本发明专利技术涉及一种利用气体方程原理调峰采卤的方法，包括：在岩盐水溶开采过程中，预先在地下岩盐溶腔内存储一定体积的气体。在用电谷期，集中向地下溶腔内注入淡水或淡盐水，溶腔压力升高，溶腔内的气体被压缩，实现增压蓄能。在地下溶腔内，注入的淡水或淡盐水溶解岩盐后形成卤水。打开盐井出卤阀门，溶腔内的卤水被压缩后的气体挤压出地面，实现盐矿水溶开采。本专利充分利用谷期廉价的电力资源，集中向地下盐腔注水，既可以节约盐矿水溶开采的用电成本，具有显著的经济效益，还可以错开用电峰期，有利于缓和电力供需矛盾，保障电力稳定。保障电力稳定。保障电力稳定。
【技术实现步骤摘要】
一种利用气体方程原理调峰采卤的方法
[0001]本专利技术涉及一种利用气体方程原理调峰采卤的方法，属于井矿盐水溶采矿和能源调峰存储领域。
技术介绍
[0002]近年来，井矿盐生产已成为我国制盐主流工艺，井矿盐产量已超过5000万吨/年，目前所占比例已超过海盐，成为第一大盐类。井矿盐主要是采用水溶法进行资源开采，即利用盐易溶于水的特性来进行资源开采，通过向地下盐矿中注入淡水或淡盐水后将盐溶解成为卤水，卤水被开采到地面后用于盐化工生产，与此同时在地下会形成一定体积的岩盐溶腔，溶腔单体容积约10
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80万方。
[0003]井矿盐常用的水溶开采方法主要有单井生产和井组生产两种方式。其中，单井生产是只通过一口盐井实现水溶开采，盐井内一般有多个套管管柱，利用不同套管实现同时注水和排卤，最终在井下形成一个单独的溶腔。井组生产是由两口或两口以上的连通井组成，在连通井中分为注水井和排卤井，淡水或淡盐水通过注水井进入地下盐腔后变成卤水，卤水经过地下连通通道至排卤井然后排出地面，形成的岩盐溶腔是由一组相互连通的溶腔组成。
[0004]在井矿盐水溶开采过程中，主要的生产成本是采输卤设备的用电成本，而在整个用电成本中，高压注水泵的用电占比很大，约占总用电成本的3/4。在不同时段，用电价格一般存在很大的差异。通常根据电费价格，将每天不同的时间段分为用电峰期、平期和谷期，电价高的时间段定为用电峰期，电价居中的时间段定为用电平期，电价低的时间段定为用电谷期，不同国家或地区的用电峰期、平期和谷期所对应的具体时间段存在一定差别。例如，在江苏地区，用电峰期时间段为8:00
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11:00和17:00
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22:00，峰期电价约1.035元/度；平峰时间段为11:00
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17:00和22:00
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24:00，平期电价约为0.607元/度；用电谷期时间段为0:00
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8:00，谷期电价仅约为0.259元/度。可以看出，用电谷期的电价仅为峰期和平期的25％和42.7％。因此，如果在用电谷期，利用廉价的电力资源，通过高压注水泵集中进行注水生产，而在用电峰期和或平期不注水或少注水，那么将具有显著经济效益。
技术实现思路
[0005]本专利技术提供了一种利用气体方程原理调峰采卤的方法。在用电谷期，集中向地下溶腔内注入淡水或淡盐水压缩气体蓄能。然后通过调节盐井出卤阀，根据理想气体方程，实现盐矿水溶开采。本专利技术充分利用谷期廉价的电力资源，不仅节约井矿盐水溶开采的用电成本，具有显著的经济效益，还有利于缓和电力供需矛盾，保障电力稳定。
[0006]本专利技术涉及一种利用气体方程原理调峰采卤的方法，该方法包括以下步骤：
[0007](1)在岩盐矿区，选定一个密闭的岩盐溶腔，对溶腔进行检测，探明岩盐溶腔的腔顶、腔底和井下套管口深度，以及岩盐溶腔的体积，并生成溶腔体积随深度的变化曲线；
[0008](2)利用气体压缩机，向地下岩盐溶腔注入一定体积的气体，气体在溶腔顶部形成
一个气垫层，气水界面保持在生产套管口的上方；
[0009](3)利用高压注水泵，集中将淡水或淡盐水注入到地下溶腔中，溶腔压力逐渐升高，同时溶腔的气体体积也被压缩；
[0010](4)淡水或淡盐水进入地下溶腔后，溶解岩盐资源成为卤水，并存储在溶腔的下部；
[0011](5)打开出卤阀门，溶腔内压缩后的气体逐渐膨胀，溶腔内的卤水经由排卤套管被挤压出地面，实现盐矿采卤。
[0012]进一步地，步骤(2)中，气水界面与生产套管管口的距离≥1m。
[0013]进一步地，在步骤(1)中，岩盐溶腔是一口盐井或两口或两口以上的连通井组成，溶腔内充满卤水。如果岩盐溶腔只有一口井，那么在该盐井内分别有一根注水生产套管和一根排卤生产套管，排卤生产套管的管口距离腔底≥1m；如果岩盐溶腔由两口或两口以上的连通井组成，那么选择一口井作为注水井，其它连通井作为排卤井。
[0014]进一步地，在步骤(1)中，溶腔检测主要是通过声纳测腔技术，该技术是目前盐井溶腔测量领域最先进的检测技术，可以获取溶腔的腔顶、腔底和井下套管口等深度信息，并可准确测定溶腔的体积，可生成溶腔体积随深度的变化曲线。其工作原理是：将声纳探头沿盐井井管下入溶腔中，声纳探头在溶腔内向腔壁、腔顶和腔底发射声脉冲，之后检测回波信号，信号经地面计算机系统处理后，最终获得腔体体积、三维立体图像，并确定腔体空间分布形态。
[0015]进一步地，在步骤(2)中，注入溶腔内气体体积的确定方法：根据步骤(1)中溶腔体积随深度的变化曲线，查得气水界面预设位置所对应的溶腔体积；然后根据气体压缩比进行换算，从而得出需要注入气体的体积。
[0016]进一步地，在步骤(3)中，淡盐水包括：制盐或制碱产生的废水、淡卤水中的一种或多种。制盐废水是制盐生产中产生的含有NaCl、Na2SO4的废液，其主要成分为：NaCl含量在5
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40g/L，优选10
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30g/L；Na2SO4含量在0.5
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8g/L，优选1
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5g/L。制碱废水是制碱工业中产生的含有CaCl2、NaCl的废液，其主要成分为：CaCl2含量在80
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130g/L，优选90
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120g/L；NaCl含量在40
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80g/L，优选45
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60g/L。淡卤水包括：硫酸钠型淡卤水、硫酸钙型淡卤水，其中硫酸钠型淡卤水的主要成分是：NaCl含量在10
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200g/L，优选20
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150g/L；Na2SO4含量在1
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15g/L，优选2
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10g/L。硫酸钙型淡卤水的主要成分是：NaCl含量在10
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200g/L，优选20
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150g/L；Na2SO4含量在0.5
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7g/L，优选1
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4g/L；CaSO4含量在0.5
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6g/L，优选1
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3g/L。
[0017]进一步地，在步骤(3)中，集中注淡水或淡盐水(包括：制盐或制碱产生的废水、淡卤水中的一种或多种)是指高压注水泵只在用电谷期开启，大排量对岩盐溶腔进行高压注水，而在用电峰期和/或平期停用高压注水泵；或者通过变频器控制注水泵，在用电谷期高频率大排量注水运行，在用电峰期和/或平期低频率小排量运行。如果岩盐溶腔只有一口井，那么淡水或淡盐水经由注水生产套管注入溶腔内；如果岩盐溶腔由两口或两口以上连通井组成，那么淡水或淡盐水经由注水井的生产套管注入溶腔内。这里所述的大排量和小排量是相对而言的，例如对于相同的一口井或多口井，大排量比小排量大20m3/h以上，进一步大30m3/h以上，进一步大40m3/h以上，进一步大50m3/h以上，进一步大60m3/h以上，进一步大100m3/h以上，进一步大2本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种利用气体方程原理调峰采卤的方法，该方法包括以下步骤：(1)在岩盐矿区，选定一个密闭的岩盐溶腔，对溶腔进行检测，探明岩盐溶腔的腔顶、腔底和井下套管口深度，以及岩盐溶腔的体积，并生成溶腔体积随深度的变化曲线；(2)利用气体压缩机，向地下岩盐溶腔注入一定体积的气体，气体在溶腔顶部形成一个气垫层，气水界面保持在生产套管口的上方；(3)利用高压注水泵，集中将淡水或淡盐水注入到地下溶腔中，溶腔压力逐渐升高，同时溶腔的气体体积也被压缩；(4)淡水或淡盐水进入地下溶腔后，溶解岩盐资源成为卤水，并存储在溶腔的下部；(5)打开出卤阀门，溶腔内压缩后的气体逐渐膨胀，溶腔内的卤水经由排卤套管被挤压出地面，实现盐矿采卤。2.根据权利要求1所述的方法，其中在步骤(1)中，岩盐溶腔是一口盐井或两口或两口以上的连通井组成，溶腔内充满卤水；如果岩盐溶腔只有一口井，那么在该盐井内分别有一根注水生产套管和一根排卤生产套管，排卤生产套管的管口距离腔底≥1m；如果岩盐溶腔由两口或两口以上的连通井组成，那么选择一口井作为注水井，其它连通井作为排卤井；和/或步骤(2)中，气水界面与生产套管管口的距离≥1m。3.根据权利要求1或2所述的方法，其中在步骤(2)中，注入溶腔内气体体积的确定方法：根据步骤(1)中溶腔体积随深度的变化曲线，查得气水界面预设位置所对应的溶腔体积；然后根据气体压缩比进行换算，从而得出需要注入气体的体积。4.根据权利要求1
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3中任一项所述的方法，如果岩盐溶腔只有一口井，气体经由注水生产套管注入溶腔内，气水界面位于井下注水生产套管口的上方，气水界面与井下注水生产套管管口距离≥1m；如果岩盐溶腔由两口或两口以上的连通井组成，气体经由注水井的生产套管注入溶腔，气水界面位于井下注水生产套管口的上方，气水界面与井下注水井生产套管管口的距离≥1m。5.根据权利要求1
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4中任一项所述的方法，其中在步骤(3)中，集中注淡水或淡盐水是指高压注水泵只在用电谷期开启，大排量对岩盐溶腔进行高压注水，而在用电峰期和/或平期停用高压注水泵；或者通过变频器控制注水泵，在用电谷期高频率大排量注水运行，在用电峰期和/或平期低频率小排量运行...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘凯，刘正友，
申请(专利权)人：江苏苏盐井神股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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