【摘要】：對鹽巖地層建設地下儲氣庫的溶腔數(shù)學模型進行了研究。為了設計和形成穩(wěn)定的溶腔形態(tài) ,依據(jù)流體力學、化學動力學及物質(zhì)平衡原理 ,對水溶建腔機理進行了分析 ,建立了鹽巖溶腔溶質(zhì)傳輸—流體流動數(shù)學模型 ;根據(jù)流體力學基本原理和對流擴散理論以及物理模擬基本規(guī)律 ,建立了鹽巖溶解速度方程 ;并通過數(shù)值方法對腔體態(tài)進行了模擬研究。結(jié)果表明 ,在合理的工藝條件下 ,通過鹽巖水溶開采可以獲得穩(wěn)定的腔體形態(tài) ,以滿足地下儲氣庫的要求 ,從而為鹽穴儲氣庫的溶腔設計提供理論依據(jù)和決策手段。
【圖文】：

以常規(guī)鉆井方法鉆穿巖層、注入淡水進行沖蝕使之形成一定體積和形狀的溶腔,然后泵出鹽水,最后注氣。地下鹽巖儲氣庫基本結(jié)構(gòu)如圖1所示。一、水溶建腔機理研究　　鹽巖腔體溶蝕的過程實際上是一個復雜的流體動力學和化學動力學過程,因此可以根據(jù)三維對流—擴散過程的動力學分析,并結(jié)合流體力學基本理論和化學動力學、熱動力學原理,建立溶腔濾洗過程中溶質(zhì)傳輸—流體流動的物理模型,深入研究巖鹽水溶機理,進而求解鹽巖綜合溶解速度,研究溶腔形狀變化規(guī)律。　　1.理論基礎　　據(jù)Fick第一擴散定律:擴散速度呈正比于濃度梯圖1　鹽巖儲氣庫基本結(jié)構(gòu)示意圖度,擴散通量是單位時間內(nèi)通過單位面積參考曲面的量

保持飽和濃度恒定不變,固壁表面溶漓的巖鹽分子,經(jīng)過邊界層進入擴散區(qū),而邊界層內(nèi)的溶液濃度始終維持動態(tài)平衡,其過程示意圖如圖2所示。圖2中:①邊界層內(nèi)巖鹽分子擴散進入流場,邊界層內(nèi)溶液濃度降低,低于飽和濃度;②溶腔固壁表面巖鹽溶解,巖鹽分子進入邊界層,補充邊界層內(nèi)物質(zhì)損失,使邊界層內(nèi)溶液濃度重新達到飽和;③同時由于固壁表面上的物質(zhì)損失,溶腔邊界(連同所附著的邊界層一起)后退一段微小距離。邊界層在溶腔固壁表面與擴散區(qū)之間維持動態(tài)平衡。圖2　巖鹽溶解過程示意圖二、溶腔數(shù)學模型的建立　　1.假設條件　　巖鹽腔體溶蝕的過程實際上就是溶質(zhì)在溶劑的流動體系中的輸運過程,為了建立溶腔數(shù)學模型

數(shù)值模型建立以后,可在計算機上進行數(shù)值求解。為此,編制巖鹽儲氣庫數(shù)值模擬應用程序,主要程序框圖如圖3所示。四、計算實例　　據(jù)有關鹽礦地質(zhì)資料,確定計算參數(shù),鹽層埋深800~1200 m,純度85%~94%。設鹽丘完鉆井深1100 m,完井位置1000 m,選取井眼底端100 m長的裸眼井段,作為溶蝕造穴井段,初始井徑為2 m;采用典型注采管柱系統(tǒng)

【共引文獻】

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本文編號：2759545