[实用新型]测定盐穴储气库残渣空隙利用率的物理模拟装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种测定盐穴储气库残渣空隙利用率的物理模拟装置，属于盐穴地下储气库造腔空隙利用技术领域。

背景技术

盐穴地下储库是利用地下较厚的盐层或盐丘，采用人工方式在盐层或盐丘中通过水溶形成洞穴储存空间来存储石油、天然气，用于调峰和战略储备。盐穴储气库具有结构坚实、密封性好、易开采，尤其是具有注气及采气迅速的特点，越来越受到各国的重视。

盐穴水溶造腔过程中，可溶物溶于水中并随卤水排出，不溶物逐渐沉积在腔体底部，不溶物的堆积及其内部剩余卤水会造成库容空间的损失。对于含盐量高的岩层，不溶物含量低，溶腔后不溶物堆积体较小，库容损失少，但我国的岩层主要为多夹层盐岩地层，含盐地层中盐层薄、夹层多、不溶物含量高，在溶腔结束后腔底会存在较厚的不溶物残渣。而国外盐穴储库不溶物含量较少，研究多集中在建库选址、盐腔形态控制、注气排卤工艺、密封性评价、稳定性评价等技术方面，而国内目前的研究也多集中在水溶建腔等方面，对不溶物残渣的空隙利用研究较少。

因此，目前迫切需要针对我国实际情况研发盐穴储气库提高残渣空隙空间利用率的物理模拟技术。对不同地区，不同地层，不同组成的不溶物进行实验模拟，分析研究不溶物残渣的沉积特征及其空隙体积，掌握不溶物残渣空隙可利用率，指导后续注气排卤施工工艺方案设计，为我国盐穴储气库建设技术的完善与发展提供有益补充。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种测定盐穴储气库残渣空隙利用率的物理模拟装置。

为达上述目的，本实用新型提供了一种测定盐穴储气库残渣空隙利用率的物理模拟装置，其包括：带刻度的进气杆1、筒体5及三脚支架12；

其中，所述筒体5顶端设有用于密封该筒体5的顶盖3及顶帽4，该顶帽4与顶盖3之间通过卡簧相连接；且顶盖3设有压实进气口2；

所述活塞6可滑动地设置于筒体5内，且活塞6上装有密封圈7；

所述带刻度的进气杆1的顶端穿过顶盖3并设有气驱进气口，其底端设置的外螺纹与活塞6中心的螺纹孔相连接，且该带刻度的进气杆1的底端与活塞6螺纹孔底面相平齐；

所述筒体5底端设有底帽9及底托10，该底帽9与底托10之间通过卡簧相连接，且底托10设有出水出气口11；

所述筒体5置于该三脚支架12上，且该三脚支架12设有用于使出水出气口11穿过的通孔；

该装置还包括一可拆卸的气水分离器，该气水分离器通过管路与所述出水出气口11相连接。

根据本实用新型的具体实施方案，在该装置中，优选地，所述筒体5为钢制筒体。

根据本实用新型的具体实施方案，优选地，该装置还包括一用于收集从出水出气口11所流出水的量筒。其中，在出水出气口11连接软管，并将该软管放入装盛一定量水的量筒中，即可以实现收集水的目的。

根据本实用新型的具体实施方案，在该装置中，所述可拆卸的气水分离器是指该气水分离器可以根据需要进行拆卸、安装。

本实用新型所述的装置可以适用于多种不同的方法进行盐穴储气库残渣空隙利用率的测定，为进一步对本实用新型的装置进行说明，本实用新型还提供了应用本实用新型的装置对盐穴储气库残渣空隙利用率进行测定的方法，其包括以下步骤：

(1)、将过滤层置于筒体中，再装入浸水后的待测不溶残渣样品，密封筒体；打开压实进气口并通入气体，再缓慢打开气驱进气口，当该气驱进气口有水流出后立刻将其关闭，记录带刻度的进气杆在顶帽上端面处的初始位置刻度；

(2)、打开底部出水出气口，通过压实进气口持续向筒体中通入气体，逐渐增大气体压力，并记录不同压力下带刻度的进气杆在顶帽上端面处的位置刻度和累计出水量；当所述带刻度的进气杆在1h内不再下降，停止加压，此时待测不溶残渣样品被压实，该气体压力即为压实压力，再通过进气杆进深增加值换算得到压实样品高度，进而得到压实体积；

(3)、连接气水分离器，保持步骤(2)中所述压实压力不变，打开气驱进气口并通入气体以进行气驱，观察底部出气口是否有水流出，逐渐增大气驱压力，记录每个气驱压力下的累计出水量，并记录出现第一个气泡时的压力值及时间点，该压力即为突破压力；

(4)、当出现第一个气泡后，保持步骤(3)中所述突破压力不变，观察并记录每个小时的出水量和出气量，记录不出水即连续出气的时间点，从气驱开始到连续出气所流出的水量为气驱水量，即为残渣样品中可利用的空隙体积。