枯竭油气藏储集库储热供暖耦合CO_(2)封存性能分析

作     者：王延欣 WANG Yanxin

作者机构：中国石化集团新星石油有限责任公司北京100083 

出 版 物：《地质科技通报》 (Bulletin of Geological Science and Technology)

年 卷 期：2024年第43卷第3期

页      面：12-21页

学科分类：0820[工学-石油与天然气工程] 070801[理学-固体地球物理学] 07[理学] 08[工学] 0708[理学-地球物理学] 082002[工学-油气田开发工程] 

基　　金：中国石油化工集团有限公司项目“新能源与石化减碳的融合发展研究”(JR22012) 

主　　题：枯竭油气藏 太阳能跨季节储热 可再生能源供暖 CO_(2)封存 地热太阳能联合供暖 储热供暖 

摘      要：利用枯竭油气藏储存热能并封存CO_(2),既可解决太阳能跨季节储热难题,又可扩大可再生能源供暖占比,同时还可提高CO_(2)地质封存的经济性。提出了枯竭油气藏储热供暖耦合CO_(2)封存的新方案,以CO_(2)作为循环工质,夏季吸收太阳热量储存于油气藏背斜构造中,而冬季取出供暖,建立了储释能过程的数学模型,重点分析了枯竭油气藏储能系统热工性能和CO_(2)封存性能。结果表明:(1)新方案储能系统热工性能优异。单井平均采热功率4808.95 kW,每个采暖季可有效利用的平均储热量49859.21 GJ,平均能量储存密度28984.23 kJ/m^(3)。(2)CO_(2)密度对温度敏感的特性降低了热损失,提高了系统效率。枯竭油气藏储能系统平均能量回收效率95.84%,平均热回收效率83.66%。(3)储能加速了CO_(2)溶解。储释能过程中周期性的注入和采出工作气导致气液界面反复膨胀收缩,增加了气水接触面积,提高了传质动力,加速了CO_(2)在水中的溶解。对比储能模式和仅CO_(2)封存模式,CO_(2)溶解比例增量由0.26%上升至2.22%。枯竭油气藏储热供暖耦合CO_(2)封存新方案既有优异的热工性能,又加速了CO_(2)的地质封存,是一种高值化的枯竭油气藏利用和可再生能源供暖方案,具有大规模推广应用的潜力。