基于盐穴的电解液储液库改造为油气储库的方法与流程

本发明涉及一种基于盐穴的电解液储液库改造为油气储库的方法。

背景技术：

随着人类经济快速发展，环境污染和能源短缺等问题日益加剧，促使世界各国广泛开发利用风能、太阳能、潮汐能等可再生能源。然而这些可再生能源具有不连续、不稳定、受地域环境限制和并网难的特性，导致其利用率低，弃风弃光率高，浪费资源。因此需要大力发展可与其配合使用的高效、廉价、安全可靠的储能技术。

在各种电化学储能策略中，相对于静态电池比如锂离子电池和铅酸电池，液流电池(redoxflowbatteries,rfbs)有几个特别的技术优点，最适于大规模(兆瓦/兆瓦时)的电化学能源储存，比如相对独立的能量和功率控制、大电流大功率运行(响应快)、安全性能高(主要是指不易燃烧和爆炸)等。目前国内很流行的一个储能项目就是钒液流电池。中国是钒矿的自然储存大国，短期而言，用于钒液流电池的钒原料不是问题。但考虑到全球范围内有限的钒矿资源以及高的钒矿价格(v2o5，$20/kg)，钒液流电池的普及和长期使用都很难实现。钒液流电池以及锌溴液流电池都是传统的液流电池技术，存在一些技术缺陷：比如活性物质在电极间的穿梭效应导致的自放电以及库伦效率低；腐蚀性电解液不环保以及安全隐患。钒液流电池的成本大概是$450/千瓦时，美国能源部推荐的电化学储能的普及价格要在$150/千瓦时以下，这就意味着要开发高性能、经济适用的全新液流电池技术。

盐穴是利用水溶方式开采盐矿后留下的地下洞穴，形状与大小根据不同的地质条件而定，体积巨大且密封良好，体积一般为数万方到几十万方，因此，盐穴提供了一个巨大而安全的地下空间用于储存电解液，盐穴主要被用来储存天然气与石油，利用盐穴来储存水相体系的电解液对盐穴的密封性、抗压性及稳定性方面要求较低。因此，利用盐穴来储存电解液可充分实现盐穴的综合利用。

当无需使用电解液储液库构建储能电池系统时，盐穴处于空置状态，浪费了资源，提高了维护成本。

技术实现要素：

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。

为此，本发明提出一种基于盐穴的电解液储液库改造为油气储库的方法，该基于盐穴的电解液储液库改造为油气储库的方法能够降低生产成本，扩大盐穴应用范围，提高应用灵活性。

根据本发明实施例的基于盐穴的电解液储液库改造为油气储库的方法，所述电解液储液库为盐矿开采后形成的具有物理溶腔的盐穴，所述溶腔内储存有电解液，所述盐穴设有与溶腔连通的开口，所述方法包括以下步骤：s1、在所述开口处安装注采管，所述注采管的下端伸入所述溶腔，将排液管下入所述注采管中，所述注采管的内壁与所述排液管的外壁之间具有第一间隙，所述排液管的下端伸出所述注采管的下端；s2、向所述溶腔内注入油气；s3、在注入所述油气的同时排出所述电解液；s4、回收排出的所述电解液。

根据本发明实施例的基于盐穴的电解液储液库改造为油气储库的方法，通过下入排液管，在注入油气的同时排出电解液，并将排出的电解液进行回收，具有操作方便，提高生产效率，保护环境，节约资源等优点。

根据本发明一个实施例，所述电解液包括：支持电解质，所述支持电解质为水溶法盐穴造腔时盐穴溶腔内形成的饱和卤水卤水；氧化还原活性物质，所述氧化还原活性物质为水溶性的有机活性分子。

根据本发明一个实施例，所述开口处设有生产套管，所述注采管套置于所述生产套管，所述注采管的外壁与所述生产套管的内壁之间具有第二间隙，所述步骤s1包括：s11、起出所述生产套管内侧的原有管柱；s12、下入所述注采管；s13、在所述第二间隙内安装封隔器；s14、在所述第二间隙内注入保护剂；s15、下入所述排液管。

根据本发明一个实施例，所述封隔器靠近所述注采管的下端。

根据本发明一个实施例，所述溶腔底部具有不溶物，所述排液管的下端与所述不溶物的顶面的之间的距离为1m以上。

根据本发明一个实施例，所述步骤s3包括：s31、油气通过所述第一间隙注入所述溶腔；s32、在油气的压力的作用下，所述电解液通过所述排液管返回地面。

根据本发明一个实施例，通过限制注入油气的压力，使所述开口处的所述电解液的压力不超过1mpa。

根据本发明一个实施例，所述步骤s4包括：s41、将所述电解液导入回收池，所述电解液中的部分固体颗粒实现沉降；s42、通过膜分离所述电解液中的所述氧化还原活性物质，得到纯净的卤水。

根据本发明一个实施例，所述步骤s4还包括：s43、将得到的所述卤水用于制盐。

根据本发明一个实施例，所述步骤s3中通过流量计记录排出的所述电解液的累计体积。

根据本发明一个实施例，当所述累计体积接近所述溶腔的体积时，减小所述电解液排出的速度。

根据本发明一个实施例，在所述电解液排出所述溶腔的过程中，定期向所述排液管回注清水，阻止所述排液管由于盐类结晶而堵管。

根据本发明一个实施例，注入的所述清水的量不超过所述排液管全长的容积。

根据本发明一个实施例，所述油气为石油或者天然气。

根据本发明一个实施例，所述电解液储液库的深度为100m～2000m，物理体积在10³m³～10⁶m³，地热温度为25℃～70℃，所述溶腔的直径为40m～120m，高度为60m～400m。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本发明一实施例的基于盐穴的电解液储液库改造为油气储库的方法的示意图；

图2是根据本发明一实施例的基于盐穴的电解液储液库改造为油气储库的方法的电解液储液库的结构示意图。

附图标记：

电解液储液库100；

溶腔10；电解液11；开口12；不溶物13；

注采管20；第一间隙21；第二间隙22；保护剂23；

排液管30；

生产套管40；封隔器50；

基于盐穴的电解液储液库改造为油气储库的方法200。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面参考附图具体描述根据本发明实施例的基于盐穴的电解液储液库改造为油气储库的方法200。

如图1和图2所示，根据本发明实施例的基于盐穴的电解液储液库改造为油气储库的方法200，电解液储液库100电解液储液库为盐矿开采后形成的具有物理溶腔10的盐穴，溶腔10内储存有电解液11，盐穴设有与溶腔10连通的开口12，方法包括以下步骤：s1、在开口12处安装注采管20，注采管20的下端伸入溶腔10，将排液管30下入注采管20中，注采管20的内壁与排液管30的外壁之间具有第一间隙21，排液管30的下端伸出注采管20的下端；s2、向盐穴内注入油气；s3、在注入油气的同时排出电解液11；s4、回收排出的电解液11。

根据本发明的一个实施例，电解液11包括支持电解质和氧化还原活性物质，支持电解质为水溶法盐穴造腔时盐穴溶腔内形成的饱和卤水卤水，氧化还原活性物质为水溶性的有机活性分子。

在本发明的一些具体实施方式中，开口12处设有生产套管40，注采管20套置于生产套管40，注采管20的外壁与生产套管40的内壁之间具有第二间隙22，步骤s1包括：s11、起出生产套管40内侧的原有管柱；s12、下入注采管20；s13、在第二间隙22内安装封隔器50；s14、在第二间隙22内注入保护剂23；s15、下入排液管30。

进一步地，封隔器50靠近注采管20的下端。

可选地，溶腔10底部具有不溶物13，排液管30的下端与不溶物13的顶面的之间的距离为1m以上。

根据本发明的一个实施例，步骤s3包括：s31、油气通过第一间隙21注入溶腔10；s32、在油气的压力的作用下，电解液11通过排液管30返回地面。

进一步地，通过限制注入油气的压力，使开口12处的电解液11的压力不超过1mpa。

根据本发明的一个实施例，，步骤s4包括：s41、将电解液11导入回收池，电解液11中的部分固体颗粒实现沉降；s42、通过膜分离电解液11中的氧化还原活性物质，得到纯净的卤水。

进一步地，步骤s4还包括：s43、将得到的卤水用于制盐。

根据本发明的一个实施例，步骤s3中通过流量计记录排出的电解液11的累计体积。

进一步地，当累计体积接近溶腔10的体积时，减小电解液11排出的速度。

在本发明的一些具体实施方式中，在电解液11排出溶腔10的过程中，定期向排液管30回注清水，阻止排液管30由于盐类结晶而堵管。

进一步地，注入的清水的量不超过排液管30全长的容积。

根据本发明的一个实施例，油气为石油或者天然气。

根据本发明的一个实施例，电解液储液库100的深度为100m～2000m，物理体积在10³m³～10⁶m³，地热温度为25℃～70℃，溶腔10的直径为40m～120m，高度为60m～400m。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。