一种盐穴储气库腔底沉渣空隙利用能力评价装置及方法与流程

1.本发明涉及盐穴储气库钻完井工艺技术领域，尤其涉及一种盐穴储气库腔底沉渣空隙利用能力评价装置及方法。


背景技术：

2.盐穴储气库作为天然气地下储存的“仓库”，具有季节调峰、保障供应以及天然气战略储备的重要作用。针对低品位、多夹层盐矿地层中建设储气库，在造腔结束后，大量盐岩不溶物堆积在腔体底部，连同充填在堆积物空隙内的卤水会形成沉渣空间，占据储气空间，降低腔体利用率，制约盐穴储气库建设。现有技术中，没有排出卤水的方法，卤水始终在腔体底部，导致占据储气空间，天然气的含水量较高。


技术实现要素：

3.本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种盐穴储气库腔底沉渣空隙利用能力评价装置及方法。
4.本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种盐穴储气库腔底沉渣空隙利用能力评价装置，包括：模拟腔体、顶部进气阀、底部进气阀、底部放空阀、顶部进液阀、底部排液阀、注水泵、存水箱以及用于向模拟腔体注入气体的气体加压系统，所述模拟腔体的顶部分别通过管路与所述顶部进气阀以及所述顶部进液阀连接，所述模拟腔体的底部分别通过管路与所述底部放空阀以及所述底部排液阀连接，所述底部放空阀通过管路与所述底部进气阀连接，所述顶部进气阀以及所述底部进气阀通过管路与所述气体加压系统连接，所述气体加压系统以及所述底部排液阀通过管路与所述注水泵连接，所述存水箱与所述注水泵连接，所述模拟腔体的底部设有沉渣，所述存水箱中装有卤水。
5.采用本发明技术方案的有益效果是：模拟真实盐腔底部盐岩不溶物残渣堆积情况，评估盐穴储气库腔底沉渣空隙利用能力，通过注气排卤将沉渣空间内的部分卤水排出，评估测试沉渣空间有效储气体积，不仅提高腔体利用率，还降低储气库内天然水的含量，并为腔底沉渣空隙利用提供室内实验依据。能够用于确定腔底沉渣空隙的利用率，便于评估沉渣空隙卤水排出能力及排卤后沉渣空间的气体渗入效果以及储气能力，扩大盐穴储气能力。
6.进一步地，所述气体加压系统包括：空气瓶、空气压缩机、气体增压泵以及气体减压阀，所述气体增压泵分别通过管路与所述空气瓶、所述空气压缩机以及所述气体减压阀连接，所述气体减压阀通过管路与所述顶部进气阀以及所述底部进气阀连接。
7.采用上述进一步技术方案的有益效果是：气体加压系统用于模拟实验过程中向模拟腔体注入高压气体增压。空气瓶与气体增压泵相连，用于提供气体增压系统(气体加压系统)部分所需气体。空气压缩机与气体增压泵相连，用于提供模拟实验用压缩空气。气体流经气体增压泵后，增压的高压气体再通过气体减压阀与腔体模拟实验仪(模拟腔体)顶部和底部相连，用于提供所需高压气体。
8.进一步地，所述空气压缩机和所述气体增压泵之间的管路上设有第一压力表，所述空气瓶和所述气体增压泵之间的管路上设有第二压力表，所述气体减压阀和所述顶部进气阀之间的管路上设有第三压力表。
9.采用上述进一步技术方案的有益效果是：压力表的设置，便于精准控制气压，提高实验精准度，提高评价结果的可靠性。
10.进一步地，所述空气压缩机和所述气体增压泵之间的管路上设有第一开关，所述空气瓶通过第二开关与所述空气压缩机和所述气体增压泵之间的管路连接，所述空气瓶和所述气体增压泵之间的管路上设有第三开关，所述空气压缩机为静音式空气压缩机。
11.采用上述进一步技术方案的有益效果是：开关的设置，便于用户根据实际需要启闭不同部件，提高用户体验，增加实验功能以及实验种类。
12.进一步地，所述模拟腔体的顶部连接有单向阀门，所述单向阀门通过管路与所述顶部进液阀连接，所述模拟腔体和所述顶部进气阀之间的管路上设有第四压力表。
13.采用上述进一步技术方案的有益效果是：单向阀门用于防止液体以及气体倒流，提高装置稳定性以及可靠性。第四压力表便于用户实时监测模拟腔体的压力。
14.进一步地，所述模拟腔体的顶部连接有泄压阀。
15.采用上述进一步技术方案的有益效果是：泄压阀用于过载泄压，提高安全性。
16.进一步地，所述沉渣的制作材料为含有泥质夹层、钙芒硝层以及硬石膏层的盐岩，所述沉渣为不同粒径的沉渣。
17.采用上述进一步技术方案的有益效果是：使用含有泥质夹层、钙芒硝层、硬石膏层等大量难溶夹层的盐岩试样来制备盐岩不溶混合物，构造不同粒径沉渣样品混合后的盐腔底部沉渣，模拟由于围岩开挖应力释放、卤水浸泡软化和溶蚀等原因导致的盐层和夹层重力、挤压、失稳破坏，并最终沉积到腔底，提高模拟仿真度，提高数据精准性。
18.此外，本发明还提供了一种盐穴储气库腔底沉渣空隙利用能力评价方法，基于上述任意一项所述的一种盐穴储气库腔底沉渣空隙利用能力评价装置，盐穴储气库腔底沉渣空隙利用能力评价方法包括：
19.s1、打开顶部进气阀、底部放空阀以及注水泵，向模拟腔体内注卤水，直至模拟腔体注满；
20.s2、打开底部排液阀排水，直至卤水液面高于沉渣上表面预设距离，静置，并记录饱和水量，其中，饱和水量为沉渣空间的空隙体积；
21.s3、打开顶部进气阀以及气体加压系统向模拟腔体内部按照预设注气压力注入气体，直至停止出水；
22.s4、以预设压力梯度增压注气，直至出水量为零，稳压预设时间后，记录排水量，其中，排水量为沉渣空间内的储气体积。
23.采用本发明技术方案的有益效果是：模拟真实盐腔底部盐岩不溶物残渣堆积情况，评估盐穴储气库腔底沉渣空隙利用能力，通过注气排卤将沉渣空间内的部分卤水排出，评估测试沉渣空间有效储气体积，不仅提高腔体利用率，还降低储气库内天然水的含量，并为腔底沉渣空隙利用提供室内实验依据。能够用于确定腔底沉渣空隙的利用率，便于评估沉渣空隙卤水排出能力及排卤后沉渣空间的气体渗入效果以及储气能力，扩大盐穴储气能力。
24.进一步地，步骤s1之前包括：
25.s11、将模拟腔体放在旋转水平支架上；
26.s12、将模拟腔体顺时针旋转45度倾斜设置；
27.s13、利用含有泥质夹层、钙芒硝层以及硬石膏层的盐岩制造不同粒径的沉渣，并将沉渣放入模拟腔体底部；
28.s14、将模拟腔体旋转至水平状态，并左右翻转模拟腔体底部的沉渣；
29.s15、安装顶部进气阀、底部进气阀、底部放空阀、顶部进液阀、底部排液阀、注水泵、存水箱以及用于向模拟腔体注入气体的气体加压系统；
30.s16、将模拟腔体旋转至竖直状态。
31.采用上述进一步技术方案的有益效果是：使用含有泥质夹层、钙芒硝层、硬石膏层等大量难溶夹层的盐岩试样来制备盐岩不溶混合物，构造不同粒径沉渣样品混合后的盐腔底部沉渣，模拟由于围岩开挖应力释放、卤水浸泡软化和溶蚀等原因导致的盐层和夹层重力、挤压、失稳破坏，并最终沉积到腔底，提高模拟仿真度，提高数据精准性。
32.进一步地，预设距离数值范围为100mm-200mm，预设注气压力0.3mpa，预设压力梯度为0.3mpa，预设时间为一小时。
33.采用上述进一步技术方案的有益效果是：各个数值以及数值范围的设置，提高精准度，提高实验真实度以及可靠性。
34.本发明附加的方面的优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明实践了解到。
附图说明
35.图1为本发明实施例提供的盐穴储气库腔底沉渣空隙利用能力评价装置的结构示意图。
36.图2为本发明实施例提供的盐穴储气库腔底沉渣空隙利用能力评价方法的示意性流程图之一。
37.图3为本发明实施例提供的盐穴储气库腔底沉渣空隙利用能力评价方法的示意性流程图之二。
38.附图标号说明：1、模拟腔体；2、顶部进气阀；3、底部进气阀；4、底部放空阀；5、顶部进液阀；6、底部排液阀；7、注水泵；8、存水箱；9、气体加压系统；10、沉渣；11、空气瓶；12、空气压缩机；13、气体增压泵；14、气体减压阀；15、第一压力表；16、第二压力表；17、第三压力表；18、第一开关；19、第二开关；20、第三开关；21、第四压力表；22、泄压阀；23、腔体模拟实验仪。
具体实施方式
39.以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
40.如图1所示，本发明实施例提供了一种盐穴储气库腔底沉渣空隙利用能力评价装置，包括：模拟腔体1、顶部进气阀2、底部进气阀3、底部放空阀4、顶部进液阀5、底部排液阀6、注水泵7、存水箱8以及用于向模拟腔体1注入气体的气体加压系统9，所述模拟腔体1的顶
部分别通过管路与所述顶部进气阀2以及所述顶部进液阀5连接，所述模拟腔体1的底部分别通过管路与所述底部放空阀4以及所述底部排液阀6连接，所述底部放空阀4通过管路与所述底部进气阀2连接，所述顶部进气阀2以及所述底部进气阀3通过管路与所述气体加压系统9连接，所述气体加压系统9以及所述底部排液阀6通过管路与所述注水泵7连接，所述存水箱8与所述注水泵7连接，所述模拟腔体1的底部设有沉渣10，所述存水箱8中装有卤水。
41.采用本发明技术方案的有益效果是：模拟真实盐腔底部盐岩不溶物残渣堆积情况，评估盐穴储气库腔底沉渣空隙利用能力，通过注气排卤将沉渣空间内的部分卤水排出，评估测试沉渣空间有效储气体积，不仅提高腔体利用率，还降低储气库内天然水的含量，并为腔底沉渣空隙利用提供室内实验依据。能够用于确定腔底沉渣空隙的利用率，便于评估沉渣空隙卤水排出能力及排卤后沉渣空间的气体渗入效果以及储气能力，扩大盐穴储气能力。
42.图1中左侧虚线框为气体加压系统9，右侧虚线框为腔体模拟实验仪23。
43.通过盐穴储气库腔底沉渣空隙利用能力评价实验，模拟真实盐腔底部盐岩不溶物残渣堆积情况，评估盐穴储气库腔底沉渣空隙利用能力，并为腔底沉渣空隙利用提供室内实验依据。选取含有泥质夹层、钙芒硝层、硬石膏层等大量难溶夹层的盐岩试样作为底部沉渣的基本成分，使用腔底沉渣空隙利用能力评价装置进行模拟实验，确定腔底沉渣空隙利用能力，以评估沉渣空隙卤水排出能力及卤水排出后的气体渗入效果，有效扩大盐穴储气能力，为盐穴储气库安全高效运行提供切实可行的技术方法。
44.本发明的盐穴储气库腔底沉渣空隙利用能力评价装置，可以为腔底沉渣空隙利用能力评价模拟装置由两部分组成，分别为辅助装置-气体加压组合系统(气体加压系统)和实验装置-腔体模拟实验仪23，具体包括：
45.气体加压组合系统(气体加压系统)指用于模拟实验过程中向模拟腔体注入高压气体增压，分别包括空气瓶、静音式空气压缩机(空气压缩机)、气体增压泵、气体减压阀、计量压力表(第一压力表、第二压力表以及第三压力表)等。
46.空气瓶与气体增压泵相连，用于提供气体增压系统(气体加压系统)部分所需气体。
47.静音式空气压缩机(空气压缩机)与气体增压泵相连，用于提供模拟实验用压缩空气。
48.气体流经气体增压泵后，增压的高压气体再通过气体减压阀与腔体模拟实验仪(腔体模拟实验仪的模拟腔体)顶部和底部相连，用于提供所需高压气体。
49.腔体模拟实验仪23是腔底沉渣空隙利用能力评价模拟装置的主体，用于测试注气排卤中沉渣空隙卤水排出后用于存储气体的可能性，评估气体渗入效果。腔体模拟实验仪23包括顶部进气阀、底部进气阀、底部放空阀、顶部进液阀、底部排液阀、单向阀门、注水泵、存水箱、计量压力表(第四压力表)等。
50.腔体模拟实验仪通过腔体(模拟腔体)底部进气阀、顶部进气阀以及底部放空阀与气体加压组合系统(气体加压系统)相连，用于提供实验过程中腔体模拟实验仪23所需气体压力。
51.腔体模拟实验仪23通过顶部进液阀和单向阀门与注水泵相连，用于提供实验过程中腔体模拟实验仪所需实验液体。底部通过底部放空阀调节底部压力。底部通过底部排液
阀、单向阀门等与注水泵相连，用于调节或排出实验过程中底部所需实验液体。
52.如图1所示，进一步地，所述气体加压系统9包括：空气瓶11、空气压缩机12、气体增压泵13以及气体减压阀14，所述气体增压泵13分别通过管路与所述空气瓶11、所述空气压缩机12以及所述气体减压阀14连接，所述气体减压阀14通过管路与所述顶部进气阀2以及所述底部进气阀3连接。
53.采用上述进一步技术方案的有益效果是：气体加压系统用于模拟实验过程中向模拟腔体注入高压气体增压。空气瓶与气体增压泵相连，用于提供气体增压系统(气体加压系统)部分所需气体。空气压缩机与气体增压泵相连，用于提供模拟实验用压缩空气。气体流经气体增压泵后，增压的高压气体再通过气体减压阀与腔体模拟实验仪(模拟腔体)顶部和底部相连，用于提供所需高压气体。
54.如图1所示，进一步地，所述空气压缩机12和所述气体增压泵13之间的管路上设有第一压力表15，所述空气瓶11和所述气体增压泵13之间的管路上设有第二压力表16，所述气体减压阀14和所述顶部进气阀2之间的管路上设有第三压力表17。
55.采用上述进一步技术方案的有益效果是：压力表的设置，便于精准控制气压，提高实验精准度，提高评价结果的可靠性。
56.如图1所示，进一步地，所述空气压缩机12和所述气体增压泵13之间的管路上设有第一开关18，所述空气瓶11通过第二开关19与所述空气压缩机12和所述气体增压泵13之间的管路连接，所述空气瓶11和所述气体增压泵13之间的管路上设有第三开关20，所述空气压缩机12为静音式空气压缩机。
57.采用上述进一步技术方案的有益效果是：开关的设置，便于用户根据实际需要启闭不同部件，提高用户体验，增加实验功能以及实验种类。
58.如图1所示，进一步地，所述模拟腔体1的顶部连接有单向阀门，所述单向阀门通过管路与所述顶部进液阀5连接，所述模拟腔体1和所述顶部进气阀2之间的管路上设有第四压力表21。
59.采用上述进一步技术方案的有益效果是：单向阀门用于防止液体以及气体倒流，提高装置稳定性以及可靠性。第四压力表便于用户实时监测模拟腔体的压力。
60.如图1所示，进一步地，所述模拟腔体1的顶部连接有泄压阀22。
61.采用上述进一步技术方案的有益效果是：泄压阀用于过载泄压，提高安全性。
62.如图1所示，进一步地，所述沉渣10的制作材料为含有泥质夹层、钙芒硝层以及硬石膏层的盐岩，所述沉渣10为不同粒径的沉渣。
63.采用上述进一步技术方案的有益效果是：使用含有泥质夹层、钙芒硝层、硬石膏层等大量难溶夹层的盐岩试样来制备盐岩不溶混合物，构造不同粒径沉渣样品混合后的盐腔底部沉渣，模拟由于围岩开挖应力释放、卤水浸泡软化和溶蚀等原因导致的盐层和夹层重力、挤压、失稳破坏，并最终沉积到腔底，提高模拟仿真度，提高数据精准性。
64.本发明实施例的盐穴储气库腔底沉渣空隙利用能力评价装置，能够用于确定腔底沉渣空隙的利用率，以此来评估沉渣空隙卤水排出能力及排卤后沉渣空间的储气能力。模拟真实腔体内腔底沉积情况，通过注气排卤将沉渣空间内的部分卤水排出，评估测试沉渣空间有效储气体积，不仅可以提高腔体利用率，还可以降低储气库内天然水的含量，为盐穴储气库腔底沉渣空隙利用能力评价提供室内实验依据。
65.如图2所示，此外，本发明还提供了一种盐穴储气库腔底沉渣空隙利用能力评价方法，基于上述任意一项所述的一种盐穴储气库腔底沉渣空隙利用能力评价装置，盐穴储气库腔底沉渣空隙利用能力评价方法包括：
66.s1、打开顶部进气阀、底部放空阀以及注水泵，向模拟腔体内注卤水，直至模拟腔体注满；
67.s2、打开底部排液阀排水，直至卤水液面高于沉渣上表面预设距离，静置，并记录饱和水量，其中，饱和水量为沉渣空间的空隙体积；
68.s3、打开顶部进气阀以及气体加压系统向模拟腔体内部按照预设注气压力注入气体，直至停止出水；
69.s4、以预设压力梯度增压注气，直至出水量为零，稳压预设时间后，记录排水量，其中，排水量为沉渣空间内的储气体积。
70.采用本发明技术方案的有益效果是：模拟真实盐腔底部盐岩不溶物残渣堆积情况，评估盐穴储气库腔底沉渣空隙利用能力，通过注气排卤将沉渣空间内的部分卤水排出，评估测试沉渣空间有效储气体积，不仅提高腔体利用率，还降低储气库内天然水的含量，并为腔底沉渣空隙利用提供室内实验依据。能够用于确定腔底沉渣空隙的利用率，便于评估沉渣空隙卤水排出能力及排卤后沉渣空间的气体渗入效果以及储气能力，扩大盐穴储气能力。
71.进一步地，步骤s1之前包括：
72.s11、将模拟腔体放在旋转水平支架上；
73.s12、将模拟腔体顺时针旋转45度倾斜设置；
74.s13、利用含有泥质夹层、钙芒硝层以及硬石膏层的盐岩制造不同粒径的沉渣，并将沉渣放入模拟腔体底部；
75.s14、将模拟腔体旋转至水平状态，并左右翻转模拟腔体底部的沉渣；
76.s15、安装顶部进气阀、底部进气阀、底部放空阀、顶部进液阀、底部排液阀、注水泵、存水箱以及用于向模拟腔体注入气体的气体加压系统；
77.s16、将模拟腔体旋转至竖直状态。
78.采用上述进一步技术方案的有益效果是：使用含有泥质夹层、钙芒硝层、硬石膏层等大量难溶夹层的盐岩试样来制备盐岩不溶混合物，构造不同粒径沉渣样品混合后的盐腔底部沉渣，模拟由于围岩开挖应力释放、卤水浸泡软化和溶蚀等原因导致的盐层和夹层重力、挤压、失稳破坏，并最终沉积到腔底，提高模拟仿真度，提高数据精准性。
79.进一步地，预设距离数值范围为100mm-200mm，预设注气压力0.3mpa，预设压力梯度为0.3mpa，预设时间为一小时。
80.采用上述进一步技术方案的有益效果是：各个数值以及数值范围的设置，提高精准度，提高实验真实度以及可靠性。
81.如图3所示，一种盐穴储气库腔底沉渣空隙利用能力评价方法，包括以下步骤：
82.1)腔体模拟实验仪沉积物装填：首先将腔体模拟实验装置(腔体模拟实验仪)外端安放在两边及中间共三位固定点的可旋转水平支架上，拆除模拟装置(腔体模拟实验仪)上端顶部进气阀口、顶部进液阀口外的两处套管堵头，点击控制箱上的“旋转”按钮，使腔体模拟仪(模拟腔体)顺时针旋转形成45度倾斜角度，与地面保持一定稳定的高度差。然后利用
盐岩试样制备盐岩不溶物来构造腔底沉积物。具体为，可以使用含有泥质夹层、钙芒硝层、硬石膏层等大量难溶夹层的盐岩试样来制备盐岩不溶混合物，构造不同粒径沉渣样品混合后的盐腔底部沉渣，模拟由于围岩开挖应力释放、卤水浸泡软化和溶蚀等原因导致的盐层和夹层重力、挤压、失稳破坏，并最终沉积到腔底。
83.将实验用典型沉渣粒径样品(沉渣)小心装入腔体模拟实验仪(模拟腔体)中，含量依据实验需要而定，一边加沉渣一边可用搅拌棒轻轻辅助送入桶底(模拟腔体的底部)，但要注意避免多次触碰内部腔体壁面。在加入沉渣混合物后，将密封面的沉渣擦净，确保密封面整洁后，整理密封面使其密封井筒(模拟腔体)，将管外端部法兰用螺母固定，使模拟实验仪(模拟腔体)密封，随后启动控制箱“旋转”按钮，将腔体模拟实验仪旋转放置水平。
84.2)腔体模拟实验仪设备安装：用吊车吊装牵引模拟装置(模拟腔体)上部并固定，启动旋转减速机左右翻转模拟实验仪(模拟腔体)内沉渣，要注意翻转方向，确保顶部进液阀在上端，底部排液阀在下端。然后将模拟仪器(模拟腔体)放置于合适方位，连接注气管、注水管、排水管等。并将压力传感器(第四压力表)接线连接好。再连接好各管路和压力传感器(第四压力表)接线，将模拟装置(模拟腔体)翻转90度到与地面垂直的位置。
85.3)实验设备注水加压：将存水箱加满卤水，开启模拟实验仪的顶部进液阀，开启底部放空阀，开启注水泵向模拟腔体内注水，当实验仪(腔体模拟实验仪)底部放空阀出水时即表示井筒(模拟腔体)已满。打开底部排液阀，利用水的自然重力压实腔体(模拟腔体)内坍塌物使其沉积，确保充入下部沉渣位置的卤水液面高度高出沉渣上表面约100mm(数值范围可以为100-200mm)时停止排水，静置，使卤水充分填充到沉渣空隙中，记录饱和水量，该饱和水量即为此状态下沉渣空间的空隙体积。适当时候可根据实际情况继续向腔体(模拟腔体)内补充水。当补充水结束后要关闭顶部进液阀。静置后打开顶部进气阀，向腔体(模拟腔体)内注入高压气体加压，模拟注气排卤过程，根据实际实验需要来确定排水或不排水。
86.4)进行注气排卤试验：在饱和水后，采用气驱水的方式在模型腔体(模拟腔体)内进行底部沉渣注气排卤实验模拟。打开气体加压系统以及顶部进气阀，以低压0.3mpa的注气压力缓慢向模型管(模拟腔体)的沉渣中平稳注气，实时观察记录底部排水量。当底部停止出水后，仍以0.3mpa的压力梯度增压，直至排水口出水量为零时，稳压一小时后停止实验，记录总的排出水量，总排出水量即为沉渣空间内的有效可利用储气体积。
87.5)实验装置整理：在实验结束后，打开底部放空阀卸去气压，再打开底部排液阀排空卸压。拆去注液、气管等，拆去压力传感器(第四压力表)连接线，翻转旋转支架至水平。最后拆去外部旋转固定支架，用吊车吊下整体模拟装置(盐穴储气库腔底沉渣空隙利用能力评价装置)，平放在地面支架上，实验装置归位。实验完成。
88.其中，在拆除顶部进液口端部法兰盖，拆下环状密封堵头时，可使用配套的拆卸夹具，向外拉出密封堵头，以保证安全。以同样的方式拆除底部排液口端部法兰盖，拆下环状密封堵头。注意拆卸夹具拉出堵头时，两端顶出螺钉需交替进行，避免单边受力时堵头倾斜，单边剐蹭实验仪密封面。
89.拆除堵头后，慢慢取下顶杆、底杆及夹具等，清理实验仪(模拟腔体)内部沉渣，尽量清理干净，可采用一些辅助工具，如软毛刷等，防止清理时伤害仪器内筒密封面。
90.为保证实验精度，上述方法可重复测试3次进行校准。
91.最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽
管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

技术特征：
1.一种盐穴储气库腔底沉渣空隙利用能力评价装置，其特征在于，包括：模拟腔体、顶部进气阀、底部进气阀、底部放空阀、顶部进液阀、底部排液阀、注水泵、存水箱以及用于向模拟腔体注入气体的气体加压系统，所述模拟腔体的顶部分别通过管路与所述顶部进气阀以及所述顶部进液阀连接，所述模拟腔体的底部分别通过管路与所述底部放空阀以及所述底部排液阀连接，所述底部放空阀通过管路与所述底部进气阀连接，所述顶部进气阀以及所述底部进气阀通过管路与所述气体加压系统连接，所述气体加压系统以及所述底部排液阀通过管路与所述注水泵连接，所述存水箱与所述注水泵连接，所述模拟腔体的底部设有沉渣，所述存水箱中装有卤水。2.根据权利要求1所述的一种盐穴储气库腔底沉渣空隙利用能力评价装置，其特征在于，所述气体加压系统包括：空气瓶、空气压缩机、气体增压泵以及气体减压阀，所述气体增压泵分别通过管路与所述空气瓶、所述空气压缩机以及所述气体减压阀连接，所述气体减压阀通过管路与所述顶部进气阀以及所述底部进气阀连接。3.根据权利要求2所述的一种盐穴储气库腔底沉渣空隙利用能力评价装置，其特征在于，所述空气压缩机和所述气体增压泵之间的管路上设有第一压力表，所述空气瓶和所述气体增压泵之间的管路上设有第二压力表，所述气体减压阀和所述顶部进气阀之间的管路上设有第三压力表。4.根据权利要求2所述的一种盐穴储气库腔底沉渣空隙利用能力评价装置，其特征在于，所述空气压缩机和所述气体增压泵之间的管路上设有第一开关，所述空气瓶通过第二开关与所述空气压缩机和所述气体增压泵之间的管路连接，所述空气瓶和所述气体增压泵之间的管路上设有第三开关，所述空气压缩机为静音式空气压缩机。5.根据权利要求1所述的一种盐穴储气库腔底沉渣空隙利用能力评价装置，其特征在于，所述模拟腔体的顶部连接有单向阀门，所述单向阀门通过管路与所述顶部进液阀连接，所述模拟腔体和所述顶部进气阀之间的管路上设有第四压力表。6.根据权利要求1所述的一种盐穴储气库腔底沉渣空隙利用能力评价装置，其特征在于，所述模拟腔体的顶部连接有泄压阀。7.根据权利要求1所述的一种盐穴储气库腔底沉渣空隙利用能力评价装置，其特征在于，所述沉渣的制作材料为含有泥质夹层、钙芒硝层以及硬石膏层的盐岩，所述沉渣为不同粒径的沉渣。8.一种盐穴储气库腔底沉渣空隙利用能力评价方法，其特征在于，基于上述权利要求1至7任意一项所述的一种盐穴储气库腔底沉渣空隙利用能力评价装置，盐穴储气库腔底沉渣空隙利用能力评价方法包括：s1、打开顶部进气阀、底部放空阀以及注水泵，向模拟腔体内注卤水，直至模拟腔体注满；s2、打开底部排液阀排水，直至卤水液面高于沉渣上表面预设距离，静置，并记录饱和水量，其中，饱和水量为沉渣空间的空隙体积；s3、打开顶部进气阀以及气体加压系统向模拟腔体内部按照预设注气压力注入气体，直至停止出水；s4、以预设压力梯度增压注气，直至出水量为零，稳压预设时间后，记录排水量，其中，排水量为沉渣空间内的储气体积。
9.根据权利要求8所述的一种盐穴储气库腔底沉渣空隙利用能力评价方法，其特征在于，步骤s1之前包括：s11、将模拟腔体放在旋转水平支架上；s12、将模拟腔体顺时针旋转45度倾斜设置；s13、利用含有泥质夹层、钙芒硝层以及硬石膏层的盐岩制造不同粒径的沉渣，并将沉渣放入模拟腔体底部；s14、将模拟腔体旋转至水平状态，并左右翻转模拟腔体底部的沉渣；s15、安装顶部进气阀、底部进气阀、底部放空阀、顶部进液阀、底部排液阀、注水泵、存水箱以及用于向模拟腔体注入气体的气体加压系统；s16、将模拟腔体旋转至竖直状态。10.根据权利要求8所述的一种盐穴储气库腔底沉渣空隙利用能力评价方法，其特征在于，预设距离数值范围为100mm-200mm，预设注气压力0.3mpa，预设压力梯度为0.3mpa，预设时间为一小时。

技术总结
本发明提供了一种盐穴储气库腔底沉渣空隙利用能力评价装置及方法。盐穴储气库腔底沉渣空隙利用能力评价装置，包括：模拟腔体、顶部进气阀、底部进气阀、底部放空阀、顶部进液阀、底部排液阀、注水泵、存水箱以及用于向模拟腔体注入气体的气体加压系统，模拟腔体的顶部分别通过管路与顶部进气阀以及顶部进液阀连接，模拟腔体的底部分别通过管路与底部放空阀以及底部排液阀连接，底部放空阀通过管路与底部进气阀连接，顶部进气阀以及底部进气阀通过管路与气体加压系统连接，气体加压系统以及底部排液阀通过管路与注水泵连接，存水箱与注水泵连接，模拟腔体的底部设有沉渣，存水箱中装有卤水。卤水。卤水。


技术研发人员：戴鹍 刘天恩 宋恒宇 李景翠 袁光杰 夏焱 金根泰 路立君 万继方 任世举 董京楠 付盼 张弘 庞宇晗
受保护的技术使用者：中国石油集团工程技术研究院有限公司 北京石油机械有限公司
技术研发日：2023.04.19
技术公布日：2023/7/12