[发明专利]盐穴溶腔注气排卤管柱结晶实验装置及实验方法

说明书

本发明涉及一种盐穴溶腔注气排卤管柱结晶实验装置及实验方法，涉及天然气储气技术领域，用于以解决目前无法模拟盐穴溶腔注气排卤过程中排卤管柱结晶堵塞管柱的难题。本发明的盐穴溶腔注气排卤管柱结晶实验方法通过模拟实际盐穴溶腔注气排卤过程中排卤管柱结晶封堵过程，能够准确找到影响卤水结晶封堵排卤管柱的主要因素，从而为科学、合理确定盐穴溶腔注气排卤作业参数提供基础参数。

技术领域

本发明涉及天然气储气技术领域，特别地涉及一种盐穴溶腔注气排卤管柱结晶实验装置及实验方法。

背景技术

注气排卤是盐穴储气库进入运行阶段之前的关键工序，在此过程中，饱和卤水析出晶体，附着在排卤管柱内壁且生长速度快，若清洗不及时，严重时甚至有可能导致排卤管柱堵死，中断注气排卤施工作业。

利用盐岩地层建设储库存储天然气是确保我国天然气供给安全的重要手段之一。盐穴储库在建设过程中通过井眼向盐岩地层中注入淡水，溶解盐岩形成地下盐穴溶腔。然后，通过管柱系统向地下盐穴溶腔中注入天然气将盐穴溶腔中的卤水排出，从而形成地下储气库，这一过程被称为注气排卤。注气排卤过程中天然气通过注气排卤内管和注气排卤外管间的环空注入，卤水从排卤内管排出。由于盐穴溶腔埋深较大(例如，江汉盐穴储气库埋深约为2000m)，注气排卤过程中卤水沿着排卤内管向上运行过程中温度不断降低，卤水中的盐将会结晶析出，附着在排卤管柱内壁上，导致排卤内管发生堵塞，严重时需要进行更换排卤内管作业。目前，尚未有针对盐穴溶腔注气排卤管柱结晶实验装置及方法能够模拟盐穴溶腔注气排卤过程中排卤管柱结晶过程，制约了盐穴溶腔注气排卤过程中合理排卤参数的优化设计。

发明内容

本发明提供一种盐穴溶腔注气排卤管柱结晶实验装置及实验方法，用于以解决目前无法模拟盐穴溶腔注气排卤过程中排卤管柱结晶堵塞管柱的难题，找到影响注气排卤管柱结晶封堵的主要影响因素，为科学合理地设计盐穴溶腔注气排卤参数提供基础数据和理论基础，确保盐穴溶腔注气排卤的高效完成。

根据本发明的第一个方面，本发明提供一种盐穴溶腔注气排卤管柱结晶实验方法，包括以下步骤：

步骤1：连接实验装置，准备实验用卤水并确定实验参数；

步骤2：将实验用卤水加入实验装置的加热单元中；

步骤3：当所述加热单元中的实验用卤水温度达到预设温度时，使实验用卤水在所述加热单元、所述中间暂存单元以及与所述中间暂存单元相连的测试管之间循环；

步骤4：控制所述测试管的出口卤水温度和出口卤水温度，使其满足实验要求；

步骤5：测量测试管上的结晶壁厚，并对测试管内的结晶进行分析；

步骤6：绘制实验参数与结晶壁厚之间的关系曲线，并分析测试管结晶的影响因素及量化不同影响因素的权重。

在一个实施方式中，在步骤2中，还向所述加热单元中加入固体材料以保证所述加热单元中的实验用卤水始终处于饱和状态。

在一个实施方式中，步骤1中，准备实验用卤水包括以下步骤：

步骤11：根据所述加热单元中加热容器和所述中间暂存单元中的中间容器的体积准备相应体积的淡水；

步骤12：根据实际盐穴溶腔中卤水的一价盐和二价盐的含量，计算需要向淡水中加入的一价盐和二价盐的质量；

步骤13：向淡水中依次加入相应质量的一价盐和二价盐，搅拌均匀直至无固体沉积物为止；

步骤14：向步骤13中的卤水中加入染色剂，获得实验用卤水。

在一个实施方式中，实验参数包括测试管尺寸、排量、测试管入口卤水温度和测试管出口卤水温度。