深埋鹽巖儲氣庫地表沉降的理論模型與數(shù)值模擬研究.pdf

1、水溶開采形成的鹽巖溶腔可作為能源儲庫，鹽巖地下儲氣庫是國家戰(zhàn)略能源儲備和商業(yè)儲備的需要。儲庫庫區(qū)地表沉降關(guān)系到資源、環(huán)境、生命財產(chǎn)安全，也是儲氣庫穩(wěn)定性的一個重要判據(jù)。本文采用理論分析和數(shù)值模擬的方法，對深埋鹽巖儲氣庫地表沉降進(jìn)行了較為深入的研究，用數(shù)學(xué)模型進(jìn)行驗證并提出地表沉降控制措施，論文主要研究工作和成果如下：
　　 ①綜合國內(nèi)外研究成果，分析影響地表沉降的主要因素，選取蠕變本構(gòu)方程及材料物理力學(xué)參數(shù)，結(jié)合我國鹽礦地質(zhì)情況

2、，建立數(shù)值模擬簡化模型。
　　 ②通過對單腔儲氣庫不同工況數(shù)值模擬研究，探討了單溶腔儲氣庫地表沉降基本規(guī)律，模擬分析內(nèi)壓、埋深、體積、蠕變時間等因素對地表沉降的影響規(guī)律。根據(jù)儲氣庫腔周塑性區(qū)分布、腔體體積收縮率分析儲氣庫的穩(wěn)定性。
　　 ③建立儲氣庫雙腔模型，首先討論腔間距對地表沉降的影響，結(jié)合儲氣庫腔體穩(wěn)定性分析得出合理腔間距。進(jìn)一步討論內(nèi)壓對雙腔儲庫地表沉降的作用，分析地表沉降及儲氣庫的穩(wěn)定性規(guī)律。
　　 ④

3、建立三腔儲庫和17腔儲庫模型，探討地表沉降基本規(guī)律，分析腔體穩(wěn)定性。綜合對比分析單腔、雙腔、群腔地表沉降規(guī)律及腔體收縮。
　　 ⑤根據(jù)地表沉降三維積分公式計算得出地表沉降影響半徑和地表沉降量，與數(shù)值模擬結(jié)果吻合良好；針對Knothe地表沉降時間函數(shù)的不足，對幾種常用“S”形生長曲線函數(shù)模型的特點進(jìn)行了分析，選取與實際地表沉降過程較為符合的MMF函數(shù)作為地表沉降時間函數(shù)模型，并確定了模型參數(shù)，對比表明理論結(jié)果與數(shù)值模擬結(jié)果較為接近