石油学报

作者：朱华银, 王粟, 张敏, 武志德, 石磊

单位：1. 中国石油天然气集团有限公司油气地下储库工程重点实验室 河北廊坊 065007;2. 中国石油勘探开发研究院 北京 100083;3. 山东大学岩土与结构工程研究中心 山东济南 250061

关键词：盐穴储气库,注采运行,盐腔变形,稳定性,物理模拟,损伤

基金：朱华银,男,1967年5月生,1990年获西南石油学院学士学位,2007年获西南石油大学博士学位,现为中国石油勘探开发研究院技术专家、高级工程师,主要从事油气层物理、储层渗流机理及油气地下储库工程研究工作。Email:zhy69@petrochina.com.cn

摘要： 中国盐穴储气库建设运行时间短，与国外具有成熟技术的盐丘型地层建库相比，多为复杂层状盐岩地层建库，存在盐层品位低、夹层多、形成的盐腔不规则等问题，对盐腔的稳定性和储库运行的安全性评价提出了更高的要求。利用大型物理模拟实验装置，根据岩石力学相似性原理，研制相似性材料和相似模型，对盐穴储气库的注采进行全周期模拟，用以研究盐穴储气库注采运行规律、盐腔周围应力—应变特征及盐腔变形特征。研究结果表明，实验过程中腔周应力和应变的反应较盐腔内气压变化滞后；采气降压时腔周应力增大，应变也随之增大，腔顶位置较其他部位更易出现应力集中的趋势，而腔腰和最大腔径处的变形相对较大。结合数值模拟研究和现场生产测试，对JT盐穴储气库的盐腔和盐柱受力与变形特征进行研究的结果表明，目前运行各阶段应力分布均为压应力，主要在盐腔顶部和盐腔中间位置发生应力集中，但无拉应力，未产生拉应力损伤破坏；内压最小时盐腔周围的安全系数都在1.5以上，压力最大时安全系数在3.0以上，这两种状态下均未发生扩容损伤破坏。研究成果对中国类似盐穴储气库运行方案的设计、稳定性评价及腔体损伤评估、灾害预防等具有重要的指导作用。

来源：2021年第3期

《石油学报》期刊编辑部

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