盐穴地下储氢库稳定性研究

在当前碳达峰、碳中和的大背景下,为充分挖掘氢能对净零排放的重要贡献潜力,满足未来新能源战略储备需求,急需开展大规模氢气地下储存研究.文章以国内已建某盐穴储气库为背景,基于流—固耦合理论分析盐穴地下储氢库实际注采运行条件下的稳定性及密封性表现.结果表明:盐岩结构致密,孔隙度和渗透率极低,对大规模氢气地下存储十分有利.盐穴储氢库运行期间围岩整体呈向内收缩趋势,夹层处变形形状不规则.内压恒定7 MPa、12 MPa、17 MPa顶板下沉量为3.9 m、2.35 m、0.96 m.采气期间腔体体积收缩较快,运行30 a体积收缩率为16.38％.腔体中上部及顶部渗透率明显增大,运行30 a围岩最大渗透率增长约2倍.高频率注采会对盐岩造成损伤,导致渗透率明显增高,氢气具有沿腔体中上部裂隙流动趋势.研究结果为氢气地下存储技术可行性及安全性提供有益借鉴.