[发明专利]模拟盐穴储库地质环境的损伤岩盐自愈合试验方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种模拟盐穴储库地质环境的试验方法，特别是涉及一种模拟盐穴储库地质环境的损伤岩盐自愈合试验方法。

背景技术

由于岩盐优良的物理力学性质，孔隙率低、渗透性小、变形能力好、可水溶开采等特点被国内外公认为最佳的能源地下储备地点。然而国内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)。由于地应力作用以及硐室开挖扰动的影响，在地下深处开挖的硐室周围必然要形成岩石松动圈，在松动圈内有大量的裂隙裂缝的存在，它们往往是储库内废物和外部生物圈的连通通道；在岩盐溶腔的建腔期和油气储存过程中，盐穴腔体的岩盐受到来自地层的水平应力和垂直应力以及腔体内流体的压力，也会导致腔壁岩盐受到损伤并出现裂隙，增加了岩盐的渗透性，不利于腔体的稳定和密封。这些都有可能引起储库事故的发生，造成不可估量的损失。但是，岩盐在地质条件下的自恢复作用会促使损伤岩盐的裂隙愈合，改善岩盐腔体内部受损岩盐的力学特性和渗透性。故有必要开展相关的岩盐自愈合试验研究。

要掌握岩盐储库损伤岩盐的自愈合情况从而采取措施加速其恢复速度，就有必要研究损伤岩盐在各种地质条件下的自恢复机理，开展一系列相关的相似模拟试验研究。既要研究在单一环境因素下损伤岩盐的自愈合机理和实际恢复情况，也要能够模拟复杂地质条件，研究在复杂地质条件下，损伤岩盐的自愈合机理和实际恢复情况。这种综合自愈合试验平台，可以较为真实的模拟岩盐储库的地质环境，为损伤岩盐的自愈合机理研究提供有力支持。

然而现有的岩盐自愈合相关试验研究，一般是分析单一条件下损伤岩盐的愈合恢复情况，不能多条件综合研究岩盐的自愈合情况，无法模拟盐穴储库的真实地质环境。因此，有必要改造现有的试验条件，制造适合于能模拟盐穴储库地质环境的岩盐自愈合试验平台。

发明内容

针对现有技术中的不足之处，本发明提供了一种模拟盐穴储库地质环境的损伤岩盐自愈合试验方法。该方法可更真实的模拟地质环境中的温度、水分及应力条件，不仅可以分别提供岩盐损伤自愈合的单一恢复条件，也可以根据设定模拟多条件的综合恢复环境。为研究损伤岩盐自愈合机理和维护岩盐储库提供更为真实的理论支持和技术指导。

为了解决上述技术问题，本发明采用了如下技术方案：

模拟盐穴储库地质环境的损伤岩盐自愈合试验方法，该方法包括如下步骤：

1）制作一个可以进行三轴加压的三轴室，作为实现不同愈合条件的模拟环境；

所述三轴室包括筒体、加热垫片、底座、上盖、上压杆、下支撑柱、上压头、下压头、气液导管、盐气供应系统、卤水供应系统、温度传感器、湿度传感器、压力传感器、信号接收器、液压系统和气液回收系统；所述加热垫片设置在筒体的内壁上，所述底座设置在筒体的底部并与筒体的下端口密封配合，所述上盖设置在筒体的顶部并与筒体的上端口密封配合，所述上盖上设置排气孔；所述上压杆竖直设置在上盖上，上压杆的底端伸进筒体内，所述下支撑柱竖直设置在底座上，下支撑柱的顶端伸进筒体内；所述上压头固定在上压杆的底端，所述下压头固定在下支撑柱的顶端，所述上压头和下压头在竖直方向上对应；所述上压杆和上压头在竖直方向上设置气液导孔，所述气液导管安装在气液导孔内；所述盐气供应系统和卤水供应系统分别通过管道与气液导管连接并通过气液导管与筒体内连通；所述温度传感器、湿度传感器和压力传感器均设置在上盖上并靠近筒体内，所述温度传感器、湿度传感器和压力传感器均与信号接收器连接；所述液压系统通过设置在下支撑柱上的管道与筒体内连通，所述下压头和下支撑柱在竖直方向上设置气液通道，所述气液回收系统通过管道与气液通道连接并通过气液通道与筒体内连通；

2）制作直径为50mm，长度为100mm的圆柱形试件，并在圆柱形试件端面的中心竖直开一条直径为5mm的贯通孔，将圆柱形试件安装在上压头和下压头之间，使圆柱形试件的贯通孔分别与气液导管和气液通道连通；

3）通过卤水供应系统向圆柱形试件内部注入过饱和盐溶液；

4）通过盐气供应系统向圆柱形试件内部通入潮湿含盐气体；

5）加热垫片通电加热，温度达到试验设计的地温后开始保温；

6）由液压系统向三轴室注入液压油，通过排气孔排出腔体内部的空气，然后关闭排气孔，开始加压，待压力达到设计值后保压；

7）通过上压头和下压头对圆柱形试件的两端施加垂直方向的压力，达到设计压力后保压； 

8）圆柱形试件在上述模拟环境中已经到达损伤恢复设计时间后，取出圆柱形试件，通过超声波、高倍显微镜和声发射检测圆柱形试件的损伤自愈合情况。