鹽穴型戰(zhàn)略儲油庫儲存運行特性分析及模擬.pdf

1、利用鹽巖溶腔進行原油的戰(zhàn)略儲備,因其顯著的經(jīng)濟性、安全性與實用性被許多國家所采用,我國正陸續(xù)展開儲油庫的研究與建設(shè)工作,但目前尚未有鹽穴戰(zhàn)略儲油庫建成,因此開展鹽穴型戰(zhàn)略儲油庫相關(guān)技術(shù)的研究,是我國戰(zhàn)略儲油領(lǐng)域內(nèi)一項重要的工作。
　　本文針對鹽穴型戰(zhàn)略儲油庫儲存運行的關(guān)鍵技術(shù)問題,包括儲油庫主要運行參數(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,展開研究。
　　首先分析了鹽穴儲油庫工作過程與運

2、行特性,鹽巖蠕變、流體熱壓效應(yīng)以及滲流等因素對儲油溶腔的影響,進而提出儲庫主要運行參數(shù)的選擇依據(jù),為我國開展鹽穴型戰(zhàn)略儲油庫的設(shè)計建造工作,提供技術(shù)依據(jù)。
　　基于鹽巖力學(xué)試驗,確定了溶腔收縮方程系數(shù),通過建立力學(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、位移場分布,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。
　　通過建立滲流模型,針對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分布。得出當(dāng)鹽巖滲透系數(shù)10m/sK>17時,鹽巖間滲流場會抑制溶腔收縮,而當(dāng)鹽巖滲透系數(shù)10m/sK≤17時,由于滲流場對應(yīng)力場的作用很小,研究鹽巖溶腔收縮率時,可忽略滲流場對應(yīng)力場影響。
　　針對溶腔內(nèi)原油、鹵水和鹽巖溶腔壁間的傳熱問題,考慮注入與采出時原油與鹵水的能量變化關(guān)系,建立模型進行編程計算,分析了鹽穴型戰(zhàn)略儲油

4、庫熱工性能的變化,并提出冷帶存在沿溶腔徑向的梯度,并據(jù)此進行了實例模擬,研究成果可為儲庫的建設(shè)提供理論支持。
　　進一步研究并建立了考慮儲油庫鹽巖蠕變、滲流以及熱交換等綜合作用的溫度-滲流-應(yīng)力(THM)三場動態(tài)運行耦合模型,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、不同石油儲存體積以及不同鹽巖滲透率等參數(shù)對鹽穴型戰(zhàn)略儲油庫收縮率的影響,得出鹵水管端封閉的工況下,提高石油注入溫度與石油儲存比例可以增加腔內(nèi)