石油学报

作者：解宁, 李文婧

单位：1. 清华大学能源与动力工程系 北京 100084;2. 中国石油大学(北京)城市油气输配技术北京市重点实验室 北京 102249;3. 中国科学院武汉岩土力学研究所岩土力学与工程国家重点实验室 湖北武汉 430071

关键词：盐穴储气库,数值模拟,热工分析,热损伤,夹层

基金：解宁,女,1996年3月生,2018年获中国石油大学(北京)学士学位,现为清华大学博士研究生,主要从事土壤重金属污染修复方面的研究。Email:jien18@mails.tsinghua.edu.cn

摘要： 基于变质量热力学原理，建立盐穴储气库注采过程中的工程热力学分析数学模型，给出了单个注气和采气过程中温度和压力随时间变化的解析解，作为数值模拟的边界条件。根据金坛储气库的基本数据和盐岩实验研究参数，利用COMSOL Multiphysics有限元软件建立单腔盐穴注采过程的温度-应力耦合模型，模拟恒定注采速率下盐腔围岩的拉伸损伤、剪切损伤和膨胀损伤分布情况，研究夹层和热应力对围岩损伤的影响。基于热应力理论，结合模拟结果分析盐穴储气库注、采气过程中围岩的热损伤机理。模拟结果表明：在热应力存在的情况下，夹层的存在促进了围岩损伤的产生，无夹层时围岩无损伤发生，有夹层时围岩存在损伤；注气过程和采气过程的损伤发生位置存在差别：注气过程损伤多发生在夹层附近的盐岩中，采气过程损伤多发生在夹层中；膨胀损伤的范围最广，且损伤范围覆盖了前2种损伤，因此实际生产过程中推荐使用膨胀损伤判据，损伤评价结果更为保守。

来源：2019年第3期

《石油学报》期刊编辑部

查看石油学报杂志2019年第3期