盐层储气库溶腔形状控制模拟技术研究

论文题目: 盐层储气库溶腔形状控制模拟技术研究

论文类型: 博士论文

论文专业: 矿产普查与勘探

作者: 万玉金

导师: 于兴河

关键词: 天然气,储气库,盐层,模拟实验,溶蚀速度

文献来源: 中国地质大学（北京）

发表年度: 2005

论文摘要: 在盐层中建设储气库主要采用水溶采卤技术。该技术通过连续向溶腔中注入淡水,降低溶腔中卤水浓度,溶蚀岩盐,使得溶腔不断扩大,达到预定的容积。为保证储气库长期安全、稳定地运行,必须在建腔过程中控制其形状,使之具有一定的力学稳定性。岩盐层中建设储气库在国内还刚刚起步,对于形状控制模拟研究进行的很少,还没有开发出相应的实验设备,形成相应的实验技术和方法。为获得更可靠的参数,控制溶腔形态,了解形状控制机理,深化盐溶及淡水与卤水作用机理,开发研制了三套实验装置,并建立了相应的模拟实验技术与方法:1、岩盐溶蚀模拟技术;2、对流扩散模拟技术;3、单井形态控制建腔模拟技术。通过模拟实验研究,可以获得必要的基础资料,深化对溶蚀机理的认识,定量确定水溶建腔参数,了解溶腔形状控制机理,探索控制转换条件,建立储气库形状控制技术方法。在储气库建设过程中,溶腔形状控制参数主要包括油垫方式与位置、注采管柱位置、循环方式及注入排量等,良好的溶腔形状控制需要优化各项参数及其调整时间。实验模拟表明,通过优化各项参数,可以达到预期的溶蚀结果;控制溶腔形状的关键是控制油垫位置与管柱位置变换的时机,某一阶段时间长,则该阶段对应注入口至油垫位置部分溶蚀量大,因此在需要溶蚀量大的部位应达到足够的溶蚀时间;合理变换时机应依据物理模拟成果,建立数学模型,根据数值模拟结果确定。通过模拟实验技术的建立与模拟实验研究,深刻了解了岩溶机理,提出了固定形状建设储气库的控制技术方法,可以用以指导在岩盐层中储气库建设。

论文目录:

主要符号表

引言

第一章储气库发展简况

1.1 储气库建设概况

1.2 数模与物模技术

1.3 研究内容的确立和研究目标

第二章岩盐溶蚀机理

2.1 盐溶机理与盐溶速度

2.2 溶蚀速度影响因素分析

2.2.1 表面光滑程度的影响

2.2.2 倾角的影响

2.2.3 流速对溶蚀速度的影响

2.2.4 温度的影响

2.2.5 岩盐组成对溶蚀速度的影响

2.2.6 不溶物对溶蚀速度的影响

2.2.7 多盐层溶蚀

2.3 小结

第三章岩盐溶蚀速度测定

3.1 实验原理与实验装置

3.2 实验程序

3.3 典型实验结果分析

3.3.1 茅11 井25-11 号样品溶蚀实验

3.3.2 茅11 井11-22 号样品溶蚀实验

3.3.3 茅10 井10-14 号样品溶蚀实验

3.4 岩盐溶蚀速度

第四章对流扩散模拟

4.1 实验原理与实验装置

4.2 实验程序

4.3 模拟实验

4.3.1 实验1 实验成果及分析

4.3.2 实验2 实验成果及分析

4.3.3 实验3 实验成果及分析

4.3.4 实验4 实验成果及分析

4.3.5 实验5 实验成果及分析

4.4 实验小结与机理分析

第五章固定形状模拟技术

5.1 实验原理与实验装置

5.2 不同油垫方式实验模拟

5.2.1 油垫由上向下正循环溶蚀模拟

5.2.2 油垫由下向上溶蚀模拟

5.3 实验

5.3.1 实验1 实验过程及分析

5.3.2 实验2 实验过程及分析

5.3.3 实验3 实验过程及分析

5.3.4 实验4 实验过程及分析

5.3.5 实验5 多层模拟实验及分析

5.4 实验结果小结

5.5 控制机理与控制策略

5.5.1 生产过程中的系统控制参数

5.5.2 水溶采盐溶腔控制的要求

第六章成果应用分析

6.1 数值模型的检验

6.2 储气库设计与应用

第七章结论

参考文献

致谢

个人简历、研究成果及发表的学术论文

10.1 个人简历

10.1.1 工作简历

10.1.2 学习简历

10.2 在学期间的研究成果

10.3 发表的学术论文

发布时间: 2005-07-19

参考文献

[1].盐岩储气库水溶建腔流体输运理论及溶腔形态变化规律研究[D]. 赵志成.中国科学院研究生院（渗流流体力学研究所）2003
[2].基于弹性应变能盐岩屈服准则及其工程应用研究[D]. 郭建强.重庆大学2014

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