[发明专利]一种盐穴储气库双井建库可视化物理模拟系统及方法

说明书

本发明公开了一种盐穴储气库双井建库可视化物理模拟系统及方法，属于盐穴地下储库建库技术领域，该系统其包括双井造腔物理模拟子系统和双井注气排卤物理模拟子系统；所述双井造腔物理模拟子系统由注水系统、注油系统、卤水测量系统、造腔形态监测系统、模拟管柱系统组成；所述双井注气排卤物理模拟子系统由注气系统、排卤系统、流场测试系统、模拟管柱系统组成。本发明还提供了一种盐穴储气库双井建库可视化物理模拟方法。本发明的技术方案采用大尺寸型盐进行不同盐穴双井造腔工艺模拟，并实时监测腔体形态扩展过程。本发明的技术方案具备注气排卤物理模拟实验功能，能够模拟注气排卤过程，分析流场运动特征。

技术领域

本发明涉及盐穴地下储库建库技术领域，特别涉及一种盐穴储气库双井建库可视化物理模拟系统及方法。

背景技术

天然气地下储气库是是最有效、最可靠的调峰和储备手段。盐穴储气库是主要的储气库类型之一，具有注采效率高、短期吞吐量大、垫层气量低并可完全回收的优点，盐穴腔体是储存天然气的良好载体，在我国西气东输工程中具有重要的战略意义。

我国盐穴建库地质条件复杂，与国外盐穴储气库选择盐丘(盐层厚达300-500m)建库不同，国内主要选择在层状盐层中建造盐穴气库，我国层状盐层品位差(不溶物含量在15％-35％)，盐层薄(60-250m)，埋藏深(平顶山和楚州超过2000m)，正是因为这些苛刻的建库地质条件，给国内气库的钻完井工程施工带来了很多技术难题。盐穴储气库单井造腔时间长、腔体形状控制难、成本及能耗高成为制约盐穴建库速度和效益的主要因素。双井造腔适合薄盐层及深层建库，是实现储气库快溶达产的有效方式，腔体形态设计及控制是双井造腔的难点，亟需开展物理模拟实验研究。

搭建一个盐穴储气库双井建库可视化物理模拟系统，通过开展盐穴储气库双井造腔物理模拟实验，测试腔体形态发展变化动态过程，测试造腔过程中流体对流扩散分布特征，优化双井造腔工艺参数；开展盐穴双井建库注气排卤物理模拟实验，评价不溶物沉渣空间利用率，室内模拟注气排卤过程。可有效提高盐穴建库效益，推进我国盐穴储气库建库进程。

发明内容

本发明的目的在于提供一种盐穴储气库双井建库可视化物理模拟系统，通过实验形成造腔工艺参数优化方案，指导现场施工。

本发明的实施例是这样实现的：

一方面，本发明的实施例提供了一种盐穴储气库双井建库可视化物理模拟系统，其包括双井造腔物理模拟子系统和双井注气排卤物理模拟子系统；

所述双井造腔物理模拟子系统由注水系统、注油系统、卤水测量系统、造腔形态监测系统、模拟管柱系统组成。注水系统和注油系统通过管线与左侧模拟管柱系统相连接，分别具有向实验模型中注入清水和注入柴油的功能。卤水测量系统通过管线与右侧模拟管柱系统相连接，具有对排出卤水的浓度和流量的监测功能。造腔形态监测系统是连接在模拟管柱系统的最下端管柱部分，具有对实验模型内部形态监测的功能。上述的注水系统、注油系统、卤水测量系统、造腔形态监测系统、模拟管柱系统均通过造腔控制系统进行控制。所述造腔控制系统包括腔体形态监测控制模块、注水和注油量控制模块、内外管位置控制模块和造腔数据采集模块；所述腔体形态监测控制模块用于进行腔体形态监测控制，所述注水和注油量控制模块用于对注水和注油量进行控制，所述内外管位置控制模块用于对内外管位置进行控制，所述造腔数据采集模块用于采集造腔数据；

所述双井注气排卤物理模拟子系统由注气系统、排卤系统组成。注气系统通过管柱与盐穴模型左侧腔体相连，具有向盐穴模型内部注入空气的功能；排卤系统通过管柱与盐穴模型右侧腔体相连，具有收集和监测排出卤水的功能。上述的注气系统、排卤系统均通过注气排卤控制系统进行控制；所述注气排卤控制系统包括气动阀控制模块、监测模块、数据采集模块，所述气动阀控制模块用于通过控制气动阀实现对盐穴模型内部注气的操作，所述监测模块用于监测排出卤水的状况，所述数据采集模块用于采集排出卤水的数据。