利用深部鹽巖洞穴進行能源地下儲備是國際上廣泛認可的能源儲備方式,也是我國能源戰(zhàn)略儲備的重點部署方向之一。由于國家能源儲備的巨大需求,我國鹽巖能源地下儲庫群大規(guī)模興建已經(jīng)開始,如:建設(shè)中的江蘇金壇鹽巖儲氣庫,2010 年將達到15 個單腔(單腔容積約為20 萬m3)的規(guī)模,最終將形成由100-120個單腔組成的密集地下氣庫群。同時,一個由50~60 個單腔組成的大型地下石油儲庫群也將在江蘇金壇鹽礦興建,原油儲備可達300~600 萬噸。盡管相對于其它地下能源儲備圍巖體,鹽巖能源地下儲備庫具有較好的安全性,但近三十年來,國外鹽巖地下儲庫災(zāi)難性事故,如油氣滲漏、溶腔失效和庫區(qū)地表沉陷等仍時有發(fā)生,且事故突發(fā)性強、破壞力大,對安全及環(huán)境產(chǎn)生巨大災(zāi)難性影響。而我國在鹽巖地下儲庫建設(shè)方面剛剛開始,缺乏經(jīng)驗,特別是與國外巨厚鹽丘儲庫相比,我國巖鹽地層具有埋深淺、成層分布、夾層較多,地質(zhì)條件相對復(fù)雜等特點,薄夾層的存在增大了形成油氣滲漏通道的風(fēng)險,儲庫密集增加了單洞垮塌引發(fā)連鎖性庫群災(zāi)變的可能,埋深較淺加劇了地表沉陷。況且,這些能源地下儲庫又均緊鄰人口稠密、經(jīng)濟較為發(fā)達地區(qū),此類事故一旦發(fā)生,不但影響能源儲備安全,而且危害人民的生命和財產(chǎn)安全。地下儲氣庫溶腔的形狀控制對于儲氣庫長期的穩(wěn)定性至關(guān)重要。在儲氣庫建設(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)化各項參數(shù)及其調(diào)整時間。
本套實驗裝置可以實現(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,造腔工藝對鹽腔形態(tài)的影響以及多夾層鹽巖在多場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氣庫造腔過程最優(yōu)的施工控制參數(shù),為實際鹽穴儲氣庫設(shè)計和建造提供技術(shù)支持。