盐穴地下储库地表沉降的黏弹模型及应用

发布时间：2018-09-09 18:12

【摘要】：盐穴地下油气储库在长期运行过程中的地表沉降预测是储库安全评价的重要内容,目前尚无成熟的基于力学理论的解析模型。将盐穴储库地表沉降问题近似为半无限空间内球型空洞受力收缩导致的边界位移问题,利用弹性无限域内球型空洞受力收缩的球对称位移解,运用叠加原理,推导得到半无限空间球型空洞在一定内压作用下引起的地表沉降的弹性积分形式解析解。然后运用对应原理,将体积变形视为弹性,畸变视为Maxwell黏弹性,对地表沉降弹性解析解进行拉普拉斯变换,得到时空域上的地表沉降的黏弹性积分形式解析解。通过与数值模拟结果的比对,验证了文中弹性模型的准确性。最后将沉降预测黏弹模型运用于某盐穴储库地表沉降的预测分析,并与该储库现场沉降观测数据进行对比,分析表明,新模型能够很好地预测盐穴储库地表沉降及发展趋势,该模型为储库地表沉降预测提供了一套新的基于力学理论的方法。
[Abstract]:The prediction of surface subsidence in the long-term operation of underground oil and gas storage in salt caverns is an important part of reservoir safety evaluation. There is no mature analytical model based on mechanics theory at present. In this paper, the surface settlement problem of salt cavern reservoir is approximated as the boundary displacement problem caused by the shrinkage of spherical cavity in semi-infinite space. The spherical symmetric displacement solution of spherical cavity shrinkage in elastic infinite domain is used, and the superposition principle is applied. The elastic integral solution of the surface settlement caused by the spherical cavity in semi-infinite space under certain internal pressure is derived. Based on the correspondence principle, the volume deformation is regarded as elasticity and distortion as Maxwell viscoelasticity. The Laplace transform is applied to the analytical solution of surface subsidence elasticity, and the integral form of viscoelastic solution of surface subsidence in space-time domain is obtained. The accuracy of the elastic model is verified by comparing with the numerical simulation results. Finally, the viscoelastic model is applied to the prediction and analysis of the surface subsidence of a salt cavern reservoir, and compared with the observed data of the reservoir, the analysis shows that the new model can well predict the surface subsidence and the development trend of the salt cavern reservoir. This model provides a new method based on mechanics theory for prediction of surface subsidence of reservoir.
【作者单位】： 中国科学院武汉岩土力学研究所岩土力学与工程国家重点实验室;即墨国际商贸城开发投资有限公司;
【基金】：国家自然科学基金资助项目(No.41472285,No.51404241,No.51304187)~~
【分类号】：TU45

【参考文献】

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【共引文献】

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本文编号：2233177