含高鹽份泥巖夾層的鹽巖蠕變特性及油氣儲(chǔ)庫(kù)穩(wěn)定性研究.pdf

1、我國(guó)鹽巖礦床地質(zhì)結(jié)構(gòu)的典型特征決定，在我國(guó)建造鹽巖礦床地下能源儲(chǔ)備庫(kù)和核廢料處置庫(kù)，采用水平硐室或垂直硐室都會(huì)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(xué)特性研究就成為硐室穩(wěn)定性的關(guān)鍵問(wèn)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(chǔ)庫(kù)穩(wěn)定性研究作為研究課題。應(yīng)用實(shí)驗(yàn)研究、理論分析以及數(shù)值模擬的方法，對(duì)高鹽份泥巖夾層的鹽巖的蠕變特性、流變機(jī)理、蠕變本構(gòu)方程進(jìn)行了系統(tǒng)研究。建立了鹽巖礦床油氣儲(chǔ)庫(kù)硐室穩(wěn)定性分析

2、理論，并對(duì)我國(guó)鹽巖礦床油氣儲(chǔ)庫(kù)硐室的彈塑性及粘彈塑性穩(wěn)定性進(jìn)行了數(shù)值模擬。 主要研究?jī)?nèi)容及結(jié)果如下： (1)含高鹽份泥巖夾層的鹽巖蠕變特性實(shí)驗(yàn)研究。通過(guò)對(duì)湖北應(yīng)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(shí)驗(yàn)研究，表明：含高鹽份泥巖夾層的鹽巖具有明顯的時(shí)效特征，加載應(yīng)力和溫度對(duì)其蠕變特性具有重大影響，其蠕變來(lái)自?xún)刹糠?，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(yīng)力，最終導(dǎo)致剪切

3、破壞。 (2)含高鹽份泥巖夾層的鹽巖的流變機(jī)理研究。由鹽巖及含高鹽份泥巖夾層的鹽巖微觀結(jié)構(gòu)的分析，得出在不同加載應(yīng)力、不同溫度下導(dǎo)致三種蠕變機(jī)理產(chǎn)生；建立了鹽巖及含高鹽份泥巖夾層的鹽巖蠕變機(jī)理圖；獲得了含高鹽份泥巖夾層的鹽巖在溫度和加載應(yīng)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(gòu)方程研究。采用粘彈塑性模型理論方法和經(jīng)驗(yàn)方法對(duì)含高鹽份泥巖夾層的鹽巖本構(gòu)方程進(jìn)行研究，獲得了含高鹽份泥巖夾層的鹽巖蠕變本構(gòu)

4、方程，并對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行數(shù)據(jù)擬合，求得了本構(gòu)方程中的參數(shù)。經(jīng)過(guò)檢驗(yàn)?zāi)軌蚝芎玫姆磻?yīng)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(chǔ)庫(kù)硐室穩(wěn)定性分析理論。通過(guò)對(duì)鹽巖礦床油氣儲(chǔ)庫(kù)硐室的類(lèi)型、設(shè)計(jì)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(chǔ)庫(kù)彈塑性及長(zhǎng)期穩(wěn)定性分析理論。 (5)鹽巖礦床油氣儲(chǔ)庫(kù)硐室穩(wěn)定性數(shù)值模擬。通過(guò)對(duì)不同運(yùn)行壓力下含高鹽份泥巖夾層的鹽巖礦床油氣儲(chǔ)庫(kù)硐室截面形狀的彈塑性和運(yùn)行期在10年內(nèi)的粘彈塑性穩(wěn)定