深埋鹽巖儲(chǔ)氣庫(kù)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(chǔ)庫(kù)，鹽巖地下儲(chǔ)氣庫(kù)是國(guó)家戰(zhàn)略能源儲(chǔ)備和商業(yè)儲(chǔ)備的需要。儲(chǔ)庫(kù)庫(kù)區(qū)地表沉降關(guān)系到資源、環(huán)境、生命財(cái)產(chǎn)安全，也是儲(chǔ)氣庫(kù)穩(wěn)定性的一個(gè)重要判據(jù)。本文采用理論分析和數(shù)值模擬的方法，對(duì)深埋鹽巖儲(chǔ)氣庫(kù)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(yàn)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(guó)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(guó)鹽礦地質(zhì)情況

2、，建立數(shù)值模擬簡(jiǎn)化模型。
　　 ②通過對(duì)單腔儲(chǔ)氣庫(kù)不同工況數(shù)值模擬研究，探討了單溶腔儲(chǔ)氣庫(kù)地表沉降基本規(guī)律，模擬分析內(nèi)壓、埋深、體積、蠕變時(shí)間等因素對(duì)地表沉降的影響規(guī)律。根據(jù)儲(chǔ)氣庫(kù)腔周塑性區(qū)分布、腔體體積收縮率分析儲(chǔ)氣庫(kù)的穩(wěn)定性。
　　 ③建立儲(chǔ)氣庫(kù)雙腔模型，首先討論腔間距對(duì)地表沉降的影響，結(jié)合儲(chǔ)氣庫(kù)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(duì)雙腔儲(chǔ)庫(kù)地表沉降的作用，分析地表沉降及儲(chǔ)氣庫(kù)的穩(wěn)定性規(guī)律。
　　 ④

3、建立三腔儲(chǔ)庫(kù)和17腔儲(chǔ)庫(kù)模型，探討地表沉降基本規(guī)律，分析腔體穩(wěn)定性。綜合對(duì)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(jì)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(duì)Knothe地表沉降時(shí)間函數(shù)的不足，對(duì)幾種常用“S”形生長(zhǎng)曲線函數(shù)模型的特點(diǎn)進(jìn)行了分析，選取與實(shí)際地表沉降過程較為符合的MMF函數(shù)作為地表沉降時(shí)間函數(shù)模型，并確定了模型參數(shù)，對(duì)比表明理論結(jié)果與數(shù)值模擬結(jié)果較為接近