含高鹽份泥巖夾層的鹽巖蠕變特性及油氣儲庫穩(wěn)定性研究.pdf

1、我國鹽巖礦床地質(zhì)結構的典型特征決定，在我國建造鹽巖礦床地下能源儲備庫和核廢料處置庫，采用水平硐室或垂直硐室都會受到高鹽份泥巖夾層的影響，因此，含高鹽份泥巖夾層的鹽巖的力學特性研究就成為硐室穩(wěn)定性的關鍵問題所在。 本文以含高鹽份泥巖夾層的鹽巖蠕變特性及油氣儲庫穩(wěn)定性研究作為研究課題。應用實驗研究、理論分析以及數(shù)值模擬的方法，對高鹽份泥巖夾層的鹽巖的蠕變特性、流變機理、蠕變本構方程進行了系統(tǒng)研究。建立了鹽巖礦床油氣儲庫硐室穩(wěn)定性分析

2、理論，并對我國鹽巖礦床油氣儲庫硐室的彈塑性及粘彈塑性穩(wěn)定性進行了數(shù)值模擬。 主要研究內(nèi)容及結果如下： (1)含高鹽份泥巖夾層的鹽巖蠕變特性實驗研究。通過對湖北應城含高鹽份泥巖夾層的鹽巖在常溫及高溫下的蠕變特性實驗研究，表明：含高鹽份泥巖夾層的鹽巖具有明顯的時效特征，加載應力和溫度對其蠕變特性具有重大影響，其蠕變來自兩部分，一部分為鹽巖本身蠕變，另一部分為高鹽份泥巖夾層蠕變，兩者變形不協(xié)調(diào)，互層之間產(chǎn)生剪應力，最終導致剪切

3、破壞。 (2)含高鹽份泥巖夾層的鹽巖的流變機理研究。由鹽巖及含高鹽份泥巖夾層的鹽巖微觀結構的分析，得出在不同加載應力、不同溫度下導致三種蠕變機理產(chǎn)生；建立了鹽巖及含高鹽份泥巖夾層的鹽巖蠕變機理圖；獲得了含高鹽份泥巖夾層的鹽巖在溫度和加載應力共同作用下的損傷方程。 (3)含高鹽份泥巖夾層的鹽巖的蠕變本構方程研究。采用粘彈塑性模型理論方法和經(jīng)驗方法對含高鹽份泥巖夾層的鹽巖本構方程進行研究，獲得了含高鹽份泥巖夾層的鹽巖蠕變本構

4、方程，并對實驗結果進行數(shù)據(jù)擬合，求得了本構方程中的參數(shù)。經(jīng)過檢驗能夠很好的反應含高鹽份泥巖夾層的鹽巖的蠕變規(guī)律。 (4)鹽巖礦床油氣儲庫硐室穩(wěn)定性分析理論。通過對鹽巖礦床油氣儲庫硐室的類型、設計及穩(wěn)定性分析的主要內(nèi)容的研究，建立了鹽巖礦床油氣儲庫彈塑性及長期穩(wěn)定性分析理論。 (5)鹽巖礦床油氣儲庫硐室穩(wěn)定性數(shù)值模擬。通過對不同運行壓力下含高鹽份泥巖夾層的鹽巖礦床油氣儲庫硐室截面形狀的彈塑性和運行期在10年內(nèi)的粘彈塑性穩(wěn)定