[實用新型]咸水層儲氫庫注采系統

有效

• 申請號: 202222771992.0
• 申請日: 2022-10-20
• 公開（公告）號: CN218177214U
• 公開（公告）日: 2022-12-30
• 發明（設計）人: 孫騫;唐晗婧;阮昊;唐星鑫
• 申請（專利權）人: 中國地質大學（北京）
• 主分類號: E21B43/30
• 分類號: E21B43/30;E21B43/16
• 代理公司: 北京恒律知識產權代理有限公司 11416
• 代理人: 張朝輝

本實用新型公開一種咸水層儲氫庫注采系統，涉及氫氣儲氣庫技術領域，主要包括注氣井和采氣井，其中，所述注氣井伸入咸水層的底部，以注入氫氣；所述采氣井伸入所述咸水層的頂部，以采集氫氣；所述注氣井與所述采氣井通過所述咸水層連通。本實用新型能夠降低采收氫氣時的產水量，提高氫氣采收率，改善儲氫庫供氣能力。

技術領域

本實用新型涉及氫氣儲氣庫技術領域，特別是涉及一種咸水層儲氫庫注采系統。

背景技術

基于目前全球氣候變暖、碳中和要求迫在眉睫、能源供需關系緊張的形勢，更全面高效地利用新能源是具有研究價值的課題。燃燒性能好、熱值高、零碳排放等特性使氫氣成為極具潛能的新型能源之一，氫氣制取方式多樣，如熱化學、電解、生物質制氫或直接利用太陽能制氫等；通過構建氫氣儲氣庫，在耗能低峰季節儲存制備的氫氣，并在耗能高峰季節產出利用，是緩解季節性能源供需壓力、降低碳排放的重要手段。

現階段氫氣儲氣庫技術主要有三種，具體如下：

1.地下鹽穴儲氣庫：鹽穴指的是地下鹽礦挖掘后形成的人工礦坑，可建造在深達2000米的地下，存氣量可達一百萬方；這種儲氣庫的封閉性強且不容易發生化學反應，但其缺點是力學穩定性受到鹽穴深度的限制，且存氣量遠遠小于衰竭油氣藏與地下咸水層，比較適合于中短期、小體積的氫氣儲存。

2.衰竭油氣藏：油氣藏是一種含油氣的地質圈閉，頂部覆蓋著稱為蓋層的不滲透層，底部與邊緣由含水層支撐，具有良好的密封性和完整性；商業開采結束后的油氣藏被稱為衰竭油氣藏，由于在油氣開采過程中會獲取大量地質勘查資料，因此衰竭油氣藏地質結構明確，有利于選擇儲氣庫的注采點。但利用衰竭油氣藏儲存氫氣存在的主要問題是氫氣容易與儲層中殘余的烴類化合物發生反應，從而影響采收氫氣的純度。

3.地下咸水層儲氣庫：咸水層是指被咸水填充的地下多孔介質，與地下巖穴與衰竭油氣藏相比，咸水層具有分布范圍極廣、儲氣量極大的特點，是儲存氫氣的理想選擇。

現階段咸水層儲氫技術尚處于探索階段，僅在英國、美國、法國等國家進行過少量嘗試，其注采流程通常分為：

1.墊層氣注入階段：向咸水層中注入一定量的氣體，在注氣井周圍建立氣體富集區，在該階段注入的氣體被稱為墊層氣；

2.工作氣注入階段：向咸水層中注入所制備的氫氣，在該階段注入的氫氣將在采氣階段進行采收，這部分氣體被稱為工作氣；

3.關井階段：所制備的工作氣注入結束后，關閉注氣井；

4.采氣階段：打開采氣井，采收工作氣。

現有的咸水層氫氣儲氣庫注采主要通過鉆一口直井或水平井，向地下咸水層進行周期性的氣體注采循環；這種向咸水層注氣的方法廣泛應用于天然氣儲氣庫、二氧化碳地質封存等工程應用。但是當構建氫氣儲氣庫時，由于氫氣的密度特別低、擴散能力特別強，若仍采用單直井的氣體注采方法，在氫氣注入階段結束后，注入的氣體會迅速向儲層上部運移，形成水平擴散范圍大，但厚度較薄的氫氣富集區。在采氣階段，由于氫氣富集區的厚度較薄，容易導致地層原生水通過直井產出，造成氫氣采收率低、儲氣庫供氣量不足的技術難題。

實用新型內容

本實用新型的目的是提供一種咸水層儲氫庫注采系統，以解決上述現有技術存在的問題，能夠降低采收氫氣時的產水量，提高氫氣采收率，改善儲氫庫供氣能力。

為實現上述目的，本實用新型提供了如下方案：

本實用新型提供一種咸水層儲氫庫注采系統，包括：

注氣井，所述注氣井伸入咸水層的底部，以注入氫氣；

采氣井，所述采氣井伸入所述咸水層的頂部，以采集氫氣；

所述注氣井與所述采氣井通過所述咸水層連通。