【摘要】：鹽穴地下油氣儲庫在長期運行過程中的地表沉降預測是儲庫安全評價的重要內容,目前尚無成熟的基于力學理論的解析模型。將鹽穴儲庫地表沉降問題近似為半無限空間內球型空洞受力收縮導致的邊界位移問題,利用彈性無限域內球型空洞受力收縮的球對稱位移解,運用疊加原理,推導得到半無限空間球型空洞在一定內壓作用下引起的地表沉降的彈性積分形式解析解。然后運用對應原理,將體積變形視為彈性,畸變視為Maxwell黏彈性,對地表沉降彈性解析解進行拉普拉斯變換,得到時空域上的地表沉降的黏彈性積分形式解析解。通過與數(shù)值模擬結果的比對,驗證了文中彈性模型的準確性。最后將沉降預測黏彈模型運用于某鹽穴儲庫地表沉降的預測分析,并與該儲庫現(xiàn)場沉降觀測數(shù)據進行對比,分析表明,新模型能夠很好地預測鹽穴儲庫地表沉降及發(fā)展趨勢,該模型為儲庫地表沉降預測提供了一套新的基于力學理論的方法。
[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.
【作者單位】： 中國科學院武漢巖土力學研究所巖土力學與工程國家重點實驗室;即墨國際商貿城開發(fā)投資有限公司;
【基金】：國家自然科學基金資助項目(No.41472285,No.51404241,No.51304187)~~
【分類號】：TU45

【參考文獻】

相關期刊論文 前10條

1 陳結;劉劍興;姜德義;范金洋;任松;;圍壓作用下鹽巖應變與損傷恢復試驗研究[J];巖土力學;2016年01期

2 陳劍文;楊春和;;基于細觀變形理論的鹽巖塑性本構模型研究[J];巖土力學;2015年01期

3 李銀平;孔君鳳;徐玉龍;紀文棟;井文君;楊春和;;利用Mogi模型預測鹽巖儲氣庫地表沉降[J];巖石力學與工程學報;2012年09期

4 李郎平;蘭恒星;李曉;孟云閃;陳雨;;金壇鹽穴天然氣儲庫區(qū)地表變形PSI監(jiān)測[J];巖石力學與工程學報;2012年09期

5 陳雨;李曉;侯正猛;赫建明;馬超鋒;;不同腔形下鹽巖儲庫區(qū)地表最大變形預計新方法[J];巖土工程學報;2012年05期

6 李二兵;方秦;譚躍虎;楊春和;錢七虎;;層狀鹽巖中天然氣地下儲存庫地表沉降分析[J];解放軍理工大學學報(自然科學版);2011年06期

7 趙克烈;楊海軍;陳鋒;楊春和;;深部儲氣庫群鹽層蠕變參數(shù)優(yōu)化研究[J];巖石力學與工程學報;2009年S2期

8 任松;姜德義;楊春和;蔣再文;;巖鹽水溶開采沉陷新概率積分三維預測模型研究[J];巖土力學;2007年01期

9 易輝躍,唐斌,晏才宏,周希朗;兩種正交曲線坐標系單位矢量間的一般表達式[J];微波學報;2001年03期

10 麻鳳海,王泳嘉,范學理;連續(xù)介質流變理論及其在巖層下沉動態(tài)過程中的應用[J];中國有色金屬學報;1996年04期

【共引文獻】

相關期刊論文 前10條

1 向高;劉建鋒;鄒航;徐揚夢迪;鄧朝福;吳池;;圍壓作用下鹽巖損傷恢復研究[J];工程科學與技術;2017年S2期

2 李銀平;孔慶聰;施錫林;李碩;楊博進;楊春和;;鹽穴地下儲庫地表沉降的黏彈模型及應用[J];巖土力學;2017年07期

3 方偉;阿卜杜拉塔伊爾·亞森;李瑞;艾力夏提·玉山;劉代芹;王曉強;;呼圖壁儲氣庫地表形變監(jiān)測數(shù)據分析[J];內陸地震;2017年01期

4 姚康;王翊虹;冒建;丁桂伶;;概率積分法在采空區(qū)地面沉降預測中的應用[J];中國水運(下半月);2017年02期

5 姜德義;崔遙;范金洋;陳結;任松;;非連續(xù)循環(huán)荷載作用下巖鹽力學特性試驗研究[J];巖土力學;2017年05期

6 王軍保;劉新榮;劉俊;宋戰(zhàn)平;;砂巖力學特性及其改進Duncan-Chang模型[J];巖石力學與工程學報;2016年12期

7 張耀昌;;2103工作面開采后地表變形測量結果分析[J];煤炭與化工;2016年09期

8 王志榮;王泉更;石茜茜;秦禮君;張利民;;基于生長曲線的互層狀鹽巖儲氣庫地表沉降預測[J];工程勘察;2016年05期

9 李小龍;;1110_204工作面開采后地表變形預計分析[J];煤炭與化工;2015年11期

10 張新盈;王玉振;;煤礦開采沉陷中平均采深相關問題探討[J];中國煤炭;2015年08期

【二級參考文獻】

相關期刊論文 前10條

1 吳斐;劉建鋒;武志德;邊宇;周志威;;鹽巖的分數(shù)階非線性蠕變本構模型[J];巖土力學;2014年S2期

2 孫中秋;謝凌志;劉建鋒;何柏;;基于逾滲模型的鹽巖損傷與破壞研究[J];巖土力學;2014年02期

3 趙東寧;黃志全;于懷昌;王偉國;李宣;;灰質泥巖壓密段變形分析與能量傳遞研究[J];鐵道建筑;2013年12期

4 姜德義;范金洋;陳結;任松;王震;白月明;;鹽巖在圍壓卸荷作用下的擴容特征研究[J];巖土力學;2013年07期

5 鄧緒彪;魏思民;宋曉焱;胡青峰;胡海娟;;巖石類材料摩擦局部化損傷本構關系研究[J];中國礦業(yè)大學學報;2013年03期

6 張華賓;王芝銀;趙艷杰;鄭雅麗;;鹽巖全過程蠕變試驗及模型參數(shù)辨識[J];石油學報;2012年05期

7 任松;白月明;姜德義;楊春和;陳結;;溫度對鹽巖疲勞特性影響的試驗研究[J];巖石力學與工程學報;2012年09期

8 任松;白月明;姜德義;楊春和;陳結;;周期荷載作用下鹽巖聲發(fā)射特征試驗研究[J];巖土力學;2012年06期

9 湯艷春;房敬年;周輝;;三軸應力作用下巖鹽溶蝕特性試驗研究[J];巖土力學;2012年06期

10 劉泉聲;康永水;黃興;徐朝政;;裂隙巖體凍融損傷關鍵問題及研究狀況[J];巖土力學;2012年04期

【相似文獻】

相關期刊論文 前10條

1 丁國生;具有廣闊前景的鹽穴地下儲備庫技術[J];地學前緣;2003年04期

2 王洪浩;李江海;李維波;周肖貝;;鹽穴的存儲利用價值[J];科學;2014年01期

3 錢建國;林文杰;馬振和;;關于建立我國鹽穴平面制圖體系的探討[J];測繪工程;2014年03期

4 冉莉娜;武志德;韓冰潔;;鹽穴在地下能源存儲領域的應用及發(fā)展[J];科技導報;2013年35期

5 王漢鵬;李建中;冉莉娜;李建明;張慶賀;;鹽穴造腔模擬與形態(tài)控制試驗裝置研制[J];巖石力學與工程學報;2014年05期

6 徐愛功;楊帆;楊倫;馬振和;;西氣東輸工程鹽穴儲氣庫建設中的測量問題探討[J];測繪科學;2007年02期

7 杜志彪;沈強;何嬋軍;;金壇鹽穴地下儲氣庫地面沉降觀測技術設計[J];測繪信息與工程;2010年04期

8 辛梓瑞;徐愛功;崔楊;;基于VTK的鹽穴儲庫三維建模方法研究[J];礦山測量;2012年04期

9 ;美國將在墨西哥灣建設海底儲油庫[J];中國海洋平臺;1999年04期

10 ;[J];;年期

相關會議論文 前5條

1 趙延林;曹平;汪亦顯;;雙重介質固氣耦合模型及在含夾層鹽穴儲氣中的應用[A];第十屆全國巖石力學與工程學術大會論文集[C];2008年

2 屈丹安;楊春和;任松;;金壇鹽穴地下儲氣庫地表沉降預測研究[A];第十一次全國巖石力學與工程學術大會論文集[C];2010年

3 李龍;屈丹安;李建君;史輝;肖恩山;楊海軍;;鹽穴儲氣庫反循環(huán)造腔的試驗研究[A];青年人才與石化產業(yè)創(chuàng)新發(fā)展——第七屆寧夏青年科學家論壇論文集[C];2011年

4 楊海軍;霍永勝;李龍;陸守權;王立東;蒲海東;徐寶財;;TJ鹽穴地下儲氣庫注采氣運行動態(tài)分析[A];低碳經濟促進石化產業(yè)科技創(chuàng)新與發(fā)展——第六屆寧夏青年科學家論壇論文集[C];2010年

5 陳雨;李曉;侯正猛;赫建明;馬超鋒;;不同腔形下鹽巖儲庫區(qū)地表最大變形預計新方法[A];中國科學院地質與地球物理研究所2012年度（第12屆）學術論文匯編——工程地質與水資源研究室[C];2013年

相關重要報紙文章 前10條

1 本報記者 張興剛;鹽穴的再利用價值需重視[N];中國化工報;2007年

2 本報記者 蔡錢英 董秋彤;破解資源難題 鹽穴資源利用亟待開發(fā)[N];中國企業(yè)報;2013年

3 趙鶴茂 麻婷;以聲納技術測量鹽穴[N];常州日報;2013年

4 趙鶴茂 麻婷 魏作洪 金宣;鹽電一體化 鹽堿一體化 鹽穴一體化[N];常州日報;2013年

5 特約記者　閻維剛;昔日廢鹽穴今日聚寶盆[N];中國石油報;2006年

6 本報記者 張曉鳴　實習生 陳姣姣;鹽穴“保險箱”寄存天然氣[N];文匯報;2010年

7 李文陽 丁國生;把安全植于地下[N];中國礦業(yè)報;2002年

8 蔣建君　趙鶴茂;循環(huán)利用引來國際學術界關注[N];常州日報;2011年

9 本報記者 李蕾;地下千米建設人工氣田[N];解放日報;2010年

10 許凱;河南局資環(huán)中心承接省重點科技項目[N];中煤地質報;2010年

相關博士學位論文 前2條

1 陶志勇;鹽穴三維建模關鍵技術研究[D];遼寧工程技術大學;2015年

2 陳結;含夾層鹽穴建腔期圍巖損傷災變誘發(fā)機理及減災原理研究[D];重慶大學;2012年

相關碩士學位論文 前7條

1 林文杰;鹽穴平面制圖系統(tǒng)研究[D];遼寧工程技術大學;2014年

2 涂洋;天然氣地下鹽穴儲氣庫技術研究[D];西南石油學院;2005年

3 關利樂;基于VC++鹽穴三維地貌探測器上位機監(jiān)控系統(tǒng)設計[D];太原理工大學;2014年

4 常小娜;中國地下鹽礦特征及鹽穴建庫地質評價[D];中國地質大學（北京）;2014年

5 魏東吼;金壇鹽穴地下儲氣庫造腔工程技術研究[D];中國石油大學;2008年

6 齊超;基于系統(tǒng)動力學的鹽穴儲氣庫單位容量投入最優(yōu)化研究[D];西南石油大學;2013年

7 陳曉恒;水平鹽穴儲氣庫形態(tài)探測器控制系統(tǒng)設計[D];太原理工大學;2014年

，

本文編號：2233177