随机裂隙分布下石油洞库水封性评估

"裂隙随机分布条件下地下石油洞库水封性评价" 本文主要探讨了在裂隙随机分布的复杂地质环境下，如何评估地下石油洞库的水封性能。平洋、王者超等研究人员以我国首个大型地下水封石油洞库工程为实际案例，深入研究了在考虑洞库围岩节理裂隙随机分布特性的基础上，如何运用离散介质流固耦合理论进行水封性评价。 首先，文章阐述了地下水封储油洞室的水封原理，即利用地下水压力阻止油气混合，确保石油的安全存储。水封准则的建立是评价水封性能的关键，它涉及到地下水压力能否有效隔绝油气的泄漏。通过对洞库围岩结构面进行剪切试验，获取了结构面的相关参数，这些参数对于理解和模拟节理裂隙的力学行为至关重要。 接着，研究人员采用了Barton-Bandis剪胀模型对结构面参数进行了校验。该模型是描述节理在剪切荷载作用下的剪切与膨胀行为的常用理论，对于理解和预测裂隙网络的力学响应具有重要作用。 在统计和分析了库区节理裂隙数据后，建立了洞库围岩的随机节理裂隙网络模型，这是模拟真实地质环境的重要工具。通过该模型，可以对不同水幕压力条件下的地下水压力分布、涌水量以及洞库围岩的变形和受力情况进行详细分析。 研究表明，当水幕压力大于或等于75kPa时，洞室周围的地下水压力能够满足水封准则，有效阻止油气泄漏。在75kPa水幕压力条件下，各洞室的涌水量处于0.003~0.015m³/d之间，拱顶沉降量则在16~32mm之间。这些数值对于评估洞库的稳定性和安全性，以及设计合理的水幕系统提供了重要依据。 关键词涉及的领域包括地下水封石油洞库、离散单元法、应力渗流耦合、随机节理裂隙、水幕压力、剪胀模型和涌水量。这些关键词揭示了研究的核心内容和技术手段，它们对于理解地下水封洞库的水力学特性，以及在设计和运营过程中的风险评估具有重要意义。 该研究在理论与实践上都具有重要价值，不仅为地下水封石油洞库的工程设计提供了科学依据，也为类似地质条件下的其他地下工程提供了参考。通过深入理解裂隙网络的随机性及其对水封性能的影响，可以更好地保障地下石油储存的安全性，减少潜在的环境风险。