付晓飞

(中国石化江汉油田分公司勘探开发研究院，湖北武汉 430223)

潜江凹陷潜二段主要发育盐岩，盐层间发育泥岩隔夹层，导致运行压力过高或者过低时，容易引起腔体坍塌。江汉王储3 储气库潜二段第12 夹层厚7 m，通过造腔过程中的工艺控制，实现了顺利垮塌，使造腔地层厚度由105 m增加到195 m。

在非均质的层状盐岩矿床内建造储气库时，当储气库尺寸和高径比等参数变化较大时，会影响到储气库长期安全、稳定运行。

20 世纪60 年代，国外学者[1-4]分析了盐穴尺寸、埋深、顶底板厚度和力学参数对盐穴的影响，得到了盐丘型储库的最优腔体设计参数。目前，国内学者李建中、邱贤德、刘新荣等[5-12]提出了难溶夹层垮塌控制技术，但江汉盆地黄场盐穴地下储气库的盐层性质、岩盐埋深、腔体形态与规模和已建成的盐穴储气库存在一定的地质差异，为避免因采用不合理的腔体形状对储气库的稳定性及长期安全、经济运行产生不利影响，依据江汉盆地王储3 井腔体资料[13]，对超深超大型盐穴洞形优化进行了研究。

1 腔体尺寸优化

首先对腔体形状和尺寸进行造腔设计，得到腔体形状和尺寸，然后分别建立了腔体直径为70、80、85 和90 m 条件下的三维地质力学计算模型。由于盐岩具有流变性特征，认为盐岩地层中初始地应力分布满足静水压力分布，即地应力场采用三向等压自重应力场。溶腔内部施加天然气内压，分别取为17、20、23、26、29 和32 MPa。根据盐穴储气库设计规范[14]，在数值模拟计算盐穴运行时间取30 年，最大不平衡力设置为50 N、收敛精度设定为10-5，计算结果表明监测点随着计算时间增加趋于稳定。……