[发明专利]一种监测油库建腔期流场与夹层受力的试验方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种岩盐造腔试验方法，尤其涉及一种监测油库建腔期流场与夹层受力的试验方法。

背景技术

相对其它能源储备方式，岩盐地下能源储备库具有安全、经济的特点，但国外岩盐地下储库仍时有事故发生(如油气渗漏、溶腔失效、地表沉陷等)。目前国外地下岩盐储库几乎都建在巨厚盐丘中，而我国可建地下储库的岩盐均为层状岩盐，具有厚度薄、夹层多、品位低、埋深大（湖北云应岩层埋深为1000m）的特点。相比之下我国地下岩盐储库建设难度更大、运行风险更高。当前盐岩溶腔建造过程中，控制岩盐地下储库的形状是减少事故和避免营运风险的主要手段之一，具有理想形状的储库具有更好的稳定性、密闭性及更长的使用寿命。但是盐岩水溶建腔是一个不可见的过程，建腔过程中腔内卤水运移规律及夹层受力特点对腔体形状扩展及腔体稳定性都有显著影响。腔内卤水流动规律是影响含夹层盐岩溶腔腔体形状扩展的关键因素，卤水流动对夹层产生的扰动力对夹层垮塌破坏也将产生重要影响，反过来夹层也会对腔内流场产生影响。现有技术手段无法实现现场监控腔内流场情况及夹层受力特征，即便勉强开展工程现场监测，其成本也相当高昂，不利于生产实际；另外，国内外目前通用的手段是通过带颜色淡水进行油气储库建造期流场分析，只能单一的进行流场分析，且监测结果受染料自身扩散系数影响较大。

因此，现有试验方法均存在如下不足：一、油气储库建造现场流场及盐岩夹层受力监测几乎无法实现；二、无法同时实现流场监测与夹层受力规律监测。

发明专利内容

针对现有技术中的不足之处，本发明提供了一种监测油库建腔期流场与夹层受力的试验方法。该方法更真实的模拟含夹层盐岩造腔过程，以获得更真实的造腔工艺参数，用来指导工程实际。

    本发明提供的一种监测油库建腔期流场与夹层受力的试验方法，该方法包括如下步骤：

1）、制作层状盐岩造腔模型：

1.1）、根据相似理论，以能源地下储库建造地的地址资料和现场造腔工艺参数为依据，制作类似腔体剖面形状的盐岩模块，在盐岩模块的内壁上设有多个用来模拟夹层的钢片，并将盐岩模块夹在两块透明有机玻璃之间，盐岩模块的内壁与有机玻璃形成一内腔；在钢片上设置应力计，应力计的信号输出端连接应力应变分析仪；将双层套管从内腔顶部安装的有机玻璃盖板中心处插入腔内；盐岩模块、钢片的尺寸以及钢片之间的间距均按照现场比例制作；

1.2）、通过双层套管向盐岩模块的内腔中注水，在注入的水中加有示踪粒子；通过与双层套管连接的排卤管排卤；通过激光发射器向内腔内提供光源，并用摄像机透过有机玻璃对内腔中的流体进行摄像；

    2）、检测分析工程实际中不利于造腔的因素：

2.1）、夹层赋存状态对流场的影响：

    a.改变层状盐岩造腔模型的夹层间距，层状盐岩造腔模型的其它参数不变，通过摄像机监测流场的变化规律，采用应力应变分析仪分析夹层受力的特点；

    b.改变层状盐岩造腔模型的夹层悬空长度，层状盐岩造腔模型的其它参数不变，通过摄像机监测流场的变化规律，采用应力应变分析仪分析夹层受力的特点；

c.改变层状盐岩造腔模型的夹层厚度，层状盐岩造腔模型的其它参数不变，通过摄像机监测流场的变化规律，采用应力应变分析仪分析夹层受力的特点；

    2.2）、流场变化对夹层受力情况的影响：

    a.改变层状盐岩造腔模型的注水采卤速度，层状盐岩造腔模型的其它参数不变，通过摄像机监测流场的变化规律，采用应力应变分析仪分析夹层受力的特点；

    b.改变层状盐岩造腔模型的双层套管空间位置，层状盐岩造腔模型的其它参数不变，通过摄像机监测流场的变化规律，采用应力应变分析仪分析夹层受力的特点；

    2.3）、通过摄像机和应力应变分析仪研究夹层与流场耦合作用对溶腔形状扩展的影响。

 

本发明的一种监测油库建腔期流场与夹层受力的试验方法与现有技术相比，具有如下优点：

    1、能更加精确定性地分析建腔期流场运移规律；

2、实现夹层在建腔过程中受力变化规律动态监测；

3、可以同时反映整个造腔过程中流场与夹层相互作用的影响规律。

附图说明

图1为层状盐岩造腔模型试验装置的结构示意图；

图2为图1中A—A方向的剖面图。