System.ArgumentOutOfRangeException: 索引和长度必须引用该字符串内的位置。 参数名: length 在 System.String.Substring(Int32 startIndex, Int32 length) 在 zhuanliShow.Bind() 一种利用枯竭天然气井压裂裂缝进行氢储能的方法技术_技高网

一种利用枯竭天然气井压裂裂缝进行氢储能的方法技术

技术编号:40781545 阅读:3 留言:0更新日期:2024-03-25 20:25
本发明专利技术公开了一种利用枯竭天然气井压裂裂缝进行氢储能的方法,包括如下过程:利用端部脱砂方法对符合选址要求的枯竭天然气井的主裂缝以及分支裂缝的尖端充填支撑剂;将氢气注入到枯竭天然气井的压裂裂缝当中,实现对氢气的储存;当需要利用氢气时,将储存在枯竭天然气井压裂裂缝当中的氢气返排到地表进行利用。基于该方法可以实现高效安全储氢,对电网多余的电能就行消纳,实现了对能量的长时间存储,大幅提高了可再生能源的利用率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及新能源储能领域,特别涉及一种利用枯竭天然气井压裂裂缝进行氢储能的方法


技术介绍

1、储氢技术的发展具有非常重要的意义。随着国民经济的不断发展,储氢作为清洁能源的关键存储手段,能够有效解决可再生能源波动性大的问题,提高能源的利用效率。在能源转型中,通过发展储氢技术,可以更好地整合和利用大规模的可再生能源,推动绿色能源的大规模应用。同时,储氢技术还能为能源系统提供灵活的手段,促进电力、交通、工业等领域减少碳排放,助力实现低碳经济。

2、尽管储氢技术发展对于我国能源发展具有重要的战略意义,但是当前常规的储氢手段包括高压气态储氢法、化学储氢以及吸附式储氢,但是这些储氢方式仍然面临非常大的技术挑战。首先,储氢的成本相对较高,包括生产、储存和输送过程中的能源消耗成本,使其在商业化应用上面临经济上的竞争性问题。其次,氢气在常温常压下的密度较低,需要占用大量空间进行储存,这带来了储运成本的增加和空间利用的限制。此外,氢气具有极高的渗透性,容易导致储氢设施的安全隐患,增加了技术实施和运营的风险。以上这些问题已经成为当前制约储氢技术发展的关键瓶颈技术问题,只有克服这些技术难题,才能更好的推动储氢技术在清洁能源领域的广泛应用。


技术实现思路

1、为了解决当前储氢技术面临的技术瓶颈问题,本专利技术的目的在于提出一种利用枯竭天然气井压裂裂缝进行氢储能的方法,基于该方法可以实现高效安全储氢,对电网多余的电能就行消纳,实现了对能量的长时间存储,大幅提高了可再生能源的利用率。

<p>2、为了达到上述目的,本专利技术的技术方案为:

3、一种利用枯竭天然气井压裂裂缝进行氢储能的方法,包括如下过程:

4、利用端部脱砂方法对符合选址要求的枯竭天然气井的主裂缝以及分支裂缝的尖端充填支撑剂;

5、将氢气注入到枯竭天然气井的压裂裂缝当中,实现对氢气的储存;

6、当需要利用氢气时,将储存在枯竭天然气井压裂裂缝当中的氢气返排到地表进行利用。

7、优选的,枯竭天然气井符合选址要求的条件包括:

8、所述枯竭天然气井的天然气日产量不足500m3/天,井筒无出砂现象,天然气含硫量低于20mg/m3;

9、储气层具备压裂裂缝,主裂缝设计长度≥1500m,缝高≥10m,深度不超过3500m;

10、储气层具备良好的天然圈闭构造和生储盖组合,基质渗透率大于0.1md,孔隙度大于10%,无断层与天然裂缝带;

11、储气层岩石断裂韧性kic需要≥30mpa·m1/2;

12、压裂裂缝上下具有良好的遮挡层,遮挡层厚度大于3m,基质渗透率小于0.01md;

13、井筒套管、水泥环质量完好。

14、优选的,储气层为致密砂岩与碳酸盐岩。

15、优选的,将氢气注入到枯竭天然气井的压裂裂缝的过程中:

16、控制缝内的气体压力在裂缝净延伸压力之下;

17、注气速度不超过10m3/min;

18、控制注气量:对于体积小于500000m3的气藏,最大注气量为60000m3;对于体积大于500000m3,小于1500000m3的气藏,最大注气量为150000m3;对于体积大于1500000m3的气藏,最大注气量为200000m3。

19、优选的,对氢气进行储存时,控制储存的时间满足以下要求:

20、对于体积小于500000m3的气藏,储存时间不超过5个月;对于体积大于500000m3,小于1500000m3的气藏,储存时间不超过3个月;对于体积大于1500000m3的气藏,储存时间不超过2个月。

21、优选的,向枯竭天然气井注入的氢气来自于电解制氢,电解制氢的水源为油田现场的地层水。

22、优选的,将储存在枯竭天然气井压裂裂缝当中的氢气利用返排管线返排到地表,并进行气水分离,将分离出的地层水用于电解制氢。

23、优选的,每隔45~60天对返排管线检查并清理结垢。

24、优选的,将返排至地表的氢气先进行气水分离,之后将分离出来的氢气供给氢氧燃料电池,氢氧燃料电池利用氢气进行发电,氢氧燃料电池供电产生的余热储存在储热罐,。

25、优选的,电解制氢和储存过程中,能量的流动关系为电能转换为氢能和围岩的弹性应变能和应力势能;

26、返排和发电过程中,能量的流动关系为氢能和围岩的弹性应变能和应力势能转换为电能和热能。本专利技术具有如下有益效果:

27、本专利技术利用枯竭天然气井压裂裂缝进行氢储能的方法中,为了防止向枯竭天然气井注入氢气过程中压裂裂缝再次扩展延伸从而造成氢气的泄露,因此本专利技术利用端部脱砂方法对符合选址要求的枯竭天然气井的主裂缝以及分支裂缝的尖端充填支撑剂,从而在裂缝注氢过程中有效降低裂缝尖端的能量,阻止裂缝的延伸与扩展。此外,由于地下枯竭的天然气藏具备良好的孔隙结构,储气容积巨大,而且储氢高效安全可避免极端天气和火灾,因此通过枯竭气井压裂裂缝可以将富裕电力生产的氢气快速的沿着裂缝面存储到储层的孔隙和具备一定几何尺寸的裂缝当中;当需要利用氢气时,将枯竭天然气井中储存的氢气返排出地面再进行利用,如供给氢氧燃料电池进行发电,最终绿色高效的解决综合能源系统供需不平衡,消纳等技术问题。

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【技术保护点】

1.一种利用枯竭天然气井压裂裂缝进行氢储能的方法,其特征在于,包括如下过程:

2.根据权利要求1所述的一种利用枯竭天然气井压裂裂缝进行氢储能的方法,其特征在于,枯竭天然气井符合选址要求的条件包括:

3.根据权利要求1所述的一种利用枯竭天然气井压裂裂缝进行氢储能的方法,其特征在于,储气层为致密砂岩与碳酸盐岩。

4.根据权利要求1所述的一种利用枯竭天然气井压裂裂缝进行氢储能的方法,其特征在于,将氢气注入到枯竭天然气井的压裂裂缝的过程中:

5.根据权利要求1所述的一种利用枯竭天然气井压裂裂缝进行氢储能的方法,其特征在于,对氢气进行储存时,控制储存的时间满足以下要求:

6.根据权利要求1所述的一种利用枯竭天然气井压裂裂缝进行氢储能的方法,其特征在于,向枯竭天然气井注入的氢气来自于电解制氢,电解制氢的水源为油田现场的地层水。

7.根据权利要求6所述的一种利用枯竭天然气井压裂裂缝进行氢储能的方法,其特征在于,将储存在枯竭天然气井压裂裂缝当中的氢气利用返排管线返排到地表,并进行气水分离,将分离出的地层水用于电解制氢。>

8.根据权利要求7所述的一种利用枯竭天然气井压裂裂缝进行氢储能的方法,其特征在于,每隔45-60天对返排管线检查并清理结垢。

9.根据权利要求6所述的一种利用枯竭天然气井压裂裂缝进行氢储能的方法,其特征在于,将返排至地表的氢气先进行气水分离,之后将分离出来的氢气供给氢氧燃料电池,氢氧燃料电池利用氢气进行发电,氢氧燃料电池供电产生的余热储存在储热罐。

10.根据权利要求9所述的一种利用枯竭天然气井压裂裂缝进行氢储能的方法,其特征在于:

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【技术特征摘要】

1.一种利用枯竭天然气井压裂裂缝进行氢储能的方法,其特征在于,包括如下过程:

2.根据权利要求1所述的一种利用枯竭天然气井压裂裂缝进行氢储能的方法,其特征在于,枯竭天然气井符合选址要求的条件包括:

3.根据权利要求1所述的一种利用枯竭天然气井压裂裂缝进行氢储能的方法,其特征在于,储气层为致密砂岩与碳酸盐岩。

4.根据权利要求1所述的一种利用枯竭天然气井压裂裂缝进行氢储能的方法,其特征在于,将氢气注入到枯竭天然气井的压裂裂缝的过程中:

5.根据权利要求1所述的一种利用枯竭天然气井压裂裂缝进行氢储能的方法,其特征在于,对氢气进行储存时,控制储存的时间满足以下要求:

6.根据权利要求1所述的一种利用枯竭天然气井压裂裂缝进行氢储能的方法,其特征在于,向枯竭天然气井注入的氢...

【专利技术属性】
技术研发人员:王海洋接叶楠孙颖徐豪邹易刘二虎谷团周德胜
申请(专利权)人:西安石油大学
类型:发明
国别省市:

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