《鹽穴儲氣庫薄互層岩體頂板封閉性機制研究》是依託重慶大學，由劉偉擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：鹽穴儲氣庫薄互層岩體頂板封閉性機制研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：劉偉
- 依託單位：重慶大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
本項目緊密圍繞我國鹽穴儲氣庫低品位薄互層鹽岩頂板封閉性機制這一關鍵科學問題，依託江蘇淮安鹽穴儲氣庫工程，開展試驗和理論研究。主要研究內容為：針對典型薄互層鹽岩頂板中高雜質鹽岩層，開展儲庫運行時各種應力狀態下的氣固耦合的室內模擬試驗研究，探明鹽岩的滲透演化規律及發生滲漏的條件，建立相應的滲透模型及擴容準則；針對薄互層鹽岩頂板中的鹽岩-泥岩交界面，開展力學及滲透耦合試驗，輔以細觀觀察及切片技術，揭示交界面局部破損的演化特徵，建立交界面破壞控制判據及滲漏局部通道形成的判定條件；最後，結合數值模擬及現場測試對相關模型及判據進行檢驗和修正，形成儲氣庫低品位薄互層鹽岩頂板封閉性能評價的理論和方法。研究成果可為我國鹽穴儲氣庫的地層選段、頂板設計及封閉性評價等提供重要依據。
結題摘要
天然氣是重要的清潔能源，對於碳減排及霧霾治理具有重要的意義。我國的天然氣消費逐年升高，對外依存度也高達45%。但我國天然氣生產區主要位於西部，而消費區主要在中東部。為了保障天然氣消費的安全，必須建立一定數量的儲氣庫。中東部地區缺乏含水層及枯竭氣藏構造，只有選取鹽岩地層作為儲氣庫選址。我國鹽岩具有薄互層構造，在腔體頂部具有很厚的鹽岩-泥岩互層，這種鹽層作為鹽岩儲氣庫的頂板的封閉性能，是值得深入研究和探索的重要課題，事關儲氣庫的長期密閉性。圍繞薄互層鹽岩儲氣庫頂板封閉性機制這一關鍵科學問題，本項目擬開展的研究內容包括：頂板薄互層鹽岩的細觀組構特徵及物性封閉機理，高雜質鹽岩滲透演化機理及擴容特徵，頂板交界面的破壞控制判據及局部滲漏通道形成的判定條件，滲透模型、擴容準則及破損判據嵌入數值仿真軟體、並結合現場測試對其驗證、修正和套用。通過項目研究得出的重要結果包括：通過系統的封閉指標測試、細觀實驗與孔滲測試等研究，揭示了鹽岩地層蓋層的物性與密閉性封閉機理；基於非穩態、穩態滲透-力學耦合實驗，探明了不同試樣類型的滲透演化規律與擴容規律研究；基於滲透試驗與理論，研究了運行30年的腔體及頂板密閉性；基於頂板鹽層破損及垮塌的事故分析，研究了頂板垮塌對密閉性的影響特徵，並提出相應的對策。關鍵數據包括：頂板泥岩蓋層的突破壓力範圍為2.94-66.43MPa，平均值為27.279MPa，參考油氣蓋層封閉指標屬於“很好”的級別；泥岩蓋層的滲透率在10-18~10-20m2量級，屬於極低滲透的介質；界面的滲透率在10-17~10-18m2，是最易滲透的部位，但仍然屬於低滲透介質。夾層和界面是滲透的主要通道。探明了頂板薄互層鹽岩的封閉性機制問題，研究了泥岩夾層滲透性對腔體頂板密閉性的問題，研究了頂板局部垮塌對密閉性及氣體滲漏的影響，提出了相應對策。
