| 快递搜·KdSo >> 物流电商新闻 鹽礦採空區蝶變「能源糧倉」＿＿快遞搜
本報記者 金 鳳 鹽穴是鹽礦經過注水溶解、開採後形成的地下空間，如今正蝶變為一座座地下能源儲備寶庫。 在江蘇省淮安市的江蘇國能石油天然氣有限公司張興儲氣庫（以下簡稱「張興儲氣庫」）項目現場，科技日報記者看到，天然氣與滷水在地下空間的輾轉騰挪，變換為顯示大屏上一組組閃爍的數據。 前不久，張興儲氣庫輸氣聯絡線完成施工並通過注氣排滷試驗，標誌著張興儲氣庫一期工程完工。 自2023年10月試生產以來，張興儲氣庫已經在地下鹽穴形成6億立方米的庫容，累計注氣量達1.6億立方米。儲存這1.6億立方米天然氣的地下鹽穴相當於280個標準遊泳池的總容積，天然氣儲存量可供50萬戶家庭用氣160天。 創新連通井模式，縮短建造周期 在中國工程院院士羅平亞看來，鹽穴作為天然的地下存儲空間，能高效實現能源的長期存儲與調峰，為破解國家能源大規模儲備難題提供重要方案。 然而，我國鹽穴開發利用並非一蹴而就。 「我國鹽礦的鹽層薄、夾層多、雜質含量高，一些外國專家一度認為我國不可能建成地下儲氣庫。但經過我們十多年的科技攻關，目前已經形成了連通井鹽穴高效建庫和沉渣空隙儲氣擴容的『中國方案』，今年7月在淮安建成的世界首座連通井鹽穴儲氣庫，帶動了傳統鹽化工行業向鹽穴儲能新產業的轉型升級。」中國工程院院士楊春和說。 「鹽穴儲氣庫就像一個深埋地下的『高壓氣罐』。」楊春和向記者介紹，要建設鹽穴儲氣庫，首先要向地下數百米至兩千多米的鹽礦鑽井注入淡水溶解鹽巖，建造出體積數十萬立方米的鹽穴，然後再注入高壓氣體排出滷水。 2022年，江蘇省鹽業集團有限責任公司旗下的江蘇蘇鹽井神股份有限公司（以下簡稱「蘇鹽神井」）與中國石油集團儲氣庫有限公司成立合資公司——江蘇國能石油天然氣有限公司（以下簡稱「江蘇國能」），負責張興儲氣庫項目的建設與運營。 在此過程中，張興儲氣庫項目首創了連通井鹽穴儲氣庫造腔技術。 「所謂連通井，指的是向地下鹽礦中同時打兩個垂直方向鹽井，並在地下水平方向將兩井打通，隨後注入淡水、溶解鹽礦，在兩端形成一個充滿滷水的類似U形管的地下空間。」江蘇國能董事長劉正友介紹，連通井造腔結束後，再從地面插入一根長長的排滷管柱進入連通井的底部，這時向兩端鹽井注入天然氣，便可將滷水從溶腔底部經排滷管排出，而兩口井的溶腔則可用於儲存天然氣。 相較於傳統的單井造腔，連通井造腔過程中生產的滷水更多、含滷量更高。劉正友給記者算了一筆帳：「連通井造腔的滷水生產能力達250方/小時，遠超單井的100方/小時，且滷水氯化鈉含量超過300克/升，較單井的290克/升也更高。」 在進行連通井造腔的過程中，蘇鹽井神、中國科學院武漢巖土力學研究所、江蘇省製鹽工業研究所有限公司等單位組成的科研團隊，採用鑽井、地震、聲吶等方法，融合鑽井軌跡、採滷歷史、水溶造腔仿真技術，建構出地下「儲氣罐」的三維形態。 建庫過程中，如何溶蝕更多鹽巖中的雜質，成為團隊面臨的一大難題。「淮安鹽盆中含有特殊鹽巖成分鈣芒硝，團隊通過自主研發的難溶夾層溶漓技術，用制鹼鈣液促進鈣芒硝的溶解，提升難溶夾層的溶蝕成功率。」中國科學院武漢巖土力學研究所副所長施錫林介紹，團隊同時建立鹽礦注水溶鹽過程中的不溶物動態堆積模型，構建連通井全井段腔體形態仿真模型，開發連通井水溶造腔仿真軟體，打破了連通井造腔缺乏設計工具的局限。 經過系列技術的攻關，張興儲氣庫的連通井造腔周期縮短50%。劉正友介紹，採用傳統單井單腔技術溶解40萬立方米的固體鹽，通常需要4至5年，而連通井技術只需要約2年。 巧用沉渣空隙，擴容儲氣空間 儘管連通井造腔技術提高了鹽穴建造速率，但鹽穴中仍有大量不溶物堆積形成的沉渣，如何擴大儲氣規模、提升建庫經濟性，是團隊面臨的第二道難題。 「為此，團隊提出利用沉渣儲氣的技術構想，採用首創的低位排滷技術實現儲氣擴容。」施錫林介紹，他們首先通過建庫沉渣空隙檢測評價體系，給沉渣層做了一次精細的「CT掃描」，並通過巖心實驗和測井技術精準測算出這些碎屑中有多少空隙可以用來存氣；其次，運用多相運移模型，同時模擬氣、液、固三種物質在沉渣中的複雜互動，預演注氣排滷全過程。 此外，團隊還運用「高位注氣—底部排滷」工藝，從鹽穴頂部注氣、從沉渣底部排滷。「底部排滷有點類似『司馬光砸缸』。」中國科學院武漢巖土力學研究所研究員李銀平打了個比方，「鹽穴裡有沉渣，類似於大水缸裡堆了很多砂石，團隊借鑑『司馬光砸缸』的智慧，在鹽穴沉渣的底部建立一個通道，就能排出沉渣空隙中的滷水，從而讓更多天然氣進入沉渣的空隙。」 劉正友介紹，低位排滷技術充分利用了沉渣空隙，使儲氣庫的有效庫容增加約20%，同時墊底氣比例從40%降低到20%，顯著提升了儲氣庫的儲氣能力。 每年4月至10月是用氣低谷期，江蘇國能利用張興儲氣庫高效儲氣。而在11月至次年2月的用氣高峰期，江蘇國能則集中採氣，供居民使用。 如何確保安全、高效地從儲氣庫採集天然氣？劉正友介紹，團隊創新採用了「三段式」保壓運行方法：「首先是用高壓氣體，將鹽穴中的天然氣自然地擠壓出來。壓力不足時，再從鹽穴頂部注入氮氣形成氣墊，將天然氣推出來。最後通過向鹽穴底部注滷水，將剩餘天然氣頂出。」劉正友表示，整個過程通過「以注保採、氣液置換」的方式，將腔體壓力波動控制在極小範圍內，從而保障儲庫的力學穩定性。 「目前，儲氣庫的日注氣能力達600萬立方米，日採氣能力達800萬立方米。2025年計劃注氣量4億立方米，計劃採氣量1.5億立方米。」劉正友介紹。 访问：3
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