用CO<sub>2</sub>作盐穴地下储气库垫层气储存天然气的方法

文档序号:4310019阅读:155来源:国知局
专利名称:用CO<sub>2</sub>作盐穴地下储气库垫层气储存天然气的方法
技术领域
本发明涉及一种天然气的储存方法。
背景技术
盐穴储气库一般是利用废弃的采盐盐穴,即以水溶解盐岩,待水中含盐饱 和后,用从管中采出盐水制盐,再注入淡水采盐,若干次循环后,地下盐体被 溶蚀成大洞穴,当被废弃停止采盐时,改为地下储气库,在天然气用气低谷时, 将其存入储气库内,在用气高峰时采出,以调节城市用天然气用气不均衡的问 题。对于找不到枯竭油气田或合适的地下含水层的国家和地区,采用盐穴作为 天然气地下储气库是十分合适的。
利用地下盐穴储存天然气来解决城市用天然气的昼夜调峰问题,具有费用
低,对环境影响小,采收率高等特点。第一个被用于储气的盐穴是I960年在 美国开始运行的。目前在美国、加拿大、欧洲已相继建立许多盐穴地下储气库, 成为天然气集输系统的重要组成部分,我国目前正在江苏金坛建造第一个盐穴 储气库群。
盐穴储气库在实际运行过程中,通常最大采出量只占盐穴内天然气总储 存量的50% 60%,盐穴内必须留有40% 50%的天然气储量,以维持天然 气采出时溶腔所需压力和保持溶腔形态稳定,避免天然气与溶腔残留盐水的混 合,这部分保留在盐穴内的天然气被称作垫层气。由于储气库在运行过程中垫 层气始终不被采出,因此也称储气库垫层气为"死气",它是储气库建设最大的 一笔投资,达总投资的1/3 2/3。

发明内容
本发明的目的一方面是为了解决现有盐穴储气库采用大量天然气作垫层 气,导致投资运行费用高的问题,另一方面是为了避免注采天然气与垫层气或 溶腔残留盐水混合,导致采出天然气杂质增多及热值降低的问题;而提供了一 种用co2作盐穴地下储气库垫层气,储存天然气的方法,本发明方法既节省 用天然气作垫层气所导致的沉积资金,又可减少温室效应。本发明中用co2作盐穴地下储气库垫层气储存天然气的方法是按下述步 骤完成的:a、采用声纳扫描仪探测盐穴地下储气库的溶腔形态;b、向溶腔内 注入C02至溶腔内的温度为31.5。C,压力5MPa为止;c、制造一个与经步骤 a探测溶腔形态相匹配的气囊,然后将气囊固定在耦合器上,再在耦合器上固 定缆绳,通过注采管将气囊下入溶腔内,然后将耦合器固定在封隔器之上;d、 向气囊中注入城市调峰用天然气,即完成用co2作盐穴地下储气库垫层气储 存天然气;其中步骤d中天然气最大注入量的判断标准是气囊内温度不超过 51.5°C、压力不超过13MPa,天然气最大采出量的判断标准是气囊内温度不能 低于31.5"C,压力不能低于5MPa。
本发明采用co2替代天然气作盐穴储气库的垫层气储存天然气的主要优 点,一是将原用作垫层气的天然气置换出来,提高了天然气的利用率,从而降 低了运行成本,节省费用约占盐穴储气库总投资成本的1/3~1/4。 二是与天然
气、烟道气或氮气相比,C02作垫层气成本较低且具有良好的热物理性质,在
温度31.5。C增加到51.5°C、压力从5MPa增加到13MPa区间内,(302密度增 加5 8倍,而天然气密度仅增加2 3倍,因此与采用天然气作垫层气相比,采
用C02作垫层气,注气时C02极高的可压縮性,能使盐穴地下储气库内注入
更多的天然气;反之采出时C02密度的剧烈下降,能给采出的天然气带来更 大气驱作用。三是以co2作盐穴储气库的垫层气,将引起温室效应的主要气 体C02,注入地下永久封存,这可以解决我国火力发电形成的环保问题。四是 盐穴储气库内天然气的注采是在气囊内进行,注采天然气不能和溶腔残留盐水 接触,从而避免了天然气杂质增多,热值降低。本发明还具有工艺简单、可操 作性强的优点。


图1是盐穴地下储气库中气囊在最大储气量时的状况截面图,图1中1 表示注采管,2表示密封圈,3表示天然气,4表示盐穴地下储气库溶腔壁,5 表示C02, 6表示气囊,7表示封隔器,8表示耦合器。
具体实施例方式
本发明技术方案不局限于以下所列举具体实施方式
,还包括各具体实施方 式间的任意组合。
具体实施方式
一本实施方式中用C02作盐穴地下储气库垫层气储存天 然气的方法是按下述步骤完成的a、采用声纳扫描仪探测盐穴地下储气库的
溶腔形态;b、向溶腔内注入C02至溶腔内的温度为31.5。C,压力5MPa为止; c、制造一个与经步骤a探测溶腔形态相匹配的气囊,然后将气囊固定在耦合 器上,再在耦合器上固定缆绳,通过注采管将气囊下入溶腔内,然后将耦合器 固定在封隔器之上;d、向气囊中注入城市调峰用天然气,即完成用C02作盐 穴地下储气库垫层气储存天然气;其中步骤d中天然气最大注入量的判断标准 是气囊内温度不超过51.5°C、压力不超过13MPa,天然气最大采出量的判断 标准是气囊内温度不能低于31.5"C,压力不能低于5MPa。
本实施方式中天然气的注采在气囊内进行。盐穴地下储气库中气囊在最大 储气量时的状况如图1所示。本实施方式中采用co2替代天然气作盐穴储气 库的垫层气储存天然气,将原用作垫层气的天然气置换出来,提高了天然气的 利用率,从而降低了运行成本,节省费用约占盐穴储气库总投资成本的1/3 1/4; 与天然气、烟道气或氮气相比,C02作垫层气成本较低且在温度31.5'C至 51.5°C、压力5MPa至13MPa区间内,(302密度能增加5~8倍,而天然气密度 仅增加2~3倍,因此注气时C02极高的可压縮性,能使盐穴地下储气库内注 入更多的天然气;反之采出时C02密度的剧烈下降,能给采出的天然气带来 更大气驱作用;以C02作盐穴储气库的垫层气,将引起温室效应的主要气体 C02,注入地下永久封存,能很好的解决我国火力发电形成的环保问题;同时 由于盐穴储气库内天然气的储存及注采是在气囊内进行,注采天然气不能和溶 腔残留盐水接触,从而避免了天然气杂质增多,热值降低。本实施方式还具有 工艺简单、可操作性强的优点。
具体实施方式
二本实施方式与具体实施方式
一的不同点是步骤a中盐 穴地下储气库采用的是废弃采盐盐穴,盐穴地下储气库腔体容积为 5000 10000立方米,顶部距地面的距离为50 1500m。其它步骤及参数与具体 实施方式一相同。
具体实施方式
三本实施方式与具体实施方式
二的不同点是步骤a中盐
穴地下储气库的顶部距地面的距离为100 1000m。其它步骤及参数与具体实施 方式二相同。
具体实施方式
四本实施方式与具体实施方式
二的不同点是步骤a中盐 穴地下储气库的顶部距地面的距离为200 900m。其它步骤及参数与具体实施 方式二相同。
具体实施方式
五本实施方式与具体实施方式
二的不同点是步骤a中盐
穴地下储气库的顶部距地面的距离为400~600m。其它步骤及参数与具体实施 方式二相同。
具体实施方式
六本实施方式与具体实施方式
二的不同点是步骤a中盐
穴地下储气库的顶部距地面的距离为500m。其它步骤及参数与具体实施方式
一相同。
具体实施方式
七本实施方式与具体实施方式
一的不同点是步骤C中气 囊是由线形聚乙烯和高压低密度聚乙烯的共混物制成,线形聚乙烯占线形聚乙
烯和高压低密度聚乙烯的共混物总重量的5%,气囊的厚度为600 1000jLim、 柔韧度为800-1000毫牛顿、渗透率小于10-2°平方米、孔隙度小于3%。其它步 骤及参数与具体实施方式
一相同。
在不断注气和采气工作循环中,本实施方式气囊具有抗疲劳破坏性能。本 实施方式的气囊是不可渗透的,可完全阻止注采工作气和垫层气的互相混合扩 散。
具体实施方式
八本实施方式与具体实施方式
七不同的是气囊的厚度为
700 90(^m。其它步骤及参数与具体实施方式
七相同。
具体实施方式
九本实施方式与具体实施方式
七不同的是气囊的厚度为
800nm。其它步骤及参数与具体实施方式
七相同。
具体实施方式
十本实施方式与具体实施方式
七不同的是气囊的柔韧度
为850 950毫牛顿。其它步骤及参数与具体实施方式
七相同。
具体实施方式
十一本实施方式与具体实施方式
七不同的是气囊的柔韧
度为900毫牛顿。其它步骤及参数与具体实施方式
七相同。
具体实施方式
十二本实施方式与具体实施方式
七不同的是气囊的孔隙 度为2%。其它步骤及参数与具体实施方式
七相同。
具体实施方式
十三本实施方式与具体实施方式
七不同的是高压低密度
聚乙烯的密度为0.916 0.930克/立方厘米,熔体强度为0.3~2g/10min。其它步
骤及参数与具体实施方式
七相同。 .
本实施方式的气囊兼有柔性和弹性特征,可避免在与粗糙的盐穴壁接触过 程中造成损坏。在高温和大压差变化时,本实施方式的气囊具有结构完整性和 抗张力性能。
本实施方式熔体强度(以百分之一牛顿(cN)为计量单位)是指:当溶融挤出 物通过如ASTMD1239-8介绍的标准塑性计的模具时,以某个规定的速度牵引 熔点以上的熔融挤出物时的应力或力(用配备应变仪的收巻鼓施加的力),熔 体强度值是在温度1卯。C时确定的。
具体实施方式
十四本实施方式与具体实施方式
十三不同的是高压低密
度聚乙烯的密度为0.920~0.925克/立方厘米。其它步骤及参数与具体实施方式
十三相同。
具体实施方式
十五本实施方式与具体实施方式
十三不同的是高压低密
度聚乙烯的密度为0.923克/立方厘米。其它步骤及参数与具体实施方式
十三相同。
具体实施方式
十六本实施方式与具体实施方式
十三不同的是熔体强度
为0.5 1.5g/10min。其它步骤及参数与具体实施方式
十三相同。
具体实施方式
十七本实施方式与具体实施方式
十三不同的是熔体强度
为0.5~1.5g/10min。其它步骤及参数与具体实施方式
十三相同。
权利要求
1、用CO2作盐穴地下储气库垫层气储存天然气的方法,其特征在于用CO2作盐穴地下储气库垫层气储存天然气的方法是按下述步骤完成的a、采用声纳扫描仪探测盐穴地下储气库的溶腔形态;b、向溶腔内注入CO2至溶腔内的温度为31.5℃,压力5MPa为止;c、制造一个与经步骤a探测溶腔形态相匹配的气囊,然后将气囊固定在耦合器上,再在耦合器上固定缆绳,通过注采管将气囊下入溶腔内,然后将耦合器固定在封隔器之上;d、向气囊中注入城市调峰用天然气,即完成用CO2作盐穴地下储气库垫层气储存天然气;其中步骤d中天然气最大注入量的判断标准是气囊内温度不超过51.5℃、压力不超过13MPa,天然气最大采出量的判断标准是气囊内温度不能低于31.5℃,压力不能低于5MPa。
2、 根据权利要求1所述用C02作盐穴地下储气库垫层气储存天然气的方 法,其特征在于步骤a中盐穴地下储气库采用的是废弃采盐盐穴,盐穴地下储 气库腔体体积在5000 10000立方米之间,顶部距地面的距离为50 1500 m。
3、 根据权利要求2所述用C02作盐穴地下储气库垫层气储存天然气的方 法,其特征在于步骤a中盐穴地下储气库的顶部距地面的距离为100~1000m。
4、 根据权利要求2所述用C02作盐穴地下储气库垫层气储存天然气的方 法,其特征在于步骤a中盐穴地下储气库的顶部距地面的距离为200 卯0m。
5、 根据权利要求2所述用C02作盐穴地下储气库垫层气储存天然气的方 法,其特征在于步骤a中盐穴地下储气库的顶部距地面的距离为400~600m。
6、 根据权利要求2所述用C02作盐穴地下储气库垫层气储存天然气的方 法,其特征在于步骤a中盐穴地下储气库的顶部距地面的距离为500m。
7、 根据权利要求2所述用C02作盐穴地下储气库垫层气储存天然气的方 法,其特征在于步骤c中气囊是由线形聚乙烯和高压低密度聚乙烯的共混物制 成,线形聚乙烯占线形聚乙烯和高压低密度聚乙烯的共混物总重量的5%,气 囊的厚度为600 1000jam,柔韧度为800-1000毫牛顿,渗透率小于10-2。平方米, 孔隙度小于3%。
8、 根据权利要求7所述用C02作盐穴地下储气库垫层气储存天然气的方 法,其特征在于气囊的厚度为700~900|_im。
9、根据权利要求7所述用C02作盐穴地下储气库垫层气储存天然气的方法,其特征在于高压低密度聚乙烯的密度为0.916 0.930克/立方厘米,熔体强 度为0.3~2g/10min。
全文摘要
用CO<sub>2</sub>作盐穴地下储气库垫层气储存天然气的方法,它涉及一种天然气的储存方法。本发明一方面解决了现有盐穴储气库采用大量天然气作垫层气,导致投资运行费用高的问题,另一方面避免了注采天然气与垫层气或溶腔残留盐水混合,导致采出天然气杂质增多及热值降低的问题。本发明方法如下一、探测盐穴地下储气库的溶腔形态;二、向溶腔内注入CO<sub>2</sub>;三、将气囊下入溶腔内,然后将耦合器固定在封隔器之上;四、将天然气注入气囊中即可。本发明具有运行成本低、工艺简单、可操作性强的优点,并减小了温室效应对环境的影响。
文档编号B65G5/00GK101423142SQ200810209698
公开日2009年5月6日 申请日期2008年12月15日 优先权日2008年12月15日
发明者卜宪标, 王清树, 谭羽非, 赵金辉 申请人:哈尔滨工业大学
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1