鹽巖地下儲氣庫風(fēng)險評估與調(diào)控方法研究.pdf

1、石油和天然氣戰(zhàn)略儲備是國家保障能源安全穩(wěn)定供應(yīng)的重要手段之一，越來越受到世界各國的高度重視。鹽巖地下儲氣庫利用鹽巖低滲透率、良好的蠕變行為和損傷自我恢復(fù)能力，實(shí)現(xiàn)能源戰(zhàn)略儲備安全、可靠、經(jīng)濟(jì)以及節(jié)省土地、保護(hù)環(huán)境的目的。國外鹽巖地下儲氣庫破壞、氣體泄漏和地表沉降等事故時有發(fā)生，對環(huán)境和能源安全儲備帶來災(zāi)難性后果。我國鹽巖地下儲氣庫項(xiàng)目建設(shè)剛剛起步，而且與國外在巨厚鹽丘中修建儲氣庫相比，鹽巖層具有埋藏淺、鹽層薄、夾層多、品位低的特點(diǎn)，進(jìn)一

2、步加大了項(xiàng)目建設(shè)和運(yùn)營風(fēng)險。因此，在我國開展鹽巖地下儲氣庫風(fēng)險評估與調(diào)控方法研究，是確保實(shí)現(xiàn)油氣能源安全儲備的迫切要求。
　　 本文主要研究內(nèi)容和創(chuàng)新成果如下:
　　 (1)建立鹽巖地下儲氣庫風(fēng)險分級全息模型，提出職責(zé)化情景過濾和定性嚴(yán)重性分級過濾方法。風(fēng)險分級全息模型從項(xiàng)目管理、環(huán)境、技術(shù)、圍巖介質(zhì)、庫體、控制和功能等7個視角展示儲氣庫全壽命期主要風(fēng)險源;經(jīng)職責(zé)化情景過濾和定性嚴(yán)重性分級過濾，確定設(shè)計方、施工方和運(yùn)營方

3、需重點(diǎn)關(guān)注的高風(fēng)險源。
　　 (2)建立鹽巖地下儲氣庫體積收斂失效概率分析一次二階矩法顯示功能函數(shù)，得出儲氣庫體積收斂失效概率隨內(nèi)壓和時間的變化規(guī)律。在長期恒定內(nèi)壓工況下體積收斂失效概率隨內(nèi)壓的增大而減小，且相同失效概率下內(nèi)壓值隨時間的延長而增大;在短期調(diào)峰低壓運(yùn)行工況下，體積收斂失效概率隨內(nèi)壓的減小而增大，儲氣庫最小運(yùn)行內(nèi)壓應(yīng)大于4.2Mpa。
　　 (3)通過模型試驗(yàn)得出儲氣庫體積收斂變形隨內(nèi)壓和注、采氣速率的變化規(guī)

4、律。儲氣庫體積收斂隨內(nèi)壓的增大而減小，最低運(yùn)行內(nèi)壓應(yīng)大于4.0MPa;體積收斂變形在高壓運(yùn)行時呈加速變化趨勢，最高運(yùn)行壓力應(yīng)小于22.0MPa;體積收斂受注、采氣速率變化影響顯著，應(yīng)控制注氣速率小于0.75Mpa/d，采氣速率小于0.65Mpa/d。
　　 (4)在鹽巖地下儲氣庫風(fēng)險因子影響模糊綜合評價基礎(chǔ)上，建立“儲氣庫破壞”、“儲氣庫泄漏”和“儲氣庫地表沉降”三大事故風(fēng)險評價層次分析模型，確定風(fēng)險因子影響權(quán)重分布和風(fēng)險水平。

5、
　　 (5)建立鹽巖地下儲氣庫風(fēng)險管理程序，提出設(shè)計方案優(yōu)化、施工動態(tài)控制和運(yùn)行工況優(yōu)化的風(fēng)險調(diào)控方法。確定層狀鹽巖地下儲氣庫橢球形腔體及關(guān)鍵設(shè)計參數(shù)優(yōu)化方案;根據(jù)三大事故失效概率分析結(jié)果，確定儲氣庫在不同運(yùn)行工況下壓力（壓差）、時間和注、采氣速率安全取值范圍。
　　 (6)建立基于信息化技術(shù)的鹽巖地下儲氣庫項(xiàng)目風(fēng)險管理和評價系統(tǒng)。完成系統(tǒng)數(shù)據(jù)流、工作流和封裝與發(fā)布設(shè)計;將項(xiàng)目信息庫、風(fēng)險管理計劃、風(fēng)險辨識與過濾、風(fēng)險