【摘要】：利用地下鹽穴空間儲備能源已經(jīng)成為當(dāng)前世界各國實(shí)現(xiàn)能源戰(zhàn)略儲備的重點(diǎn)發(fā)展方向之一。單井油墊對流法是國內(nèi)外普遍采用的鹽穴儲氣庫建造方法,在國內(nèi)外生產(chǎn)實(shí)踐中,遇到了不少由于溶腔形態(tài)設(shè)計(jì)不合理導(dǎo)致腔體畸形甚至報廢的工程案例,這些腔體腔體的穩(wěn)定性存在先天缺陷,難以滿足鹽穴儲氣庫的運(yùn)行要求。因此,研究水溶造腔過程中腔體的穩(wěn)定性,避免造腔生產(chǎn)事故以及儲庫運(yùn)行隱患,對于鹽穴儲氣庫具有重要的工程應(yīng)用價值。以國內(nèi)某在建儲氣庫為依托工程,開展了鹽巖溶解及非鹽夾層溶蝕試驗(yàn),基于試驗(yàn)成果模擬出了不同造腔階段及工藝參數(shù)下的腔體形態(tài),進(jìn)而運(yùn)用數(shù)值分析軟件對仿真腔體的力學(xué)穩(wěn)定性進(jìn)行分析,最終得出滿足儲氣庫穩(wěn)定性要求的最優(yōu)腔體形態(tài),為儲庫設(shè)計(jì)提供依據(jù)。具體工作如下:(1)通過綜合調(diào)研國內(nèi)外學(xué)者對于鹽穴儲氣庫建造過程中腔體形態(tài)控制的研究成果,總結(jié)影響水溶造腔腔體形態(tài)的兩大類因素,第一類是鹽層賦存特征、鹽巖品位等地質(zhì)條件;第二類是管柱組合、排量、循環(huán)方式等建造工藝,其中只有造腔工藝是可控因素。(2)對鉆孔取心的鹽巖試樣開展溶解試驗(yàn),得到不同地層條件下腔體形態(tài)仿真所必需的不溶物含量、側(cè)溶角、上溶速度、側(cè)溶速度等重要控制參數(shù)。(3)對鉆孔取心的夾層試樣開展溶蝕試驗(yàn),揭示了分層剝離的夾層破壞方式,并從理論上簡要分析了夾層的破壞機(jī)理,為造腔模擬過程中的夾層垮塌提供了依據(jù)。(4)基于試驗(yàn)成果,結(jié)合相關(guān)地層信息及現(xiàn)場施工工藝,將水溶造腔劃分為幾個關(guān)鍵階段,進(jìn)而對采用不同設(shè)計(jì)方案的各階段的腔體形態(tài)進(jìn)行仿真模擬,為造腔過程中的腔體穩(wěn)定性分析提供依據(jù)。(5)應(yīng)用有限差分?jǐn)?shù)值仿真軟件,計(jì)算分析了上述仿真腔體圍巖的變形破損特征,以及夾層在鹵水弱化作用下的腔體穩(wěn)定性,對比得出了最優(yōu)的腔體設(shè)計(jì)方案,同時分析如何通過合理的造腔工藝避免形成不穩(wěn)定腔體。
【學(xué)位授予單位】：武漢輕工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TE822

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2586904