[发明专利]用CO2作盐穴地下储气库垫层气储存天然气的方法

说明书

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1960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。

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，CO₂作垫层气成本较低且具有良好的热物理性质，在温度31.5℃增加到51.5℃、压力从5MPa增加到13MPa区间内，CO₂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CO₂作垫层气，注气时CO₂极高的可压缩性，能使盐穴地下储气库内注入更多的天然气；反之采出时CO₂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CO₂，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。

附图说明

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CO₂，6表示气囊，7表示封隔器，8表示耦合器。

具体实施方式

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。