本报讯 近日,河北省煤田地质局二队地下空间综合利用研究中心在深地盐穴储气库稳定性研究方面取得重要进展,相关研究成果Creep Modeling and Influencing Factor Analysis of Ultradeep Salt Cavern Gas Storage发表于国际知名期刊ACS Omega(JCR一区、新锐二区TOP期刊)。该研究突破传统室内试验局限,依托真实工程数据构建并验证了盐岩蠕变模型,为我国深地盐穴储气库的工程设计、安全运营及长期稳定性评估提供了关键理论与技术支撑。
盐岩具有低渗透率、良好流变特性与损伤自愈合能力,是国际公认的地下储气库理想介质。在长期注采气运行过程中,盐岩的蠕变特性直接决定储气库腔体的稳定性、密封性与库容有效性,因此成为储气库规划设计、溶腔建造及运维管理全流程必须攻克的核心科学问题。长期以来,国内外盐岩蠕变模型研究多基于实验室高温高压蠕变试验,难以真实还原现场地应力、温度场与注采压力动态耦合等复杂工况,导致研究成果与工程实际存在偏差,对超深盐岩造腔工程的指导作用有限。
河北局二队实施的宁晋盐穴储气库造腔试验项目是当前世界最深的盐岩水溶造腔工程。在规模化建设与商业化运营前,必须开展系统严谨的地质可行性论证与稳定性评价。地下空间综合利用研究中心科研团队以该项目为依托,系统收集整理了现场施工资料、井口压力时序数据、溢流监测记录、测井与声呐测腔成果等多维度实测数据,开展了深度挖掘与综合分析,精准揭示了深部盐腔在复杂地质环境下的变形特征与时间效应。中心基于大量工程实测数据,建立并验证了盐岩腔体蠕变Burgers模型,实现了以现场数据表征盐腔蠕变规律的技术突破,有效弥补了传统研究与工程实践脱节的短板。
与传统室内试验模型相比,本次构建的Burgers模型表现出三大显著优势:一是表征精度更高,完全依托宁晋现场造腔数据,可真实还原深部盐腔在地应力、温度、注采压力耦合作用下的蠕变行为;二是时间尺度更全,可精准刻画腔体短期、中期、长期全周期蠕变收缩规律,显著提升长期预测可靠性;三是工程实用性更强,模型参数可直接应用于造腔参数优化、腔体稳定性评估及运行压力区间调控等工程环节,为宁晋乃至全国同类盐穴储气库的安全高效开发提供科学依据。
目前,我国超深盐穴储气库研究仍处于理论探索与技术攻关的关键阶段,河北局二队将继续聚焦盐穴储气、储氢、压缩空气储能等前沿方向,开展系统研究,立足河北盐穴资源禀赋,深化工程实践与理论创新,持续推动深地储能技术研发与应用水平提升。
王续学