盐穴储气库薄互层岩体顶板封闭性机制研究
批准号:
51604044
项目类别:
青年科学基金项目
资助金额:
20.0 万元
负责人:
刘伟
依托单位:
学科分类:
E0403.油气储存与输送
结题年份:
2019
批准年份:
2016
项目状态:
已结题
项目参与者:
王亮、侯振坤、魏志博、张军伟、唐康、李晓军、李晓康
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中文摘要
本项目紧密围绕我国盐穴储气库低品位薄互层盐岩顶板封闭性机制这一关键科学问题,依托江苏淮安盐穴储气库工程,开展试验和理论研究。主要研究内容为:针对典型薄互层盐岩顶板中高杂质盐岩层,开展储库运行时各种应力状态下的气固耦合的室内模拟试验研究,探明盐岩的渗透演化规律及发生渗漏的条件,建立相应的渗透模型及扩容准则;针对薄互层盐岩顶板中的盐岩-泥岩交界面,开展力学及渗透耦合试验,辅以细观观察及切片技术,揭示交界面局部破损的演化特征,建立交界面破坏控制判据及渗漏局部通道形成的判定条件;最后,结合数值模拟及现场测试对相关模型及判据进行检验和修正,形成储气库低品位薄互层盐岩顶板封闭性能评价的理论和方法。研究成果可为我国盐穴储气库的地层选段、顶板设计及封闭性评价等提供重要依据。
英文摘要
This project aims at the key scientific issue in the sealability mechanism and assessment of the low grade thin interbedded salt rock cavern roof, to conduct experimental and theoretical study by depending on the demonstration projects of Huai’an underground salt gas storages. The main investigative contents includes: as for the high impure salt rock in roof strata, the stress-percolation coupling tests are to be conducted under variable stress regime, then the permeability evolution law and the onset condition of leakage are to be indicated and the corresponding percolation model and dilatancy-criterion are to be established. As for the different types of interfaces which connect the mudstone interlayer and salt rock layer, mechanical testing as well as permeability coupling testing is to be carried out. Micro-survey and observation of thin slices will be supplemented to investigate the fracture features of the interface. And then the control criteria of fracture and the decision condition of local percolation channels formation around the interface are to be proposed, respectively. In the end, the percolation model, control criteria as well as decision condition are to be verified and improved by comparing with the field measurements, and then the theory and method on evaluating the sealability of the low grade thin interbedded salt rock roof are to be formed. The results of this project can provide significant references for geological strata selection, roof designing and tightness assessment of the salt cavern in domestic.
天然气是重要的清洁能源,对于碳减排及雾霾治理具有重要的意义。我国的天然气消费逐年升高,对外依存度也高达45%。但我国天然气生产区主要位于西部,而消费区主要在中东部。为了保障天然气消费的安全,必须建立一定数量的储气库。中东部地区缺乏含水层及枯竭气藏构造,只有选取盐岩地层作为储气库选址。我国盐岩具有薄互层构造,在腔体顶部具有很厚的盐岩-泥岩互层,这种盐层作为盐岩储气库的顶板的封闭性能,是值得深入研究和探索的重要课题,事关储气库的长期密闭性。.围绕薄互层盐岩储气库顶板封闭性机制这一关键科学问题,本项目拟开展的研究内容包括:顶板薄互层盐岩的细观组构特征及物性封闭机理,高杂质盐岩渗透演化机理及扩容特征,顶板交界面的破坏控制判据及局部渗漏通道形成的判定条件,渗透模型、扩容准则及破损判据嵌入数值仿真软件、并结合现场测试对其验证、修正和应用。.通过项目研究得出的重要结果包括:通过系统的封闭指标测试、细观实验与孔渗测试等研究,揭示了盐岩地层盖层的物性与密闭性封闭机理;基于非稳态、稳态渗透-力学耦合实验,探明了不同试样类型的渗透演化规律与扩容规律研究;基于渗透试验与理论,研究了运行30年的腔体及顶板密闭性;基于顶板盐层破损及垮塌的事故分析,研究了顶板垮塌对密闭性的影响特征,并提出相应的对策。.关键数据包括:顶板泥岩盖层的突破压力范围为2.94-66.43MPa,平均值为27.279MPa,参考油气盖层封闭指标属于“很好”的级别;泥岩盖层的渗透率在10-18~10-20m2量级,属于极低渗透的介质;界面的渗透率在10-17~10-18m2,是最易渗透的部位,但仍然属于低渗透介质。夹层和界面是渗透的主要通道。.探明了顶板薄互层盐岩的封闭性机制问题,研究了泥岩夹层渗透性对腔体顶板密闭性的问题,研究了顶板局部垮塌对密闭性及气体渗漏的影响,提出了相应对策。
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
DOI:10.12989/gae.2018.15.1.615
发表时间:2018
期刊:Geomechanics and Engineering
影响因子:3.2
作者:Chen Jie;Kang Yanfei;Liu Wei;Fan Jinyang;Jiang Deyi;Chemenda Alex;re
通讯作者:re
DOI:--
发表时间:2019
期刊:地下空间与工程学报
影响因子:--
作者:唐海军;李晓康;刘伟;张治鑫
通讯作者:张治鑫
Comprehensive feasibility study of two-well-horizontal caverns for natural gas storage in thinly-bedded salt rocks in China
我国薄层盐岩两井水平洞室储气综合可行性研究
DOI:10.1016/j.energy.2017.10.126
发表时间:2018-01-15
期刊:ENERGY
影响因子:9
作者:Liu, Wei;Jiang, Deyi;Wu, Fei
通讯作者:Wu, Fei
A non-linear creep constitutive model for salt rock based on fractional derivatives
基于分数阶导数的盐岩非线性蠕变本构模型
DOI:10.2298/tsci180510092c
发表时间:2019
期刊:Thermal Science
影响因子:1.7
作者:Chen Jie;Lu Dan;Wu Fei;Fan Jinyang;Liu Wei
通讯作者:Liu Wei
Study on the mechanism of roof collapse and leakage of horizontal cavern in thinly bedded salt rocks
薄层盐岩水平洞室顶板塌陷及渗漏机理研究
DOI:10.1007/s12665-019-8292-2
发表时间:2019-05-01
期刊:ENVIRONMENTAL EARTH SCIENCES
影响因子:2.8
作者:Zhang, Zhixin;Jiang, Deyi;Xie, Kainan
通讯作者:Xie, Kainan
盐岩气垫法采卤造腔的溶腔扩展规律与控制机理
- 批准号:--
- 项目类别:省市级项目
- 资助金额:0.0万元
- 批准年份:2021
- 负责人:刘伟
- 依托单位:
周期性荷载及温度作用下盐穴氢气储库围岩损伤与渗透演化机制研究
- 批准号:--
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:58万元
- 批准年份:2020
- 负责人:刘伟
- 依托单位:
基于结构性购置补贴的中国BOP群体新产品采纳行为分析与产品创新决策研究
- 批准号:71372139
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:57.0万元
- 批准年份:2013
- 负责人:刘伟
- 依托单位:
面向在线大规模定制客户需求表达和满足方法研究
- 批准号:70872122
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:24.0万元
- 批准年份:2008
- 负责人:刘伟
- 依托单位:
多企业组织协同产品开发任务分解机理与应用研究
- 批准号:70472016
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:14.8万元
- 批准年份:2004
- 负责人:刘伟
- 依托单位:
集成化系列产品策划和概念设计的关键共性问题研究
- 批准号:59975089
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:13.0万元
- 批准年份:1999
- 负责人:刘伟
- 依托单位:
机械传动系统综合─分析设计方法与实践
- 批准号:59205046
- 项目类别:青年科学基金项目
- 资助金额:4.0万元
- 批准年份:1992
- 负责人:刘伟
- 依托单位:
国内基金
海外基金















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