鹽穴型戰(zhàn)略儲(chǔ)油庫(kù)儲(chǔ)存運(yùn)行特性分析及模擬.pdf

1、利用鹽巖溶腔進(jìn)行原油的戰(zhàn)略儲(chǔ)備,因其顯著的經(jīng)濟(jì)性、安全性與實(shí)用性被許多國(guó)家所采用,我國(guó)正陸續(xù)展開(kāi)儲(chǔ)油庫(kù)的研究與建設(shè)工作,但目前尚未有鹽穴戰(zhàn)略儲(chǔ)油庫(kù)建成,因此開(kāi)展鹽穴型戰(zhàn)略儲(chǔ)油庫(kù)相關(guān)技術(shù)的研究,是我國(guó)戰(zhàn)略儲(chǔ)油領(lǐng)域內(nèi)一項(xiàng)重要的工作。
　　本文針對(duì)鹽穴型戰(zhàn)略儲(chǔ)油庫(kù)儲(chǔ)存運(yùn)行的關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題,包括儲(chǔ)油庫(kù)主要運(yùn)行參數(shù)的選擇,溶腔的蠕變收縮、滲流特性以及腔內(nèi)流體與周圍鹽層的熱工換熱性能等方面,展開(kāi)研究。
　　首先分析了鹽穴儲(chǔ)油庫(kù)工作過(guò)程與運(yùn)

2、行特性,鹽巖蠕變、流體熱壓效應(yīng)以及滲流等因素對(duì)儲(chǔ)油溶腔的影響,進(jìn)而提出儲(chǔ)庫(kù)主要運(yùn)行參數(shù)的選擇依據(jù),為我國(guó)開(kāi)展鹽穴型戰(zhàn)略儲(chǔ)油庫(kù)的設(shè)計(jì)建造工作,提供技術(shù)依據(jù)。
　　基于鹽巖力學(xué)試驗(yàn),確定了溶腔收縮方程系數(shù),通過(guò)建立力學(xué)模型,采用三維有限差分軟件FLAC3D,分析了單溶腔與雙溶腔應(yīng)力場(chǎng)、位移場(chǎng)分布,得出結(jié)論:單溶腔的徑高比越大,其蠕變收縮造成的容積損失速率就越大,多溶腔共存時(shí)礦柱距離決定了相互間應(yīng)力分布的影響程度。并給出了徑高比與礦柱距

3、離的合理取值范圍。
　　通過(guò)建立滲流模型,針對(duì)溶腔鹵水管端不封閉狀態(tài),模擬并分析了溶腔周圍鹽巖層滲流場(chǎng)分布。得出當(dāng)鹽巖滲透系數(shù)10m/sK>17時(shí),鹽巖間滲流場(chǎng)會(huì)抑制溶腔收縮,而當(dāng)鹽巖滲透系數(shù)10m/sK≤17時(shí),由于滲流場(chǎng)對(duì)應(yīng)力場(chǎng)的作用很小,研究鹽巖溶腔收縮率時(shí),可忽略滲流場(chǎng)對(duì)應(yīng)力場(chǎng)影響。
　　針對(duì)溶腔內(nèi)原油、鹵水和鹽巖溶腔壁間的傳熱問(wèn)題,考慮注入與采出時(shí)原油與鹵水的能量變化關(guān)系,建立模型進(jìn)行編程計(jì)算,分析了鹽穴型戰(zhàn)略儲(chǔ)油

4、庫(kù)熱工性能的變化,并提出冷帶存在沿溶腔徑向的梯度,并據(jù)此進(jìn)行了實(shí)例模擬,研究成果可為儲(chǔ)庫(kù)的建設(shè)提供理論支持。
　　進(jìn)一步研究并建立了考慮儲(chǔ)油庫(kù)鹽巖蠕變、滲流以及熱交換等綜合作用的溫度-滲流-應(yīng)力(THM)三場(chǎng)動(dòng)態(tài)運(yùn)行耦合模型,分別比較了封閉鹵水管端與鹵水管端未封閉兩種工況下,不同注入石油溫度、不同石油儲(chǔ)存體積以及不同鹽巖滲透率等參數(shù)對(duì)鹽穴型戰(zhàn)略儲(chǔ)油庫(kù)收縮率的影響,得出鹵水管端封閉的工況下,提高石油注入溫度與石油儲(chǔ)存比例可以增加腔內(nèi)