岩盐溶腔围岩应力分布规律的有限元分析

在有限元数值计算的基础上，分析了岸盐溶腔围岩地应力等值线图以及主应力随深度和水平方向的变化规律，探讨了溶腔顶板跨度、溶腔水压力以及岩盐层埋深等因素对岩盐溶腔围岩地应力分布的影响。研究认为，主应力一般将随深度的增大而增大；离岩盐溶腔的越近，岩盐溶腔对其周围地应力分布的影响程度也随之增大。随着顶板跨度的增加，在岩盐溶腔边界的地应力集中愈明显，且波及的范围愈大；随着溶腔内水压力的逐渐增大，岩盐溶腔围岩内的地应力集中逐渐削弱；随着岩盐层埋深的增大，岩盐溶腔围岩内地应力集中现象愈加明显，且其围岩内的地应力绝对值也将明显增大。     

岩盐溶腔顶板稳定性分析及其控制

岩盐水溶开采溶腔顶板稳定性及其控制的研究对保证卤井的安全生产和生产效益,对岩盐溶腔储备库的建造和使用都具有十分重要的意义.为此,分析了岩盐溶腔顶板动态平衡过程及失稳发展机制,并利用突变理论研究了岩盐溶腔顶板失稳机理,探讨了溶腔顶板稳定性的影响因素,从而为溶腔稳定性控制打下一定的理论基础.     

用于核废料处理的岩盐溶腔力学特性

综合各国研究成果,分析岩盐的蠕变、渗透、防辐射力学效应、盐腔内卤水的热膨胀等力学特性、以及盐层倾角、岩盐溶腔围岩的应力和应变,溶腔的几何形状和溶腔顶板稳定性等影响岩盐溶腔稳定的主要因素,可知岩盐溶腔用于核废料处置是安全的并具有较好的应用前景.     

岩盐溶腔渗透率研究的一些进展

岩盐溶腔由于其安全、经济的优势，在国外能源储备中得到了广泛的应用，岩盐的渗透率对溶腔的稳定性有着重要的影响，但由于岩盐是一种特殊的软岩，其渗透率的影响因素比较复杂，由于压力是影响岩盐渗透率的重要因素，目前，国内外对这方面进行了深入的研究，并取得了一些进展。     

群井致裂控制水溶盐矿开采分析及数值模拟

建立了群井致裂控制水溶开采的耦合数学模型,并对上述模型进行了数值模拟。结果表明,由于岩盐溶解的影响,岩盐水力压裂裂缝为距注水井口距离和压裂时间的函数,随裂缝的扩展及裂缝宽度的变化,裂缝中压力在逐步降低并向缝尖转移;由于注、出水井处溶液浓度及岩盐溶解速度的不同,随开采时间的延续,溶腔形状由裂缝形的扁平盘状、过渡为倒盆状、最后逐渐变为一锥形状,该形状有利于保持岩盐溶腔的稳定。理论分析和数值模拟结果表明,群井致裂控制水溶盐矿开采是一项可行的开采技术方法。     

关于地下岩盐溶腔利用的特性研究

岩盐的蠕变、卤水的热膨胀以及卤水的渗漏是影响地下岩盐溶腔长期演变过程的三个主要因素．综述了国外在这三个方面的研究现状，以及国外学者所得到的一些结论．由于我国对岩盐溶解机理、岩盐溶腔的利用以及岩盐溶腔长期演变特性的研究相对薄弱，提出了在地下岩盐溶腔利用的过程中的一些建议．     

盐类矿床水溶开采机理分析

分析了盐类矿床的水溶开采机理，岩盐在水溶液中的溶解机理与规律，岩盐溶解之后的盐溶液运移传输规律，以及水力压裂双井对流系统溶腔形状的变化分析，通过理论分析，给出了岩盐溶解机理的数学表达式，盐溶液密度分布规律；运用流体力学理论，建立了水溶开彩盐溶液的运移传输规律，并最终建立了水溶开彩的数学模型，及水溶开朋中岩盐溶解、盐溶液运移及溶腔变形的控制方程，为水溶开彩理论的建立奠定了一定基础。     

夹层对岩盐储气库水溶建腔的影响分析

为了研究夹层对岩盐储气库水溶建腔的影响,根据小挠度的薄板弯曲模型,建立岩盐地层中夹层的数学模型,通过对岩盐储气库水溶建腔进行动态模拟数值计算,分析夹层对岩盐储气库水溶建腔形态和建腔周期的影响规律,同时给出了夹层的强度较核和断裂极限长度的求解方法。研究结果表明,岩盐储气库应选择在夹层数量尽量少而薄的地层条件下建设,有利于腔体形态的控制,同时能够有效降低溶腔周期。     

岩盐溶腔覆岩移动规律的研究

用概率积分法研究了岩盐水溶开采引起的溶腔上覆岩层移动规律，得出了覆岩的移动表达式及溶腔中心点处覆岩的下沉及变形公式。其结果与模拟试验结果是一致的。     

岩盐溶解速率影响因素的实验

围绕岩盐溶解速率影响因素这一关键问题开展了系列实验,研究了溶解面积、溶解面倾角、溶液浓度、溶液温度、水流速对岩盐溶解速率的影响规律。规律如下：随着溶解面面积增大溶解速率逐渐趋于一个稳定值;温度、倾角、流速与溶解速率成指数关系;随着溶液浓度的增大岩盐溶解速率逐渐减小。并应用灰色关联度分析方法,分析了溶解面倾角、溶液浓度、溶液温度及水流速主要影响因素的主次顺序,得出溶液温度>溶解面倾角>溶解流速>溶液浓度。研究结果对岩盐油气储库的安全、快捷建腔提供基础理论和实验基础。     

盐矿水溶开采室内试验的研究

由于盐类矿物的动态溶解特性受多因素的影响与控制，难以实施有效的控制溶解。本次室内试验模拟现场采矿方法，对水的流速，溶蚀面积对盐矿溶解特性的影响进行了研究，研究发现，无水芒硝矿溶解速度与溶蚀面积成指数关系，溶解速度与溶腔内溶液流速的关系为，在一定范围内，岩盐溶解速度随流速的增大而增大，当流速达到一定值后，溶速不再增加，甚至下降。     

岩盐储气库水溶建腔岩盐溶蚀模型研究

为了深入研究岩盐水溶机理及溶腔形状变化规律,在岩盐水溶物理机理研究的基础上,根据物质平衡原理和Fick第一扩散定律,导出了水溶造腔腔体边界变化的动边界方程,建立了完整的岩盐溶蚀数学模型.通过计算机数值求解方法,对岩盐溶腔过程进行了动态模拟研究.结果表明,该岩盐溶蚀数学模型能够有效的反映腔体形状的变化规律,指导储气库水溶建腔.     

盐穴储气库小间距双井造腔参数研究

夹层多、盐层薄是我国盐岩赋存的主要特点。目前,我国普遍采用的单井对流法在造腔速度以及夹层控制等方面存在诸多不足。小井间距双井造腔方法采用大尺寸造腔套管对井直流排卤,具有造腔速度快、建库周期短、盐层利用率高等优点。为了探究该方法中关键造腔参数对腔体建造的影响规律,本文开展了多组造腔物理模型试验,探究了不同双井间距、注水流量下盐穴腔体的拓展规律。结果表明过小的井间距难以使腔体在水平方向充分拓展,过大的井间距会使得腔体形态不规则。在低注水流量下,会导致注水端腔体顶面过高影响腔体稳定性;而在高注水流量下,腔体形态更加规则,但是需要消耗较多能源和淡水资源。可以认为井间距会直接影响腔体最终形态,注水流量会影响腔体两侧的平衡性。本文给出了小间距双井溶腔方法中双井间距、注水流量等关键造腔参数的选取方法,可以为工程应用提供参考。     

平顶山盐岩力学特性及废弃盐腔稳定性分析

为了分析废弃盐腔的稳定性,对平顶山盐矿、盐岩、泥质硬石膏岩样进行单轴和三轴压缩试验以及蠕变试验,获得相应的力学特征。对平顶山盐矿某区压裂井、连通井和单井等建库完成后的腔体稳定性进行了数值模拟。结果表明,盐岩层呈现良好的延性变形特征,含泥质硬石膏岩夹层呈现脆性变形的特征。溶腔形状对腔体位移、应力分析以及稳定性等影响较大,从溶腔废弃开始到运行10a,道1井溶腔的最大位移出现在溶腔顶部靠右侧的位置,D1-2单井溶腔的最大位移出现在溶腔围岩边缘腰部位置,而L3-3压裂井溶腔顶部的位移值过大,溶腔顶部和底部已经坍塌,在泥岩夹层处应力集中现象比较明显。道1井溶腔左上角和右上角位置出现塑性区,D1-2单井溶腔顶部位置出现塑性区,在D1-1和D1-2溶腔群的矿柱之间出现了比较大的应力集中。在储气库运行期间,应该提高储气库的最低运行压力并缩短其在低压下的运行时间。     

A mathematical model for solid liquid and mass transfer coupling and numerical simulation for hydraulic fracture in rock salt

Thehydraulicfracturingtechniqueiswidelyused intheoilengineering,naturalgasexploiting,under groundheatextractingandothermineralresources mining,etc.withwelldevelopedhydraulicfracture modelsforordinaryrocks[1—3].Inthefieldofsolu tionminingofsaltdeposit,thistechniqueisusedto producefracturealongtheplanelayerofthedeposit,thustoconnecttheinjectionandtargetwells[4,5].However,duetothespecialphysicalandmechanical characteristicsofrocksalt,executinghydraulicfrac tureinrocksaltdepositisdifferentfromtha…     

宁夏固原硝口石盐矿特征及矿床成因探讨

运用G56钻孔抽采卤水,对固原硝口石盐矿属隐伏矿床,严格受断裂构造控制进行了勘测．通过矿物组合研究,表明该矿床属陆相沉积弱水动力条件下还原环境的产物,后期经构造控制、破坏,再经地下水溶解、富集重结晶形成的盐类矿床．研究、开发该石盐矿床,即可带动固原地区工业发展,也可解决该地区水质污染及其环境问题．     

盐岩体储库裂缝流体渗流数值模拟

结合中国地下油气储库建造过程中所出现层状盐岩体问题，建立盐岩体裂缝流体渗流数学模型，并进行了相应的数值模拟。数值模拟结果表明，高压流体裂缝渗透过程中，沿裂缝通道上，流体压力在逐步降低。对于油气等稳定性流体，在裂缝渗流扩展的通道上，盐岩体裂缝呈扇形状张开；对于水溶液来讲，由于盐岩溶解的影响，靠近储库腔体壁附近的裂缝宽度较大，渗透率较高，在整个裂缝通道上，压力降低较慢，扩展距离也远于高压油气流体作用下的情况。结果提示：在盐岩体溶腔油气储库运营过程中，严格控制腔体压力不得大于地层应力及其抗拉强度；同时应控制天然气的采出速率，防止腔体内水合物的生成。以此来避免盐岩体在分层界面的水溶液渗透（流），保持腔体的致密性及稳定性。对中国在盐岩体中油气储库的建造及运行具有十分重要的意义和价值。