面的滲透率在10-17~10-18m2，是最易滲透的部位，但仍然屬于低滲透介質(zhì)。夾層和界面是滲透的主要通道。探明了頂板薄互層鹽巖的封閉性機(jī)制問(wèn)題，研究了泥巖夾層滲透性對(duì)腔體頂板密閉性的問(wèn)題，研究了頂板局部垮塌對(duì)密閉性及氣體滲漏的影響，提出了相應(yīng)對(duì)策。 2100433B

本書在介紹國(guó)內(nèi)外鹽穴儲(chǔ)氣庫(kù)發(fā)展歷程及現(xiàn)狀、儲(chǔ)氣庫(kù)建設(shè)與運(yùn)營(yíng)特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，通過(guò)有針對(duì)性地梳理鹽穴儲(chǔ)氣庫(kù)項(xiàng)目投資體系及構(gòu)成，分析論證鹽穴儲(chǔ)氣庫(kù)工程投資估算編制的編制依據(jù)、要求、步驟及編制方法，對(duì)鹽穴儲(chǔ)氣庫(kù)工程投資控制措施制定的基礎(chǔ)進(jìn)行分析解剖，提出鹽穴儲(chǔ)氣庫(kù)工程投資控制措施。

本書可供從事地下鹽穴儲(chǔ)氣庫(kù)工作的科研人員、工程技術(shù)人員、管理人員、決策者、投資人及高等院校相關(guān)專業(yè)的師生參考。

第一章 鹽穴儲(chǔ)氣庫(kù)概論

第一節(jié) 國(guó)外鹽穴儲(chǔ)氣庫(kù)建設(shè)概況

第二節(jié) 中國(guó)鹽穴儲(chǔ)氣庫(kù)的發(fā)展歷程及現(xiàn)狀

參考文獻(xiàn)

第二章 鹽穴儲(chǔ)氣庫(kù)建設(shè)與運(yùn)行

第一節(jié) 鹽穴儲(chǔ)氣庫(kù)建造原理及建庫(kù)流程

第二節(jié) 鹽穴儲(chǔ)氣庫(kù)建設(shè)及運(yùn)行特點(diǎn)

第三節(jié) 我國(guó)鹽穴儲(chǔ)氣庫(kù)建設(shè)難點(diǎn)

參考文獻(xiàn)

第三章 鹽穴儲(chǔ)氣庫(kù)項(xiàng)目投資體系及構(gòu)成

第一節(jié) 鹽穴儲(chǔ)氣庫(kù)項(xiàng)目投資分類及投資特點(diǎn)

第二節(jié) 鹽穴儲(chǔ)氣庫(kù)項(xiàng)目投資管理內(nèi)容及計(jì)價(jià)體系

第三節(jié) 鹽穴儲(chǔ)氣庫(kù)項(xiàng)目建設(shè)投資基本構(gòu)成

參考文獻(xiàn)

第四章 鹽穴儲(chǔ)氣庫(kù)工程投資估算編制

第一節(jié) 投資估算的編制依據(jù)、要求及步驟

第二節(jié) 鹽穴儲(chǔ)氣庫(kù)建設(shè)投資估算的編制方法

第三節(jié) 鹽穴儲(chǔ)氣庫(kù)建設(shè)期貸款利息及流動(dòng)資金估算

參考文獻(xiàn)

第五章 鹽穴儲(chǔ)氣庫(kù)工程投資控制措施制定的基礎(chǔ)

第一節(jié)　鹽穴儲(chǔ)氣庫(kù)工程投資結(jié)構(gòu)及投資習(xí)性分析

第二節(jié)　鹽穴儲(chǔ)氣庫(kù)建設(shè)投資控制方法

第三節(jié) 鹽穴儲(chǔ)氣庫(kù)建設(shè)投資控制總體要求

第四節(jié)　鹽穴儲(chǔ)氣庫(kù)建設(shè)項(xiàng)目投資控制的影響因素及難點(diǎn)

第六章　鹽穴儲(chǔ)氣庫(kù)工程投資控制措施

第一節(jié) 投資決策階段投資控制

第二節(jié)　工程設(shè)計(jì)階段投資控制

第三節(jié)　招投標(biāo)階段投資控制

第四節(jié) 施工階段投資控制

第五節(jié) 竣工結(jié)算階段投資控制

參考文獻(xiàn)2100433B

按不同用途地下儲(chǔ)氣庫(kù)通常分為氣源儲(chǔ)氣庫(kù)、基地型儲(chǔ)氣庫(kù)、調(diào)峰型儲(chǔ)氣庫(kù)和儲(chǔ)存型儲(chǔ)氣庫(kù)等4種類型。按建設(shè)儲(chǔ)氣庫(kù)的不同地質(zhì)構(gòu)造通常分為枯竭油氣藏儲(chǔ)氣庫(kù)、含水層儲(chǔ)氣庫(kù)、鹽穴儲(chǔ)氣庫(kù)和廢棄礦穴儲(chǔ)氣庫(kù)等4類。

地下儲(chǔ)氣庫(kù)氣源儲(chǔ)氣庫(kù)

位于氣源或輸氣干線首站附近，用于調(diào)節(jié)氣源供氣能力的儲(chǔ)氣庫(kù)。由于遠(yuǎn)離天然氣消費(fèi)中心，技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)不合理，其實(shí)際應(yīng)用數(shù)量較少。

地下儲(chǔ)氣庫(kù)基地型儲(chǔ)氣庫(kù)

位于用氣市場(chǎng)附近，主要用來(lái)調(diào)節(jié)和緩解大型天然氣消費(fèi)中心天然氣需求量的季節(jié)性不均勻性的市場(chǎng)儲(chǔ)氣庫(kù)。一般為枯竭油氣藏儲(chǔ)氣庫(kù)和含水層儲(chǔ)氣庫(kù)，儲(chǔ)氣容量較大，工作氣量為50～100d的峰值日采氣量。

地下儲(chǔ)氣庫(kù)調(diào)峰型儲(chǔ)氣庫(kù)

提供晝夜、小時(shí)等高峰用氣調(diào)峰和輸氣系統(tǒng)事故期間短期應(yīng)急供氣的市場(chǎng)儲(chǔ)氣庫(kù)。一般為鹽穴或廢舊礦穴儲(chǔ)氣庫(kù)（也有枯竭油氣藏儲(chǔ)氣庫(kù)），采氣速度高，容量相對(duì)較小，工作氣量為10～30d的峰值日采氣量。

地下儲(chǔ)氣庫(kù)儲(chǔ)存型儲(chǔ)氣庫(kù)

用作戰(zhàn)略儲(chǔ)備和備用氣源的市場(chǎng)儲(chǔ)氣庫(kù)，多為主要依靠進(jìn)口天然氣的國(guó)家所需。

地下儲(chǔ)氣庫(kù)枯竭油氣藏儲(chǔ)氣庫(kù)

建于枯竭油氣田中的地下儲(chǔ)氣庫(kù)。多數(shù)建于枯竭氣藏，少數(shù)建于含伴生氣的枯竭油藏?？萁邭獠氐牟蓺獬潭冗_(dá)到70%最為合適；枯竭油藏的含水率達(dá)到90%時(shí)，儲(chǔ)層既有含水層特征，又有油藏特征，最適于作儲(chǔ)氣庫(kù)。這種儲(chǔ)氣庫(kù)內(nèi)殘留有少量油氣，其運(yùn)行較簡(jiǎn)單；原有部分氣（油）井、工藝設(shè)備等經(jīng)檢查、維修之后可供利用，只需新建部分設(shè)施，投資較小，應(yīng)用最普遍。

地下儲(chǔ)氣庫(kù)含水層儲(chǔ)氣庫(kù)

建于含水層的儲(chǔ)氣庫(kù)。儲(chǔ)氣原理是將氣體注入含水地層，將巖石孔隙空間中的水?dāng)D壓下移到構(gòu)造邊緣而儲(chǔ)氣。該儲(chǔ)氣庫(kù)一般構(gòu)造完整，鉆井完井可一次到位；但氣水界面較難控制，成本較高。在沒有枯竭油氣田的地區(qū)，可以考慮利用含水層建造儲(chǔ)氣庫(kù)。

地下儲(chǔ)氣庫(kù)鹽穴儲(chǔ)氣庫(kù)

建于鹽丘或鹽巖的地下儲(chǔ)氣庫(kù)。通常利用溶鹽工藝開采地下鹽礦形成的空穴來(lái)儲(chǔ)存高壓天然氣。鹽溶工藝涉及大量水的循環(huán)和排放，造成鹽穴儲(chǔ)氣庫(kù)的建設(shè)投資和運(yùn)行成本都較高。

地下儲(chǔ)氣庫(kù)廢棄礦穴儲(chǔ)氣庫(kù)

建于廢棄礦穴的儲(chǔ)氣庫(kù)。原有井筒難以嚴(yán)格密封，存在氣體向地面泄漏危險(xiǎn)；煤礦中尚存一定量的煤層氣，使庫(kù)中采出氣熱值有所降低。 2100433B