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武汉岩土所开展盐穴大型现场试验打破高杂质盐矿建库禁区

来源：油气地下储备与开发研究中心时间：2025-09-19

我国绝大部分盐矿杂质含量高，比如，江苏淮安张兴盐矿杂质含量高达45%、淮安赵集盐矿约为30%、湖北云应盐矿约为25~30%。在高杂质盐矿水溶造腔后，75%甚至以上的空间被沉渣堆积体占据，采用传统注气排卤工艺（图1a），只能排出上部空间卤水，有效可储气空间小，建库可行性差。

图1 高杂质盐矿U型盐穴：（a）传统的注气排卤技术（沉渣面以上排卤）VS （b）新型注气排卤技术（沉渣体底部排卤）

为打破高杂质盐矿建库禁区，2017年，中国科学院武汉岩土力学研究所油气地下储备与开发研究中心杨春和院士团队率先提出利用沉渣空隙储气的技术构想，并陆续获得多项发明专利。但是，利用盐矿沉渣空隙储存天然气在世界范围内暂无先例，属于新的技术领域，鲜有相关的研究和分析。2019年，为验证现场盐穴沉渣空间的水力连通性，团队联合江苏苏盐集团井神股份有限公司等单位，设计并开展了国际上首例盐穴“注卤排卤”大型现场试验。

图2 现场注卤排卤试验设计方案（共4组）（a-b）“一注一排”（新井排卤）（c）“一注一排”（老井排卤）（d）“两注一排”（新井排卤）

井神公司某高杂质U型盐穴，85%以上的空间被沉渣占据，属于典型的高杂质盐矿采卤溶腔。研究团队新钻排卤井打通该U型盐穴水平段（图1b），开展四组“两注一排”或“一注一排”的“注卤排卤”试验（图2、图3）来模拟实际工程“注气排卤”过程，验证盐穴沉渣堆积体水力连通性和可储性。

图3 现场三口井的温度和压力监测实景图

大型现场注卤排卤试验结果（图4）表明，四组试验的注采比均高于92%，表明试验过程中卤水损失量较小。现场试验结果揭示沉渣空隙水力连通性良好，比如，“一注一排”（图2c）试验中沉渣通道长达600 m以上，而卤水沿程压力总损失仅为0.747 MPa（图4c）。沉渣空隙率最高可达40%、渗透率介于10-9至10-11㎡范围。现场试验成果量化了沉渣空隙连通性和可储能力，论证了利用盐矿沉渣空隙储气这一设想，突破了高杂质盐矿建库瓶颈，消除了各界对于利用盐矿沉渣空隙储气的疑虑，极大提高了库容和盐矿资源的利用率。

值得指出的是，该试验成果全面助推了近期湖北应城盐穴压缩空气储能电站、江苏淮安张兴天然气储库和国信苏盐压缩空气储能电站的建设和发展。