高频注采条件下层状盐穴储氢密闭性分析

作     者：杨福征 杨昆 

作者机构：华中科技大学中欧清洁与可再生能源学院 华中科技大学能源与动力工程学院 

出 版 物：《储能科学与技术》 (Energy Storage Science and Technology)

年 卷 期：2025年

核心收录：

学科分类：080703[工学-动力机械及工程] 08[工学] 0807[工学-动力工程及工程热物理] 

主　　题：盐穴储氢 高频注采 层状盐岩 密闭性分析 

摘      要：氢能储能在可再生能源调峰中起着至关重要的作用，由于风能和太阳能资源的间歇性和波动性以及储存氢气的多变性，盐穴储氢通常涵盖广泛的注采频率，一个注采生产周期可能需要数周、数月、季度和数年。这是盐穴储氢独特的特点，然而盐穴储氢在不同注采频率下的密闭性尚不清楚，需要进一步研究。为明确不同注采频率、以及高频注采条件下储气压力、埋藏深度对盐穴密闭性的影响，通过建立双腔盐穴三维模型，使用FLAC3D对上述工况进行了数值模拟，得到了各个工况下储氢盐穴运行30年后的氢气渗流范围、夹层孔隙压力和氢气累计泄漏率，以此为根据分析了各种因素对盐穴密闭性的影响。结果表明：氢气累计泄漏随注采频率的增大逐渐增大；随着注采频率的增大，盐穴靠近盐穴区域的夹层孔隙压力会降低，远离盐穴区域夹层的孔隙压力会增大；相同频率下，氢气泄漏率随深度的增加均呈增大趋势；随着注采频率的增长，盐穴最低储气压力越小，氢气泄漏量越大；夹层渗透率对盐穴密闭性起着决定性作用，夹层氢气泄漏占总泄漏的90%以上，盐穴在用于储氢时，夹层渗透率应小于1.0×10-18。