石膏夹层储气库注采稳定性基础研究

发布时间：2020-02-22 22:54

【摘要】：基于我国“西气东输”工程以及天然气调峰需要，在我国东部地区将建造大量地下天然气储备库，2010年江苏金坛盐穴储气库成为我国首座投入生产的盐穴储气库。由于盐岩具有较大的塑性与流变性，因此，储气库腔体在长期运行过程中必将发生一定的流变变形。另外，我国的地下盐岩赋存具有单层厚度薄、泥岩夹层较多的层状赋存特征，因此，层状盐岩具有相对特殊的力学特性。为此，本文对于我国层状盐岩的基本力学特性以及在周期性循环荷载条件下的力学特性进行了试验研究，以及对于含有泥岩夹层的地下盐穴储气库进行了有限元数值计算。（1）通过对江苏金坛层状盐岩进行单轴抗压强度与蠕变的试验研究，得出了盐岩的强度在17MPa左右，属于软岩范畴，随着泥岩夹层含量的提高，层状盐岩的强度会有所提高；NaCl盐岩较强的变形能力主要表现为其蠕变性，泥岩的稳态蠕变率明显小于盐岩，夹层的存在对于盐岩的蠕变具有一定的抑制作用。（2）通过对于盐岩试件的循环加卸载试验，发现盐岩强度并不会发生明显变化，注采过程中的围岩强度可以得到有效保证；在不同的加载应变率（2.0×10-5/s、2.0×10-4/s、2.0×10-3/s）条件下，盐岩的强度所受到的影响也不大，储气库运行过程中，腔体围岩应变率控制在10-5~10-3/s之间可以保证储气库腔体的安全稳定。（3）利用有限元数值分析软件ANSYS的瞬态分析方法对于地下盐穴储气库建立理想形状计算模型，对于储气库在20年注采运行期间受到周期荷载作用下的长期流变变形进行计算，其腔体顶部沉降量与溶腔体积收缩变形将随着时间逐渐增大，但速度逐渐放缓，后期沉降量达到近3.6m，腔体体积收缩率达到17.07%；通过改变运行过程中的注采气速率，发现适当地降低储气库注采气速率，可以有效控制腔体的顶部沉降以及体积收缩变形，从而达到提高地下盐穴储气库长期稳定性的目的。
【图文】：

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太原理工大学硕士研究生学位论文性，使得盐岩矿床被世界各国公认为石油、天然气等能源储备的理想 21 世纪，随着我国国民经济的飞速发展，能源日益匮乏的问题在东达地区日益突出，然而我国西部地区赋存的极其丰富的地下天然气资较为有效地利用。因此为了缓解我国东南部以及长三角等经济发达地的现时矛盾，国家决定大力实施“西气东输”工程，将我国西北部地青海气区、长庆气区以及西南气区等地下天然气资源通过 4000 多公送到东部地区，直至长三角地区，，如图 1-1 所示。随着一线、二线、进，必须在输送管道的沿线地区建设配套的大型地下储气库，使之能工作的需要。

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图 1-2 水溶建腔示意图Fig.1-2 Sketch map of cavity construction with water dissolution造方法常用的地下盐穴储气库建造方法有：单井对流法、井组对流法是以一口盐井为独立的循环单元，在地面向地下井中设置多层密封套管（从内向外依次为中心管、中间间管）向盐岩层注入淡水，将其中的盐类矿物溶解，再水溶液）通过中间管（或中心管）采出地面。根据井内分为简易、油垫和气垫三种对流采卤。图 1-2 所示即为连通法是以多口盐井为一个开采单元，通过一定方法在
【学位授予单位】：太原理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TE972.2

【参考文献】