盐岩水平储气库的相似模拟建腔和长期稳定性分析

发布时间：2019-09-03 06:39

【摘要】：利用地下盐穴作为油气储库是一种常见的方法。但由于中国地下盐矿层状盐岩居多,特点是单层厚度薄,不溶物含量高,因此单井造腔腔型控制难度大,造腔速度慢。根据双井对流建库方法,通过实验模拟建造的水平盐穴为模型基础,依据湖北云应地区盐矿地质条件和盐岩的物理力学性质,数值模拟其在不同埋深情况下建造后腔体长期运行体积收缩情况。通过实验发现采用双井对流造腔方法建设储气库是可行的,腔体的形状可以通过流量和油液分界面来控制。对地下盐岩水平储气库的岩石长期蠕变模拟发现,水平储气库随着埋深越大相同蠕变期内条件下腔体的体积收缩率和腔体周边塑性变形区体积也越大,同时使用寿命也越短。
【图文】：

剖面图,盐岩,试件,卤井

１．３３。（７）实验盐岩与国内地下盐岩的密度接近，取相似比１，其他相似比根据关系式（６）得到Ｋρ＝１，ＫＴ＝１，Ｋｃ＝１，Ｋυ＝１．３３，ＫＤ＝１３３３．３，Ｋｔ＝７５０，Ｋｑ＝１３３３３３３．３。（８）１．４实验设计在实验过程中，先将２００ｍｍ×１００ｍｍ×５０ｍｍ的盐岩实验试件烘干，再用６ｍｍ的钻头在相距１００ｍｍ的位置分别钻出两个孔，然后用切割机在底面将两孔连通并形成２０ｍｍ深的槽，清理干净后，如图１所示。将石蜡和松香按１∶１的比例熔融，倒入一个铁盒中，在底部形成约５ｍｍ厚的熔融液，然后将实验试件的开槽面向下放入铁盒中，冷却。如此即可形成双井连通的水平造腔模型，然后连接水路和油路，并测试其密闭性。在本次模拟双井对流建造水平储气库的实验中，采用的造腔方法为注水井保持低油位，出卤井高油位。当清水通过注水井进入盐腔后迅速上浮至盐腔顶部，然后不断溶解顶部和两侧的盐岩同时向出卤井运移，然后逐渐下沉混合腔体中的卤水最后通过出卤井排出。当需要提升油位时，关掉注水井的阀门，打开出卤井，将两根外裹绝缘层的金属棒两头切开，并行固定，一头徐徐放入出卤井中，一头连接欧姆表，当阻值明显下降时即在刚卤水中，此位置即是出卤井油位，测量金属棒进入的深度即可得到油位高度。实验过程中每隔１０ｍｉｎ测量一次出卤的盐度。实验系统剖面如图２所示。图１盐岩试件图Ｆｉｇ．１Ｔｈｅｃａｖｉｔｙｓｈａｐｅ图２实验系统剖面图Ｆｉｇ．２Ｐｒｏｆｉｌｅｏｆｔｈｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｓｙｓｔｅｍ由于实验试件厚度较薄，因此仅提升３次出卤井油位。水平建腔过程

剖面图,实验系统,剖面图,卤井

造水平储气库的实验中，采用的造腔方法为注水井保持低油位，出卤井高油位。当清水通过注水井进入盐腔后迅速上浮至盐腔顶部，然后不断溶解顶部和两侧的盐岩同时向出卤井运移，然后逐渐下沉混合腔体中的卤水最后通过出卤井排出。当需要提升油位时，关掉注水井的阀门，打开出卤井，将两根外裹绝缘层的金属棒两头切开，并行固定，一头徐徐放入出卤井中，一头连接欧姆表，当阻值明显下降时即在刚卤水中，此位置即是出卤井油位，测量金属棒进入的深度即可得到油位高度。实验过程中每隔１０ｍｉｎ测量一次出卤的盐度。实验系统剖面如图２所示。图１盐岩试件图Ｆｉｇ．１Ｔｈｅｃａｖｉｔｙｓｈａｐｅ图２实验系统剖面图Ｆｉｇ．２Ｐｒｏｆｉｌｅｏｆｔｈｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｓｙｓｔｅｍ由于实验试件厚度较薄，因此仅提升３次出卤井油位。水平建腔过程中不溶物不像单井法造腔那样集中在底部，，因此不需要建槽期，为控制腔体形状可分为建底，扩容和收顶３个阶段。同时由于水平建腔初期溶解面积大，因此注水流量不需要明显减校在造腔过程中由于注水井油位比较低，清水上浮过程会将注水４７第２期刘建平，等：盐岩水平储气库的相似模拟建腔和长期稳定性分析
【作者单位】：重庆大学煤矿灾害动力学与控制国家重点实验室;西南科技大学环境与资源学院;
【基金】：国家重点基础研究发展计划(973计划)(2009CB724606) 国家自然科学基金资助项目(51074198) 国家创新研究群体基金(50921063) 中央高校基本科研业务费(CDJXS11241182;CDJZR10240017)~~
【分类号】：TE972

【参考文献】

相关期刊论文前10条

1 刘健;宋娟;张凤伟;张强勇;段抗;李术才;;多随机因素作用下储气库套管运行期安全性分析[J];岩土力学;2012年12期

2 姜德义;邱华富;易亮;任松;陈结;杨春和;;大尺寸型盐造腔相似试验研究[J];岩石力学与工程学报;2012年09期

3 陈结;姜德义;刘春;邱华富;杜超;郭平;;盐穴建造期夹层与卤水运移相互作用机理分析[J];重庆大学学报;2012年07期

4 任松;陈结;姜德义;杨春和;刘春;;能源地下储库造腔期流场相似实验[J];重庆大学学报;2012年05期

5 任松;李小勇;姜德义;王新胜;杨春和;;盐岩储气库运营期稳定性评价研究[J];岩土力学;2011年05期

6 刘建平;姜德义;陈结;王新胜;;一种盐岩相似材料的试验研究[J];岩土力学;2009年12期

7 刘艳辉;李晓;李守定;赫建明;;盐岩地下储气库泥岩夹层分布与组构特性研究[J];岩土力学;2009年12期

8 李银平;刘江;杨春和;;泥岩夹层对盐岩变形和破损特征的影响分析[J];岩石力学与工程学报;2006年12期

9 刘成伦,徐龙君,鲜学福;长山岩盐动溶的动力学特征[J];重庆大学学报(自然科学版);2000年04期

10 杨骏六,杨进春,邹玉书;岩盐水溶特性的试验研究[J];四川联合大学学报(工程科学版);1997年02期

相关期刊论文前10条

1 徐杨梦迪;刘建锋;徐慧宁;李天一;向高;邓朝福;吴池;;单轴压缩下含杂质盐岩的声发射特征试验研究[J];四川大学学报(工程科学版);2016年06期

2 王伟超;刘希亮;王利;郭佳奇;;预制裂纹盐岩单轴力学特性及能量机制试验[J];重庆大学学报;2016年05期

3 任松;刘伟莎;陈结;郑彬彬;陈佐柏;;盐岩储库建腔期安全评价模型研究[J];安全与环境学报;2016年04期

4 吴进飞;何金先;周绍荣;李小明;姜芹芹;吴泓辰;杨海波;;金坛盆地云林凹陷古近系阜宁组石盐矿缺失原因研究[J];矿产与地质;2016年04期

5 张锋;金凯强;熊涛;王青松;邵克拉;孙金华;;地下储气库泄漏风险定量分析研究[J];安全与环境工程;2016年04期

6 郝铁生;;地下水平盐岩溶腔内薄夹层滑移失稳分析[J];太原理工大学学报;2016年04期

7 袁光杰;班凡生;赵志成;;盐穴储气库夹层破坏机理研究[J];地下空间与工程学报;2016年03期

8 王伟超;刘希亮;张五交;王利;;单轴压缩下含表观裂纹盐岩力学特性试验研究[J];工程地质学报;2016年02期

9 完颜祺琪;沈雪明;垢艳侠;冉莉娜;;典型盐岩力学特性分析[J];西南石油大学学报(自然科学版);2016年01期

10 张新生;常晓云;蒋丽云;骆正山;;盐穴地下储气库稳定性评价系统及其应用[J];天然气工业;2015年11期

相关期刊论文前10条

1 井文君;杨春和;陈锋;;基于事故统计分析的盐岩地下油/气储库风险评价[J];岩土力学;2011年06期

2 张强勇;陈旭光;张宁;刘德军;段抗;贾超;刘健;;交变气压风险条件下层状盐岩地下储气库注采气大型三维地质力学试验研究[J];岩石力学与工程学报;2010年12期

3 梁卫国;徐素国;莫江;吴迪;张传达;;盐岩力学特性应变率效应的试验研究[J];岩石力学与工程学报;2010年01期

4 谈小龙;徐卫亚;梁桂兰;;可拓方法在岩石边坡整体安全评价中的应用[J];岩石力学与工程学报;2009年12期

5 姜德义;陈结;刘建平;周丽君;王春荣;;应力损伤盐岩的声波、溶解试验研究[J];岩土力学;2009年12期

6 戴永浩;陈卫忠;杨春和;谭贤君;姜小兰;;金坛盐岩储气库运营模型试验研究[J];岩土力学;2009年12期

7 刘建平;姜德义;陈结;王新胜;;一种盐岩相似材料的试验研究[J];岩土力学;2009年12期

8 陈锋;杨海军;杨春和;;盐岩储气库注气排卤期剩余可排卤水分析[J];岩土力学;2009年12期

9 杨强;刘耀儒;冷旷代;吕庆超;杨春和;;能源储备地下库群稳定性与连锁破坏分析[J];岩土力学;2009年12期

10 施锡林;李银平;杨春和;屈丹安;马洪岭;;盐穴储气库水溶造腔夹层垮塌力学机制研究[J];岩土力学;2009年12期

相关期刊论文前10条

1 李果;梁光川;尹平;谢云杰;;储气库的储量估算[J];西南石油大学学报;2007年04期

2 天工;;国家储气库已选定11个地点[J];天然气工业;2010年12期

3 朱荣强;;天然气储气库储气规模的确定[J];山东化工;2013年01期

4 ;我国最大天然气储气库投产[J];供热制冷;2013年08期

5 尹虎琛;陈军斌;兰义飞;刘志军;;北美典型储气库的技术发展现状与启示[J];油气储运;2013年08期

6 ;我国最大天然气储气库投产[J];石油化工腐蚀与防护;2013年05期

7 张旭;;储气库火炬装置系统设计[J];化工管理;2013年22期

8 孙伯英;;世界上最深最大的水层储气库[J];天然气工业;1984年04期

9 王颂秋;多孔性储气库储气压力的探讨[J];煤气与热力;1996年05期

10 武魏楠;;中国储气库的急与慢[J];能源;2013年11期