基于流固耦合的含夹层盐岩储库渗流研究

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盐岩属于一种软岩,结构致密、渗透率和孔隙度极低,具有良好的蠕变和损伤自恢复能力。我国的盐岩有着软弱夹层多、单层厚度薄的特点,这与国外大而厚的盐丘相比有着很大的不同。含软弱夹层盐岩储气库的气体渗透机制十分复杂,含软弱夹层的渗流力学模型和数值计算方法是解决评估储气库气体渗透范围的关键。本文结合以往的研究成果分析流固耦合作用对储气库的影响,实现了渗透率的动态演化过程,得到了一些有价值的成果。  本研究主要内容包括:⑴流固耦合作用,流体介质会扩大洞室周围的塑性区面积;同时流体介质的引入在不同的储库内压下对损伤变量的分布也产生不同的影响。⑵采用PWIPP与userc_d模型进行计算,其渗流的影响范围有着很大不同。由于损伤对渗透率、孔隙度的影响更大,所以userc_d模型计算得到的渗流影响范围比PWIPP模型要大。⑶实现了渗透率和孔隙度的动态演化,有两个创新点:粘弹塑性含夹层盐岩储库渗流特性分析中,利用渗透率变化理论实现了渗透率和孔隙度的动态演化过程,并用单相液体稳态渗流理论验证了数值模拟计算的正确性;考虑损伤的含夹层盐岩储库渗流特性分析中,利用损伤-渗透率关系试验实现了渗透率和孔隙度的动态演化过程。
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