一种储气库断层稳定性分析方法与流程

    技术2024-12-19  3


    本发明涉及安全评价工程,具体涉及一种储气库断层稳定性分析方法。


    背景技术:

    1、储气库是一种重要的能源储存和调峰系统,通常用于储存天然气等能源,以满足能源需求的高峰和低谷。然而,储气库建设和运营面临断层稳定性的挑战,由于断层可能引发地质灾害,如断层滑动和岩层破裂,从而危及设施的安全性。因此,储气库的稳定性对于其安全运行和使用寿命至关重要。

    2、在储气库周围,存在许多复杂的地质构造和地质力学问题,例如断层、孔隙介质等,这些因素对储气库的稳定性产生重要影响。现有的储气库断层稳定性分析方法,在储气库断层稳定性分析中,通常根据岩石层的动态力学参数和储气库运营周期来计算最大安全操作压力,以分析断层的稳定性。

    3、但是,相关储气库断层稳定性分析方法没有考虑地质层的异质性以及断层与周围岩石之间复杂的力学交互作用,也未能有效反映地下岩石的复杂性。这样,导致无法准确地对断层稳定性进行评估分析。


    技术实现思路

    1、本发明所要解决的技术问题是无法准确地对断层稳定性进行评估分析的问题。

    2、为解决上述技术问题,本发明提供了一种储气库断层稳定性分析方法,具体采用如下技术方案:

    3、本发明提供一种储气库断层稳定性分析方法,包括:首先,获取储气库的地质参数,地质参数用于表征储气库的地质特征和力学特性。然后,根据地质参数构建储气库的模拟模型。其次,根据模拟模型通过孔隙介质弹性力法确定储气库的应力分布和应变分布。根据应力分布和应变分布,通过随机数值分析法对储气库内断层进行稳定性评估,确定危险区域。最后,根据储气库的工况数据和危险区域,确定储气库内断层的稳定性,并输出调整优化建议信息。

    4、在一种可选择的实现方式中,上述地质参数包括:非均质性参数,非均质性参数用于表征储气库的地质非均质性。模拟模型包括:孔隙介质弹性力学模型。根据地质参数构建储气库的模拟模型,包括:根据非均质性参数构建孔隙介质弹性力学模型。

    5、在一种可选择的实现方式中,上述模拟模型包括:岩石力学模型。根据模拟模型通过孔隙介质弹性力法确定储气库的应力和应变分布,包括:根据岩石力学模型,分析储气库内断层与周围岩石的相互作用,确定储气库的应力和应变分布。

    6、在一种可选择的实现方式中,上述根据模拟模型通过孔隙介质弹性力法确定储气库的应力分布和应变分布,包括:根据模拟模型结合储气库的地下水流动因素、断层滑移机制因素和孔隙介质弹性力学确定储气库的应力分布和应变分布。

    7、在一种可选择的实现方式中,上述地质参数包括:地应力测试参数、测井曲线参数、岩心测试参数和岩石力学测试参数。模拟模型包括:三维地应力模型和三维地质力学模型。根据地质参数构建储气库的模拟模型,包括:根据地应力测试参数、测井曲线参数和岩心测试参数构建三维地应力模型;根据岩石力学测试参数构建三维地质力学模型。根据应力分布和应变分布,通过随机数值分析法对储气库内断层进行稳定性评估,确定危险区域,包括:根据三维地应力模型和三维地质力学模型,通过耦合岩石力学法基于随机数值分析确定储气库内断层的失稳概率。

    8、在一种可选择的实现方式中,上述根据应力分布和应变分布,通过随机数值分析法对储气库内断层进行稳定性评估,确定危险区域,还包括:根据三维地应力模型和三维地质力学模型,通过耦合岩石力学有限元模拟法和油气藏数学模拟法,基于随机数值分析法确定储气库的稳定性和风险概率,确定危险区域。

    9、在一种可选择的实现方式中,上述调整优化建议信息包括以下至少一种:储气库的注气量调整值、运行调整策略、工程加固断层区域。

    10、在一种可选择的实现方式中,上述方法还包括:获取储气库的声波测井数据和历史地震数据,声波测井数据用于表征储气库的内部裂缝大小和分布。根据应力分布和应变分布,通过随机数值分析法对储气库内断层进行稳定性评估,确定危险区域,包括:根据应力分布和应变分布,结合声波测井数据和历史地震数据,通过随机数值分析法对储气库内的断层进行稳定性评估。

    11、在一种可选择的实现方式中,上述工况数据包括:储气库的监测数据,监测数据包括以下至少一种:微地震数据、地表变形数据、温度和观测井的压力。根据储气库的工况数据和危险区域,确定储气库内断层的稳定性,包括:根据监测数据和危险区域,通过数值反演法,确定储气库中储气腔形状和盖层断层应力状态,以确定储气库内断层的稳定性。

    12、在一种可选择的实现方式中,上述模拟模型包括:断层力学模型。根据储气库的工况数据和危险区域,确定储气库内断层的稳定性,包括:根据储气库的工况数据和危险区域,结合储气库内断层的几何特征因素、摩擦性质因素、强度因素和滑动机制因素,通过断层力学模型和破裂准则确定储气库内断层的稳定性。

    13、本申请实施例提供的储气库断层稳定性分析方法,具备以下有益效果:

    14、1、该方法通过引入非均质性和多尺度建模技术,能够更精确地反映地下岩石的复杂性。这样,有助于更准确地模拟应力和应变分布,提高对断层稳定性评估的准确性。同时,结合了孔隙介质的弹性力学特性、断层的几何特征、摩擦性质、强度和滑动机制等多种因素的耦合效应。这样,可以更全面地分析储气库断层的运动行为,并提供更准确的稳定性评估。

    15、2、该方法通过数值模拟工具模拟储气库内断层稳定性,有助于预测可能出现的问题,从而为实际操作提供参考。并且可以结合地质资料、实测数据、地震数据或声波测井数据,通过多维度的数据组合可以增强分析的准确性和完整性。

    16、3、该方法还提供了具体的调整优化建议,如改变注气量、调整储气库的运行策略或工程措施。这些调整优化建议具有较强的实际应用价值,通过对储气库的断层稳定性的全面分析和评估,能够提前发现潜在的危险,从而采取必要的措施,提高储气库的安全性。通过优化建议和预先的稳定性评估,可以在早期发现并解决问题,从而避免后期可能产生的更大的维修或修复成本。

    17、综上,通过本申请实施例提供的储气库断层稳定性分析方法,能够更准确地模拟应力和应变分布,以提高对断层稳定性进行评估分析的准确性。



    技术特征:

    1.一种储气库断层稳定性分析方法,其特征在于,包括:

    2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述地质参数包括:非均质性参数,所述非均质性参数用于表征所述储气库的地质非均质性;所述模拟模型包括:孔隙介质弹性力学模型;

    3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述模拟模型包括:岩石力学模型;

    4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述根据所述模拟模型通过孔隙介质弹性力法确定所述储气库的应力分布和应变分布,包括:

    5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述地质参数包括:地应力测试参数、测井曲线参数、岩心测试参数和岩石力学测试参数;所述模拟模型包括:三维地应力模型和三维地质力学模型;

    6.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,所述根据所述应力分布和所述应变分布,通过随机数值分析法对所述储气库内断层进行稳定性评估,确定危险区域,还包括:

    7.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述调整优化建议信息包括以下至少一种:所述储气库的注气量调整值、运行调整策略、工程加固断层区域。

    8.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述方法还包括:

    9.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述工况数据包括:所述储气库的监测数据,所述监测数据包括以下至少一种:微地震数据、地表变形数据、温度和观测井的压力;

    10.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述模拟模型包括:断层力学模型;


    技术总结
    本发明提供一种储气库断层稳定性分析方法,包括:首先,获取储气库的地质参数。然后,根据地质参数构建储气库的模拟模型。其次,根据模拟模型通过孔隙介质弹性力法确定储气库的应力分布和应变分布。根据应力分布和应变分布,通过随机数值分析法对储气库内断层进行稳定性评估,确定危险区域。最后,根据储气库的工况数据和危险区域,确定储气库内断层的稳定性,并输出调整优化建议信息。该方法基于耦合孔隙介质弹性力学,能够结合断层与周围岩石之间复杂的力学交互作用,通过多尺度建模技术更精确地反映地下岩石的复杂性。这样,能够更准确地模拟应力分布和应变分布,以提高对断层稳定性进行评估分析的准确性。

    技术研发人员:黄发木,马江涛,秦垦,胡俊,杨佳坤,阳小平,孙建华,刘云,张宏,鲁俊
    受保护的技术使用者:国家石油天然气管网集团有限公司
    技术研发日:
    技术公布日:2024/10/24
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