一种提高咸水层压缩空气储能地下回收能量效率的方法技术

本发明专利技术提供一种提高咸水层压缩空气储能地下回收能量效率的方法，包括查明目标场地的深部地质情况和性质，确定目标储气咸水层、盖层及下伏地层的位置、结构和性质；利用数值模拟计算确定U型工作井的设计方案，选择回收效率高的U型工作井设计方案，U型工作井包括U型井外井和U型井内井，U型井外井上设有射孔，U型井内井设在U型井外井内，U型井内井和U型井外井均延伸至下伏地层；根据选择的U型工作井设计方案，进行场地的钻井和完井的施工；布置地表储能系统的装置形成整套储能系统；注入空气或采出空气，本发明专利技术实现空气在保证循环压力不变的情况下，得到多余的地下补热增加空气在井口的出口温度，从而增加地下能量回收效率。从而增加地下能量回收效率。从而增加地下能量回收效率。

【技术实现步骤摘要】
一种提高咸水层压缩空气储能地下回收能量效率的方法


[0001]本专利技术属于地下深部孔隙空间利用及新能源储能
，具体涉及一种提高咸水层压缩空气储能地下回收能量效率的方法。

技术介绍

[0002]双碳目标实现的重要技术途径是能源结构转型，从传统的化石能源转变为以清洁可再生的能源为主的体系。风、光装机发电在近两年实现了大跨度地增长，不同地区和部门都在针对区域内可适应的风、光资源进行合理的利用。但利用风、光并网发电的重要痛点在于其资源本身具有间歇性和随机性的特点，难以满足供电安全稳定性的要求。
[0003]大规模的储能技术是目前解决风、光稳定供电的首选方法，针对风光+储能的整套系统在国内和国际上开始了大范围的发展。传统的抽水蓄能，技术成熟，效率在70％以上，占世界大规模储能工程的绝大部分，但抽水蓄能对地形、水资源具有一定的要求，且其对环境有一定的影响。目前，另一种大规模的物理储能技术压缩空气储能开始了极速的发展，特别是利用地下深部空间进行储气的系统，占地面积小、可储能时间长。相比于盐穴空间，深部地下咸水层已经证明可以用来进行储气，且由于本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种提高咸水层压缩空气储能地下回收能量效率的方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤S1、查明目标场地的深部地质情况和性质，确定目标储气咸水层、盖层及下伏地层的位置、结构和性质；步骤S2、利用数值模拟计算确定U型工作井的设计，包括在探明深部地层情况后给出多种U型工作井设计方案，利用地质建模软件进行场地地质建模并使用气
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水
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热井筒储层耦合模拟器对多种U型工作井设计方案进行数值模拟，分析循环过程压力
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温度变化，利用地下回收能量公式计算效率，选择回收效率高的U型工作井设计方案，其中，U型工作井包括U型井外井和U型井内井，所述U型井外井上设有射孔，所述U型井内井设在所述U型井外井内且与所述U型井外井间隔一定距离，所述U型井内井和所述U型井外井均延伸至下伏地层；步骤S3、根据选择的U型工作井设计方案，进行场地的钻井和完井的施工；步骤S4、布置地表储能系统的装置形成整套储能系统，包括储热装置、压缩机系统和膨胀机系统；步骤S5、在注入空气过程中，空气通过U型井内井进入，空气流动至U型井内井底部后进入U型井外井和U型井内井之间向上运动，最后通过U型井外井上的射孔进入目标储气咸水层；在采出空气过程中，空气从目标储气咸水层中进入U型井外井和U型井内井之间，向下运动至井底后进入U型井内井，最后沿着U型井内井向上进入井头，空气被采出。2.根据权利要求1所述的提高咸水层压缩空气储能地下回收能量效率的方法，其特征在于：所述步骤S1中，深部地质情况探测范围为0～3000米，通过测井、垂直地震剖面测试、二维或者三维地震勘探、钻预探井和取心、干扰试验、地层水化学分析、岩心驱替实验查明目标场地的深部地质情况和性质。3.根据权利要求1所述的提高咸水层压缩空气储能地下回收能量效率的方法，其特征在于：所述步骤S1中，目标储气咸水层选择原则包括：储能规模和储层封闭结构匹配合理，背斜或者断层封闭结构；储层渗透率需要大于100md且储层厚度要求大于10m，孔隙度需要大于0.1；盖层封闭性良好且具有一定范围内的完整性，区域地质情况稳定性较好；下伏地层具有较大的温度。4.根据权利要求1所述的提高咸水层压缩空气储能地下回收能量效率的方法，其特征在于：在步骤S2中，U型工作井的设计原则为：U型井外井仅在目标储气咸水层深度范围内完全射开，允许空气和U型工作井在储能释能过程中进出储层；U型工作井钻井深度根据实际地层钻孔完井成本、回收效率进行多种方案优选，但U型工作井井底所在深度的温度最少要大于80℃...

【专利技术属性】
技术研发人员：李毅，孙睿康，王林举，曹倩倩，
申请(专利权)人：湖北工业大学，
类型：发明
国别省市：