基于盐岩压缩-扩容边界理论的盐岩储气库密闭性分析研究

根据我国深部盐岩层中天然气储备的可行性研究,针对盐岩储气库密闭性分析开展试验研究和理论分析。首先对盐岩的压缩-扩容边界理论进行分析,根据应城纯盐岩的三轴压缩试验结果,建议采用双曲线函数拟合盐岩的压缩-扩容边界(CDB),对比不同研究者的试验结果表明,所提议的双曲线型较通常采用的抛物线型具有更好的适用性。在分析盐岩的CDB在主应力空间表达式的基础上,给出盐岩扩容接近度(DAI)的定义和表达式,提出采用基于盐岩的压缩-扩容边界理论来分析盐岩储气库的密闭性,并给出相应的算例。

无烟煤的压缩-扩容边界与瓦斯渗流相关性研究

采用体积应变增量给出了压缩-扩容边界条件,理论分析了压缩-扩容边界的应力空间形态,并通过不同围压下的三轴实验得到晋城无烟煤的压缩-扩容边界,研究了煤在压缩扩容过程中的瓦斯渗流变化.结果表明:在压缩阶段,试件的渗透率与有效应力曲线更符合公式K=K_0[1-(σ_e/s)^(1/t)]~2;在扩容阶段,当围压较低时,渗透率与有效应力曲线符合二项式公式,当围压较高时,渗透率与有效应力曲线符合公式K=K_(C/D)(1+ce^(-dσ_e)).围压和瓦斯压力对压缩-扩容边界影响显著,初始围压的增大使压缩-扩容边界上的轴向应力增大,应力比增大,渗透率减小;而瓦斯压力的增大使压缩-扩容边界较早发生.现场测试验证了三轴渗流试验中压缩扩容与渗透率变化的一般规律.

基于三轴压缩试验的盐岩损伤与体应变关系理论研究

基于三轴压缩试验,分析三轴压缩过程中盐岩的应变变化特点,定义压缩扩容边界点为最大体应变点。根据岩石内部裂隙发展演化情况,分析与其相应的盐岩内部特征量,得出孔隙率的改变是导致盐岩应变变化的内部原因。根据这一分析成果,定义不同应力状态下的孔隙率为损伤变量,得出不同损伤状态下盐岩孔隙率的变化情况,得到盐岩损伤与体应变关系式。该关系式定量表达了盐岩损伤与体应变之间的关系,为进一步研究盐岩在不同损伤状态下的气体渗透规律提供了理论基础。