深部層狀鹽巖地下儲(chǔ)氣庫的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)與分析研究.pdf

1、鹽巖具有低滲透率、良好的蠕變行為和損傷自我恢復(fù)能力等特點(diǎn)，因此在鹽巖介質(zhì)中儲(chǔ)存天然氣時(shí)能夠保證儲(chǔ)庫的密閉性和在變化儲(chǔ)存壓力下的儲(chǔ)庫的穩(wěn)定性。正是由于鹽巖地層的特殊性，利用深部鹽巖洞穴進(jìn)行能源儲(chǔ)備形式已經(jīng)被各國(guó)政府廣泛認(rèn)可。近年來，我國(guó)也已開始鹽巖地下能源儲(chǔ)備的選址及建設(shè)工作。盡管相對(duì)于其它地下能源儲(chǔ)備圍巖體，鹽巖能源地下儲(chǔ)備庫具有較好的安全性，但近三十年來，國(guó)外鹽巖地下油氣儲(chǔ)庫災(zāi)難性事故時(shí)有發(fā)生，經(jīng)常出現(xiàn)油氣滲漏、溶腔失效、地表沉陷等災(zāi)

2、害，對(duì)環(huán)境和能源儲(chǔ)備安全帶來了災(zāi)難性后果。而且相對(duì)國(guó)外在地層結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的巨厚鹽丘中的儲(chǔ)備庫建設(shè)相比，我國(guó)的鹽巖層具有埋藏淺、鹽層薄、夾層多、品位低等特點(diǎn)，在這種地質(zhì)條件相對(duì)復(fù)雜條件下建庫，難度大、運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)高，將面臨更為復(fù)雜的科學(xué)問題和技術(shù)難題。尤其在風(fēng)險(xiǎn)管理方面亟需就相關(guān)的基礎(chǔ)科學(xué)問題進(jìn)行研究并取得突破，以滿足我國(guó)能源儲(chǔ)備安全的要求。
　　 本文的研究?jī)?nèi)容和主要研究成果如下:
　　 (1)統(tǒng)計(jì)出鹽巖地下儲(chǔ)氣庫的風(fēng)險(xiǎn)事故，對(duì)

3、可能導(dǎo)致地下油氣儲(chǔ)庫產(chǎn)生油氣滲漏、地表沉陷、庫群破壞的災(zāi)變風(fēng)險(xiǎn)因素進(jìn)行了分析和辨識(shí)，獲得了層狀鹽巖地下儲(chǔ)氣庫的主要風(fēng)險(xiǎn)因子。
　　 (2)建立了基于莫爾-庫倫破壞準(zhǔn)則的鹽巖地下儲(chǔ)氣庫片幫破壞風(fēng)險(xiǎn)功能函數(shù)，提出了基于改進(jìn)一次二階矩法的鹽巖地下儲(chǔ)氣庫片幫破壞風(fēng)險(xiǎn)失效概率的計(jì)算方法。
　　 (3)根據(jù)鹽巖損傷擴(kuò)容邊界線，建立了鹽巖地下儲(chǔ)氣庫的密閉性功能函數(shù)，提出了鹽巖地下儲(chǔ)氣庫的滲漏風(fēng)險(xiǎn)失效概率的計(jì)算方法。
　　 (4

4、)考慮鹽巖儲(chǔ)氣庫蠕變體積收縮，建立了基于時(shí)變可靠度的鹽腔體積過度收斂風(fēng)險(xiǎn)功能函數(shù)，提出了鹽巖地下儲(chǔ)氣庫體積過度收斂風(fēng)險(xiǎn)失效概率的計(jì)算方法。
　　 (5)根據(jù)地下空間開采引起地表下沉的傳播擴(kuò)散規(guī)律，提出了儲(chǔ)氣庫區(qū)地表沉降風(fēng)險(xiǎn)失效概率的計(jì)算方法。
　　 (6)將建立的風(fēng)險(xiǎn)分析方法應(yīng)用于金壇層狀鹽巖地下儲(chǔ)氣庫工程，對(duì)金壇層狀鹽巖地下儲(chǔ)氣庫運(yùn)營(yíng)風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行了評(píng)價(jià)分析，獲得了不同失效模式下儲(chǔ)氣庫的風(fēng)險(xiǎn)失效概率。
　　 (7)根