【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及盐岩地下储能造腔，具体涉及一种模拟盐岩地下储气库造腔的实验系统及方法。
技术介绍
1、我国岩盐资源主要为含夹层的层状岩盐，多数探明区块存在盐层不溶物含量高、埋藏深、盐层薄等特点。目前，国内多数已建成的盐穴储气库通常采用的是单井单腔造腔方式，但单井单腔存在造腔时间长、腔体形状控制难、成本及能耗高等问题。因此，还可以采用水平多步回退法进行盐岩造腔。
2、具体的，盐岩水平多步回退法造腔的过程为：首先，钻垂直井，该直井可以按普通单腔的标准完井。然后，再钻一口斜井，该斜井在盐层底部能够实现钻井水平段与直井的连通。随后，在直井中下入套管和内外管柱进行注水，使单腔发展至设计尺寸后取出其中的造腔内管，采用从斜井注入淡水、直井排出卤水的方式开始第一阶段造腔。依据产盐量来计算溶解形成的腔体体积，当达到所设计的阶段体积后，停止注水，将注水管口向斜井方向回撤并固定在第二个注射点，然后注入淡水开始第二阶段造腔，以此类推。待所有造腔阶段结束后，可以形成水平方向上截面尺寸相近的隧道型盐腔。
3、由于，盐岩水平多步回退法造腔具有：地层利用率高、溶腔体积大、溶腔速度快、造腔工程投资低，节约成本等优点。因此，水平多步回退法能够适合薄盐层高效造腔形成储气库。但是，由于盐岩溶腔深埋于地下，现有的技术手段无法对盐岩的造腔过程进行直接观测，从而导致无法准确地探究盐岩水平多步回退造腔过程中腔体的成腔规律。
技术实现思路
1、本专利技术所要解决的技术问题是无法准确地探究盐岩水平多步回退造腔过
2、为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种模拟盐岩地下储气库造腔的实验系统及方法。具体采用如下技术方案：
3、第一方面，本专利技术提供一种模拟盐岩地下储气库造腔的实验系统，该系统包括：造腔模拟装置、注水排卤系统和数据采集分析系统。其中，造腔模拟装置用于通过物理实验模型模拟盐岩层中水平多步回退法水溶造腔过程。注水排卤系统与造腔模拟装置连接，注水排卤系统用于向造腔模拟装置中注入淡水并排出卤水，以模拟淡水在井筒和腔体中流动过程。数据采集分析系统与注水排卤系统和造腔模拟装置连接，数据采集分析系统用于采集和分析造腔模拟装置和注水排卤系统中的实验数据。
4、通过该实验系统能够实现盐岩水平多步回退法造腔过程的室内仿真，通过对于注入的淡水的瞬时流量及累计流量、排卤管内卤水瞬时浓度以及卤水箱内卤水浓度、淡水箱及卤水箱内水位高度等实验数据的自动、实时采集分析，并且通过观察物理实验模型在水平多步回退造腔方法过程中腔体的变化，从而能够进一步确定在不同淡水流量和回退步距下，盐岩水溶造腔过程中腔体的形态扩展变化规律。
5、结合第一方面，在一种可选择的实现方式中，造腔模拟装置包括：物理实验模型，物理实验模型包括：盐岩试样、橡胶塞、注水软管、排卤钢管和亚克力板。其中，盐岩试样设置有钻井轨迹槽，钻井轨迹槽包括两个槽端口，两个槽端口分别设置有橡胶塞，注水软管的一端固定在两个槽端口中的一个槽端口的橡胶塞上，排卤钢管的一端固定在两个槽端口中的另一个槽端口的橡胶塞上，亚克力板覆盖在盐岩试样的外表面。这样，以便于通过该物理实验模型进行盐岩水平多步回退法造腔的模拟实验。
6、结合第一方面，在一种可选择的实现方式中，造腔模拟装置还包括：物模存放室和抽拉式沥水架。其中，抽拉式沥水架设置在物模存放室的底部，物理实验模型设置在抽拉式沥水架上。这样，当物理实验模型在实验过程中，如果出现漏水的情况，可以便于实验人员及时发现，以对物理实验模型进行维护处理。
7、结合第一方面，在一种可选择的实现方式中，造腔模拟装置还包括：自动卷线器和变径接头。注水排卤系统包括：淡水箱、注水管、水泵、排卤管和卤水箱。其中，淡水箱用于存放淡水，注水管的一端设置在淡水箱内部，注水管的另一端通过变径接头与注水软管连接，注水管上设置有水泵和自动卷线器。排卤管的一端与排卤钢管连接，排卤管的另一端设置在卤水箱内部，卤水箱用于存放卤水。这样，能够实现向造腔模拟装置中注入淡水并排出卤水，以模拟淡水在井筒和腔体中流动过程。
8、结合第一方面，在一种可选择的实现方式中，数据采集分析系统包括：数据采集装置和数据分析装置。其中，数据采集装置与注水排卤系统和造腔模拟装置连接，数据采集装置用于采集实验数据。数据分析装置与数据采集装置连接，数据分析装置用于对实验数据进行处理，并控制造腔模拟装置和注水排卤系统。
9、结合第一方面，在一种可选择的实现方式中，数据采集装置包括：淡水箱水位传感器、流量计、物模存放室水位传感器、排卤管浓度计、卤水箱浓度计、卤水箱水位传感器。淡水箱水位传感器设置在淡水箱内部，流量计设置在注水管上，物模存放室水位传感器设置在物模存放室内部，排卤管浓度计设置在排卤管上，卤水箱浓度计和卤水箱水位传感器设置在卤水箱内部。这样，可以快速、准确地获取注水排卤系统和造腔模拟装置中的实验数据，以便于进行实验数据的分析处理。
10、结合第一方面，在一种可选择的实现方式中，数据分析装置包括：上位机。该上位机与水泵、自动卷线器、淡水箱水位传感器、流量计、物模存放室水位传感器、排卤管浓度计、卤水箱浓度计以及卤水箱水位传感器连接。上位机用于通过淡水箱水位传感器、流量计、物模存放室水位传感器、排卤管浓度计、卤水箱浓度计以及卤水箱水位传感器获取实验数据，并且，上位机还用于控制水泵和自动卷线器。
11、第二方面，本专利技术提供一种模拟盐岩地下储气库造腔的实验方法，该方法可以应用于模拟盐岩地下储气库造腔的实验系统，系统包括：造腔模拟装置、注水排卤系统和数据采集分析系统，造腔模拟装置包括：注水软管。具体的，该方法包括：数据采集分析系统获取预设的淡水瞬时流量、阶段造腔体积、退管步距和目标阶段。数据采集分析系统将淡水以淡水瞬时流量通过注水排卤系统流入造腔模拟装置。数据采集分析系统采集注水排卤系统和造腔模拟装置的实验数据，根据实验数据确定第k阶段盐腔体积，其中k为正整数。数据采集分析系统确定第k阶段盐腔体积是否达到阶段造腔体积。数据采集分析系统在第k阶段盐腔体积达到阶段造腔体积的情况下，确定第k阶段是否等于目标阶段。数据采集分析系统在第k阶段不等于目标阶段的情况下，根据退管步距调整造腔模拟装置，使注水软管回退退管步距。数据采集分析系统在第k阶段等于目标阶段的情况下，停止将淡水流入造腔模拟装置。
12、该方法中，能够实现盐岩水平多步回退法造腔过程的室内仿真，通过对于注入的淡水的瞬时流量及累计流量、排卤管内卤水瞬时浓度以及卤水箱内卤水浓度、淡水箱及卤水箱内水位高度等实验数据的自动、实时采集分析，并且通过观察物理实验模型在水平多步回退造腔方法过程中腔体的变化，从而能够确定在不同淡水流量和回退步距下，盐岩水溶造腔过程中腔体的形态扩展变化规律。
13、结合第二方面，在一种可选择的实现方式中，上述数据采集分析系统采集注水排卤系统和造腔模拟装置的实验数据，根据实验数据确定第k阶段盐腔体积，包括：数据采集分析系统采集卤水箱水本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种模拟盐岩地下储气库造腔的实验系统，其特征在于，所述系统包括：造腔模拟装置、注水排卤系统和数据采集分析系统；
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述造腔模拟装置包括：所述物理实验模型，所述物理实验模型包括：盐岩试样、橡胶塞、注水软管、排卤钢管和亚克力板；
3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述造腔模拟装置还包括：物模存放室和抽拉式沥水架；
4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述造腔模拟装置还包括：自动卷线器和变径接头；所述注水排卤系统包括：淡水箱、注水管、水泵、排卤管和卤水箱；
5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述数据采集分析系统包括：数据采集装置和数据分析装置；
6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述数据采集装置包括：淡水箱水位传感器、流量计、物模存放室水位传感器、排卤管浓度计、卤水箱浓度计、卤水箱水位传感器；
7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述数据分析装置包括：上位机；
8.一种模拟盐岩地下储气库造腔的实验方法，应用于模拟盐岩地下储气
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述数据采集分析系统采集所述注水排卤系统和所述造腔模拟装置的实验数据，根据所述实验数据确定第K阶段盐腔体积，包括：
10.根据权利要求8或9所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
...【技术特征摘要】
1.一种模拟盐岩地下储气库造腔的实验系统，其特征在于，所述系统包括：造腔模拟装置、注水排卤系统和数据采集分析系统；
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述造腔模拟装置包括：所述物理实验模型，所述物理实验模型包括：盐岩试样、橡胶塞、注水软管、排卤钢管和亚克力板；
3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述造腔模拟装置还包括：物模存放室和抽拉式沥水架；
4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述造腔模拟装置还包括：自动卷线器和变径接头；所述注水排卤系统包括：淡水箱、注水管、水泵、排卤管和卤水箱；
5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述数据采集分析系统包括：数据采集装置和数据分析装置；
6.根据权利要求5...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈加松，李龙，李建君，赵廉斌，程林，王桂九，鲁俊，付亚平，范丽林，刘浩生，王成林，刘玉刚，胡琪，钱苏，侯磊，
申请(专利权)人：国家石油天然气管网集团有限公司，
类型：发明
国别省市：
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