文章标题：【氢能】流固耦合作用对地下储氢库储盖层岩石 微观力学性质的影响

文章作者：邹才能1　穆英2,3　潘松圻3　胡志明1　端祥刚1 袁铭1,3　王珊2,3　高云丛3　唐永炳2
关 键 字：地下储氢库;枯竭油气藏;流固耦合作用;纳米压痕技术;微观力学性质
文章摘要：

枯竭油气藏型地下储氢库被公认为最具前景的大规模储氢方式。长期储氢过程中的流固耦合作用是影响地层长期稳定性和评估储氢效果的重要因素。利用纳米压痕技术探究气体介质和含水特征的差异对不同岩石微观力学性质的影响,进而评估最佳储氢工况。陆相页岩具有比杂砂岩和长石砂岩更强的硬度和更高的弹性模量,流固耦合作用能够显著提高储层岩石的结构稳定性,但是过大的反应强度也增加了氢损失。水及其中的氢离子和弱酸性阴离子是氢气与岩石发生反应的重要介质,有利于提高反应强度。甲烷可以附着在黏土、长石等矿物的颗粒和孔隙表面,减少与无机矿物接触并发生反应的氢气含量,使得反应更加复杂。综合考虑流固耦合作用对地层稳定性的影响和长期储氢过程中的氢气损耗,地层含水饱和度较低且具有甲烷作为垫层气的枯竭气藏可能是一种较为理想的大规模地下储氢构造。研究结果有助于筛选最优储氢工况,为枯竭油气藏型储氢库的选址和建设提供参考。