地下水封洞库竖井与洞室交叉处的稳定性

对于大断面地下水封石油洞库而言,洞室的断面形状对于洞室稳定性、耐久性及所储油品的密封性十分重要,但是各个巷道与储油洞室交错处的稳定性是整个洞库稳定性的薄弱环节,以辽宁某地下水封石油洞库工程为例,从围岩应力和位移的角度对水封洞库交叉处的稳定性进行FLAC3D数值分析。分析了储油洞室与施工巷道、连接巷道、竖井交叉部位的力学行为,探明了洞室周边应力分布、变形特征以及结构空间受力特征,结果表明:交叉部位的应力集中均没有超出岩石的抗压强度,拉应力的大小和区域也满足要求。最后指出了模拟得到的薄弱部位,提出在设计中增加支护,在施工中加强监控及量测的建议。(图4,表2,参27)     

地下水封储油库洞型结构的数值模拟对比

对于大断面的地下水封石油洞库,洞型对于洞室的稳定性、耐久性以及对所储油品的密封性都很重要。以某地下水封石油洞库工程为例,从围岩应力和位移的角度对3种洞型(直墙拱形、马蹄拱形、椭圆拱形)进行NCAP-VEP数值模拟,分析各洞型围岩的受压和受拉情况。椭圆拱形的稳定性最差。从施工、运营等方面考虑,马蹄拱形施工难度大于直墙拱形,而且由于马蹄形下部向洞内倾斜,运营期间容易产生落石起火的危险,因此认为直墙圆拱形或直墙三心拱形最佳。     

大型地下水封石油洞库及微震监测技术应用现状

目前我国地下水封洞库开发现状形势严峻,在洞库储油过程中,输油、抽油和注水等作业都会诱发岩体微破裂,微震监测技术正逐渐在地下水封洞库的稳定性和安全性评价方面显示出特有的优势。通过分析微地震活动性事件来描述洞库岩体裂缝的二次活动性信息,可以判定洞库岩体的损伤程度及安全状态,进而揭示洞库岩体的变形机制。以中国石油锦州地下水封洞库工程为例,介绍了微震监测技术在地下水封石油洞库中的应用,从而为未来地下水封储油洞库的运营管理提供思路。     

基于工程地质决策和数值模拟的地下洞室评价

采用工程地质决策理论,构建了地下洞室群稳定性分析工程地质系统,并以某抽水蓄能电站为依托,利用FLAC3D数值分析法,模拟计算洞室群在不同支护条件、不同开挖工况下,围岩的变形及应力变化特征。结果表明:该方法既能有效分析评价洞室围岩稳定性,又能为洞室群开挖提供动态优化设计依据。     

地下水封石油洞库埋深优化方法

地下水封洞库作为近年来兴起的一种新型储油方式,其埋深的确定是工程需要重点考虑的问题,其直接影响工程质量、安全和造价.结合湛江地下水封石油洞库的工程实例,探讨了确定洞库埋深的一整套流程.首先根据水封条件和岩体质量对洞库顶面埋深进行初步确定,然后采用Flac3D计算软件对湛江地下水封石油洞库的库区进行分析,通过模型的建立和边界条件的利用,对全断面开挖的两组洞罐的围岩力学行为特征进行数值模拟研究,确定出较为合适的洞库埋深高程,最后从工程造价的角度对模拟埋深结果进行对比优化,从而确定出水封石油洞库的最优埋深.工程应用结果表明,该方法具有一定的实用性,可为今后其他类似工程提供参考.     

大型水封洞库水幕系统的连通性评价

大型水封洞库建设的成败在于水幕系统的建设,水幕系统用于改善储油洞室周围的水封条件,提高储油洞室的密封性。在水幕巷道挖掘完成后,需要通过试验检验水幕系统的水力联系,根据试验结果确定是否需要增设水幕孔数量,以确保洞库的水封效果。以某地下石油储备库水幕系统的建设为例,详细阐述水幕系统有效性试验的前期准备、试验步骤、数据采集与解译,给出了水幕系统连通性综合判定原则,通过比对有效性试验实测的孔隙水压力值和水封状态下的理论值,评价水幕系统的连通性,并提出水封效果的改善方法,可供业内同行借鉴。     

地下水封储油库围岩稳定性数值分析

辽宁某地下水封储油硐库地应力水平不高,属于低应力区,开挖后围岩变形破坏受单一结构面和多组结构面的组合控制,因此首先需要分析围岩属于应力型问题还是属于结构面型问题,其重要性等同于围岩参数取值的重要性。Hoek和Brown提出的地质强度指标（GSI）法基于岩体质量评价,应用经验公式确定岩体力学参数,可以一定程度上减少确定抗剪强度指标过程中的主观成分。以辽宁某地下水封储油库工程储油硐室为研究对象,采用基于GSI系统的围岩参数取值方法,借助FLAC3D软件对围岩稳定性进行数值分析,利用位移判据和应力判据对数值分析结果进行解释,进而判断围岩的稳定性,对工程实践具有一定的指导意义。（表1,图11,参9）     

地下水封储油洞室断面及间距的数值模拟

地下水封储油洞室是大断面地下洞室,其洞室断面的大小对于整个洞室的稳定性起着关键作用。在洞室拱顶高度一定的情况下,对尺寸为18 m×25 m、19 m×28 m及20 m×30 m的3种断面方案进行了数值分析,结合地质条件、地应力等情况,得到最优断面为18 m×25 m。地下水封储油洞室是由多条平行的洞室组成的多组洞罐,每组洞罐间不允许串油,相邻洞室的间距对于洞室的稳定性和阻隔油品互串具有重要作用。采用Hoek-Brown模型在3种断面方案的情况下,分析相邻洞室间距分别为2倍洞宽、1.8倍洞宽及1.5倍洞宽时,两相邻洞室间的相互影响,给出了开挖后洞室直墙处的塑性区深度,进而判断洞室间距的合理性,对工程实践具有一定的指导意义。(图4,表1,参20)     

砂岩韵律层理对地下水封洞库水封效果的影响

随着国家战略储备规模的不断扩大,中国块状结晶岩体的可选范围受到诸多因素限制,突破砂岩区地下水封洞库建设技术可以极大提高地下洞库选址适用范围。为探究在砂岩区建库的可行性,以西南某砂岩区建库选址为背景,利用FEFLOW软件建立水平层理、倾斜10°层理、倾斜50°层理3种工况对应的砂岩区地下水封洞库渗流场模型,并假定2~3条厚层泥岩,放大低渗透性泥岩层对于水封环境的破坏程度,模拟分析砂岩韵律层理对地下洞库水封效果的影响。结果表明:厚层泥岩对于倾斜50°层理工况的影响最小,对于水平层理工况的影响最大,而厚层泥岩已成为地下水环境中的隔水层,严重影响甚至破坏了水封环境。基于此,在模型中针对性设置水平水幕孔、垂直水幕或斜向水幕系统,模拟结果表明:水封效果得到明显改善。在实际工程中,可通过下移水平水幕系统、特定区域增设垂直水幕或斜向水幕系统等实现更好的水封效果。研究成果可为砂岩区地下储油洞库水封设计及选址提供理论参考。     

地下岩洞油库水封性高效调控策略

地下水封岩洞油库建设需求旺盛,但现阶段水封洞库工程建设存在渗水量难控制、对洞库水力密封条件关注度不够以及水封性调控方法不成熟等问题。通过调研国内外地下岩洞油库水封性相关研究,分析洞库的水封准则,指出洞库围岩内垂直水力梯度大于1是地下岩洞油库满足水力密封性的必要条件;明确了洞库水封性调控的目标是在满足水力密封性前提下,实现洞库全生命周期成本最低、效益最高;并且对灌浆降渗、人工水幕系统调整、洞库存储压力调整等不同调控手段的调控机制加以研究,在此基础上对比分析洞库水封性多因素联合调控机制,提出基于迭代寻优的多因素联合调控策略;最后通过案例分析对基于迭代寻优的多因素联合调控策略加以应用。研究成果能够为洞库工程高效建设和安全运营提供理论和技术支撑。（图6,参33）     

国外地下水封岩洞石油库的建设与发展

概述了国外地下水封岩洞石油库60余年的建设与发展过程,介绍了亚洲、非洲和欧洲大型地下水封岩洞石油库的建设计划,并将地下水封岩洞储油库与地上储油库进行了比对,结果表明,水封岩洞储油库在安全、储存容量、经济性和环保等方面更优于地上储油罐.     

砂岩韵律层理对地下水封洞库水封效果的影响

随着国家战略储备规模的不断扩大,中国块状结晶岩体的可选范围受到诸多因素限制,突破砂岩区地下水封洞库建设技术可以极大提高地下洞库选址适用范围。为探究在砂岩区建库的可行性,以西南某砂岩区建库选址为背景,利用FEFLOW软件建立水平层理、倾斜10°层理、倾斜50°层理3种工况对应的砂岩区地下水封洞库渗流场模型,并假定2~3条厚层泥岩,放大低渗透性泥岩层对于水封环境的破坏程度,模拟分析砂岩韵律层理对地下洞库水封效果的影响。结果表明:厚层泥岩对于倾斜50°层理工况的影响最小,对于水平层理工况的影响最大,而厚层泥岩已成为地下水环境中的隔水层,严重影响甚至破坏了水封环境。基于此,在模型中针对性设置水平水幕孔、垂直水幕或斜向水幕系统,模拟结果表明:水封效果得到明显改善。在实际工程中,可通过下移水平水幕系统、特定区域增设垂直水幕或斜向水幕系统等实现更好的水封效果。研究成果可为砂岩区地下储油洞库水封设计及选址提供理论参考。     

地下油库岩体裂隙处理及水位动态预测

水封石洞式地下油库是利用地下水的天然埋藏 条件，人工开挖的储油石洞，是洞周围岩体和储存于其中的裂隙水共同组成的储油容器。使储油石在运营期间处于地下水位以下，洞库排水时能保持最小的排水量及最小的水位降落值，且洞库的油品下向外渗漏的关键是如何对姨辶严督写恚⒍粤严洞砗蟮亩纯馇叵滤欢鞒鼋献既返脑げ狻Ｒ曰频旱叵滤馐纯饪馕樯芰嗽诙匝姨辶严都傲阉咎卦诘难芯炕∩希贫ǖ挠庞诠馔     

含泥岩夹层盐穴储气库的爆炸动力响应数值模拟

为了探讨含泥岩夹层盐穴储气库在可燃气体爆炸作用下的稳定性,利用有限差分软件FLAC^3D,建立盐穴储气库的数值模型,分析爆炸载荷作用下含泥岩夹层盐穴储气库的动态响应,包括储气库围岩的应力状态变化、地震动幅值及稳定性等。结果表明:在可燃气体爆炸载荷作用下,泥岩夹层与盐岩中应力变化基本一致,不存在明显的薄弱部位;人工拟合爆炸波对洞室围岩的冲击作用比三角形爆炸波作用强;可燃气体爆炸作用对洞室围岩破坏的影响有限,随洞室深度的增大迅速衰减;深埋盐穴储气库比浅埋洞室抵抗爆炸作用的能力更强,有利于储气库洞室的稳定性。     

盐穴型战略储油库参数选择及稳定性分析

随着我国石油资源对外依存度的逐年增加,建立完善的战略石油储备已经成为当务之急.针对盐穴型战略储油库储存运行的关键技术,结合盐岩力学特性和我国地质状况,对战略储油库造腔设计、建腔参数选择、运行参数确定以及影响储油库稳定性因素等问题进行了详细分析.研究结果表明：当储油库安全运行时,注采速率不超过4.5 m/s,并确保运行压力符合储油库的最大内压准则;溶腔内流体的热压膨胀对战略储油库前期运行安全影响较大,在长期稳定储油后,容易造成储油库内压增大,导致储存原油发生泄漏,在储油库安全运行时应尤为重视.研究成果可为今后我国盐穴战略储油库工程实践提供理论依据和技术支持.（表1,图2,参14）     

国外地下储气库建设工艺

叙述了国外地下储气库的发展,用途和类型,比较了各种类型储气库的建设工艺和使用民政部结果表明,枯竭油气田型地下储气库在全世界普及率最高,最经济。在没有枯竭油气田做地下储气库时,首推建设的是多孔性含水层型地下储气库。     

利用地下盐穴实施战略石油储备

论述了我国利用盐穴建设战略石油储备库的重要性和必要性.从建设盐穴石油储备库的基本条件、工艺流程、关键技术等方面,对我国利用盐穴建造地下储油库的可行性进行了分析.提出国内很多含盐盆地具备了建设盐穴石油储备库的基本地质条件和技术基础.提出应开展建库选址的分析和研究并进行前期规划,以加快我国盐穴储备库的建设步伐.     

国外地下储气库发展综述

提出了世界石油和天然气储运领域出现的两个变化:一是世界天然气管道的总长度首次超过原油管道总长度;二是地下储气库的建设有了明显发展。而在一些国家解除了对天然气运销市场的管制(如美国),这些都刺激了地下储气库的建设及其工艺技术的现代化。介绍了地下储气库的一般类型:枯竭油气田、地下含水层、岩盐洞穴和废煤矿型。比较了这四种类型储气库的优缺点、发展现状及其现代化进程。建议国内油气储库要借鉴国外地下储库建设经验,学习其先进技术,缩小与国外差距。