利用深部鹽巖洞穴進(jìn)行能源地下儲(chǔ)備是國(guó)際上廣泛認(rèn)可的能源儲(chǔ)備方式,也是我國(guó)能源戰(zhàn)略儲(chǔ)備的重點(diǎn)部署方向之一。由于國(guó)家能源儲(chǔ)備的巨大需求,我國(guó)鹽巖能源地下儲(chǔ)庫(kù)群大規(guī)模興建已經(jīng)開始,如:建設(shè)中的江蘇金壇鹽巖儲(chǔ)氣庫(kù),2010 年將達(dá)到15 個(gè)單腔(單腔容積約為20 萬m3)的規(guī)模,最終將形成由100-120個(gè)單腔組成的密集地下氣庫(kù)群。同時(shí),一個(gè)由50~60 個(gè)單腔組成的大型地下石油儲(chǔ)庫(kù)群也將在江蘇金壇鹽礦興建,原油儲(chǔ)備可達(dá)300~600 萬噸。盡管相對(duì)于其它地下能源儲(chǔ)備圍巖體,鹽巖能源地下儲(chǔ)備庫(kù)具有較好的安全性,但近三十年來,國(guó)外鹽巖地下儲(chǔ)庫(kù)災(zāi)難性事故,如油氣滲漏、溶腔失效和庫(kù)區(qū)地表沉陷等仍時(shí)有發(fā)生,且事故突發(fā)性強(qiáng)、破壞力大,對(duì)安全及環(huán)境產(chǎn)生巨大災(zāi)難性影響。而我國(guó)在鹽巖地下儲(chǔ)庫(kù)建設(shè)方面剛剛開始,缺乏經(jīng)驗(yàn),特別是與國(guó)外巨厚鹽丘儲(chǔ)庫(kù)相比,我國(guó)巖鹽地層具有埋深淺、成層分布、夾層較多,地質(zhì)條件相對(duì)復(fù)雜等特點(diǎn),薄夾層的存在增大了形成油氣滲漏通道的風(fēng)險(xiǎn),儲(chǔ)庫(kù)密集增加了單洞垮塌引發(fā)連鎖性庫(kù)群災(zāi)變的可能,埋深較淺加劇了地表沉陷。況且,這些能源地下儲(chǔ)庫(kù)又均緊鄰人口稠密、經(jīng)濟(jì)較為發(fā)達(dá)地區(qū),此類事故一旦發(fā)生,不但影響能源儲(chǔ)備安全,而且危害人民的生命和財(cái)產(chǎn)安全。地下儲(chǔ)氣庫(kù)溶腔的形狀控制對(duì)于儲(chǔ)氣庫(kù)長(zhǎng)期的穩(wěn)定性至關(guān)重要。在儲(chǔ)氣庫(kù)建設(shè)過程中,溶腔形狀控制參數(shù)主要包括油墊方式與位置、注采管柱位置、循環(huán)方式及注入排量等,良好的溶腔形狀控制需要優(yōu)化各項(xiàng)參數(shù)及其調(diào)整時(shí)間。
本套實(shí)驗(yàn)裝置可以實(shí)現(xiàn)鹽巖造腔過程物理模擬的可視化。研究多夾層鹽巖在多場(chǎng)耦合條件下的造腔過程,形態(tài)變化規(guī)律,夾層破壞過程,鹵水濃度變化規(guī)律,造腔工藝對(duì)鹽腔形態(tài)的影響以及多夾層鹽巖在多場(chǎng)耦合條件下的溶解速度等變化情況,通過與數(shù)值模擬相結(jié)合,最終確定多夾層巖鹽儲(chǔ)氣庫(kù)造腔過程最優(yōu)的施工控制參數(shù),為實(shí)際鹽穴儲(chǔ)氣庫(kù)設(shè)計(jì)和建造提供技術(shù)支持。