当绿色能源革命席卷全球,地下空间储能凭借其大容量、长时程、低成本等核心优势,成为新能源发展的重要方向。中石化工程院依托盐穴压缩空气储能创新示范项目,组建跨学科专业团队,攻关形成地质评价-工程设计-工具研发一体化技术体系,为复杂盐穴储能地下工程提供了系统解决方案。
创新形成了复杂盐穴腔体地下空间展布精细刻画技术
采盐老腔分布密集、腔体形态展布复杂、边界层位不清、演化机制多变,给井位部署、井身结构设计、轨迹控制带来巨大挑战。面对地质基础数据粗糙、腔体形态预测误差大的困境,团队多专业人才精诚协作,创新形成了复杂盐穴腔体地下空间展布精细刻画技术,采用三维地震定性分层描述,邻井测录井数据刻画修正,声呐测腔数据工程场地级反演,构建精细工程地质模型,并通过工程实施中井-腔-地工程数据持续迭代更新,实现复杂盐腔边界与展布形态的精准识别和刻画,助力钻井设计一次通过率、层位预测符合率、入腔成功率三个“100%”。
持续打造盐穴压气储能钻完井工程一体化解决方案
针对高含沉渣、复杂形态盐腔注采排和井筒密封性难题,先后创建了注采井中完层位与安全裸眼长度设计方法、大斜度排卤井井眼轨道设计与导向控制方法、排卤管柱高效排卤-清洗设计方法、盐穴腔体连通性测试方法及井筒整体密封性检测方法,构建了全流程压缩空气储能库安全监测系统方案。围绕“全尺寸覆盖+结构创新”两大方向,重点突破形成ϕ273.1mm、ϕ339.7mm、ϕ473.1mm三类注采井筒尺寸工程方案,并攻克无中心管井筒在高频周期载荷下的完整性设计难题,系统构建了盐穴压气储能钻完井设计方法。
成功研发大尺寸储能封隔器及配套工具
聚焦盐穴压气储能领域对大尺寸封隔器的迫切需求,历经多轮技术攻关与试验优化,成功研发了地下工程核心完井工具——大尺寸储能封隔器及配套工具,突破了窄间隙安全下入和长期密封可靠性技术难题。这款大尺寸储能封隔器及配套工具在设计与制造上实现了多重技术突破,采用切割解封结构,既确保了长期服役稳定可靠,又提高了应急反应能力;实现了大尺寸V0级密封,有效杜绝泄漏风险;分析了高速注采引发的管柱振动问题,设计了支撑减振方案,大幅提升了可靠性与安全性。
攻关形成的相关技术成果,在全球在建最大单机功率350MW压缩空气储能项目——山东泰安350MW压缩空气储能创新示范项目中成功应用,目前正在全力支持云南首个压缩空气储能项目——昆明安宁350MW压缩空气储能示范项目。应用该成果有效提升了项目的整体工程质量和建设水平,为压缩空气储能产业的规模化、高质量发展提供了坚实的技术支撑。

压缩空气储能系统示意图