[發明專利]一種利用氣體方程原理調峰采鹵的方法

在審

• 申請號: 202210018542.6
• 申請日: 2022-01-07
• 公開（公告）號: CN115893450A
• 公開（公告）日: 2023-04-04
• 發明（設計）人: 劉凱;劉正友
• 申請（專利權）人: 江蘇國能石油天然氣有限公司;江蘇蘇鹽井神股份有限公司
• 主分類號: C01D3/06
• 分類號: C01D3/06;C01D3/04
• 代理公司: 北京卓恒知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 11394
• 代理人: 唐曙暉

本發明涉及一種利用氣體方程原理調峰采鹵的方法，包括：在巖鹽水溶開采過程中，預先在地下巖鹽溶腔內存儲一定體積的氣體。在用電谷期，集中向地下溶腔內注入淡水或淡鹽水，溶腔壓力升高，溶腔內的氣體被壓縮，實現增壓蓄能。在地下溶腔內，注入的淡水或淡鹽水溶解巖鹽后形成鹵水。打開鹽井出鹵閥門，溶腔內的鹵水被壓縮后的氣體擠壓出地面，實現鹽礦水溶開采。本專利充分利用谷期廉價的電力資源，集中向地下鹽腔注水，既可以節約鹽礦水溶開采的用電成本，具有顯著的經濟效益，還可以錯開用電峰期，有利于緩和電力供需矛盾，保障電力穩定。

技術領域

本發明涉及一種利用氣體方程原理調峰采鹵的方法，屬于井礦鹽水溶采礦和能源調峰存儲領域。

背景技術

近年來，井礦鹽生產已成為我國制鹽主流工藝，井礦鹽產量已超過5000萬噸/年，目前所占比例已超過海鹽，成為第一大鹽類。井礦鹽主要是采用水溶法進行資源開采，即利用鹽易溶于水的特性來進行資源開采，通過向地下鹽礦中注入淡水或淡鹽水后將鹽溶解成為鹵水，鹵水被開采到地面后用于鹽化工生產，與此同時在地下會形成一定體積的巖鹽溶腔，溶腔單體容積約10-80萬方。

井礦鹽常用的水溶開采方法主要有單井生產和井組生產兩種方式。其中，單井生產是只通過一口鹽井實現水溶開采，鹽井內一般有多個套管管柱，利用不同套管實現同時注水和排鹵，最終在井下形成一個單獨的溶腔。井組生產是由兩口或兩口以上的連通井組成，在連通井中分為注水井和排鹵井，淡水或淡鹽水通過注水井進入地下鹽腔后變成鹵水，鹵水經過地下連通通道至排鹵井然后排出地面，形成的巖鹽溶腔是由一組相互連通的溶腔組成。

在井礦鹽水溶開采過程中，主要的生產成本是采輸鹵設備的用電成本，而在整個用電成本中，高壓注水泵的用電占比很大，約占總用電成本的3/4。在不同時段，用電價格一般存在很大的差異。通常根據電費價格，將每天不同的時間段分為用電峰期、平期和谷期，電價高的時間段定為用電峰期，電價居中的時間段定為用電平期，電價低的時間段定為用電谷期，不同國家或地區的用電峰期、平期和谷期所對應的具體時間段存在一定差別。例如，在江蘇地區，用電峰期時間段為8:00-11:00和17:00-22:00，峰期電價約1.035元/度；平峰時間段為11:00-17:00和22:00-24:00，平期電價約為0.607元/度；用電谷期時間段為0:00-8:00，谷期電價僅約為0.259元/度。可以看出，用電谷期的電價僅為峰期和平期的25％和42.7％。因此，如果在用電谷期，利用廉價的電力資源，通過高壓注水泵集中進行注水生產，而在用電峰期和或平期不注水或少注水，那么將具有顯著經濟效益。

發明內容

本發明提供了一種利用氣體方程原理調峰采鹵的方法。在用電谷期，集中向地下溶腔內注入淡水或淡鹽水壓縮氣體蓄能。然后通過調節鹽井出鹵閥，根據理想氣體方程，實現鹽礦水溶開采。本發明充分利用谷期廉價的電力資源，不僅節約井礦鹽水溶開采的用電成本，具有顯著的經濟效益，還有利于緩和電力供需矛盾，保障電力穩定。

本發明涉及一種利用氣體方程原理調峰采鹵的方法，該方法包括以下步驟：

(1)在巖鹽礦區，選定一個密閉的巖鹽溶腔，對溶腔進行檢測，探明巖鹽溶腔的腔頂、腔底和井下套管口深度，以及巖鹽溶腔的體積，并生成溶腔體積隨深度的變化曲線；

(2)利用氣體壓縮機，向地下巖鹽溶腔注入一定體積的氣體，氣體在溶腔頂部形成一個氣墊層，氣水界面保持在生產套管口的上方；

(3)利用高壓注水泵，集中將淡水或淡鹽水注入到地下溶腔中，溶腔壓力逐漸升高，同時溶腔的氣體體積也被壓縮；

(4)淡水或淡鹽水進入地下溶腔后，溶解巖鹽資源成為鹵水，并存儲在溶腔的下部；

(5)打開出鹵閥門，溶腔內壓縮后的氣體逐漸膨脹，溶腔內的鹵水經由排鹵套管被擠壓出地面，實現鹽礦采鹵。

進一步地，步驟(2)中，氣水界面與生產套管管口的距離≥1m。