石膏夾層儲(chǔ)氣庫注采穩(wěn)定性基礎(chǔ)研究.pdf

1、基于我國“西氣東輸”工程以及天然氣調(diào)峰需要，在我國東部地區(qū)將建造大量地下天然氣儲(chǔ)備庫，2010年江蘇金壇鹽穴儲(chǔ)氣庫成為我國首座投入生產(chǎn)的鹽穴儲(chǔ)氣庫。由于鹽巖具有較大的塑性與流變性，因此，儲(chǔ)氣庫腔體在長期運(yùn)行過程中必將發(fā)生一定的流變變形。另外，我國的地下鹽巖賦存具有單層厚度薄、夾層較多的層狀賦存特征，因此，層狀鹽巖具有相對特殊的力學(xué)特性。為此，本文對于我國層狀鹽巖的基本力學(xué)特性以及石膏夾層在周期性循環(huán)荷載條件下的力學(xué)特性進(jìn)行了試驗(yàn)研究，以

2、及對于含有石膏夾層的地下鹽穴儲(chǔ)氣庫進(jìn)行了有限元數(shù)值計(jì)算。
　　(1)通過對江蘇金壇層狀鹽巖進(jìn)行單軸抗壓強(qiáng)度與蠕變的試驗(yàn)研究，得出了鹽巖的強(qiáng)度在17MPa左右，屬于軟巖范疇，隨著石膏夾層含量的提高，層狀鹽巖的強(qiáng)度會(huì)有所提高;NaC1鹽巖較強(qiáng)的變形能力主要表現(xiàn)為其蠕變性，石膏的穩(wěn)態(tài)蠕變率明顯小于鹽巖，夾層的存在對于鹽巖的蠕變具有一定的抑制作用。
　　(2)通過對于石膏試件的循環(huán)加卸載試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)鹽巖強(qiáng)度并不會(huì)發(fā)生明顯變化，注采過程

3、中的圍巖強(qiáng)度可以得到有效保證;在不同的加載速率（0.002mm/s、0.02mm/s、0.2mm/s）條件下，石膏強(qiáng)度所受到的影響也不大，儲(chǔ)氣庫運(yùn)行過程中，腔體圍巖應(yīng)變率控制在10-5～10-3/S之間可以保證儲(chǔ)氣庫腔體的安全穩(wěn)定。
　　(3)利用有限元數(shù)值分析軟件ANSYS的瞬態(tài)分析方法對于地下鹽穴儲(chǔ)氣庫建立理想形狀計(jì)算模型，對于儲(chǔ)氣庫在20年注采運(yùn)行期間受到周期荷載作用下的長期流變變形進(jìn)行計(jì)算，其腔體頂部沉降量與溶腔體積收縮變