[发明专利]一种交变载荷下油气藏型储气库断层动态稳定性评价方法

说明书

本发明涉及安全评价工程技术领域，具体涉及一种交变载荷下油气藏型储气库断层动态稳定性评价方法，包括基于储气库地层岩石动态力学强度参数，建立储气库运行周期与岩石内粘聚力的关系模型与储气库运行周期与岩石内摩擦角的关系模型；基于上述两个关系模型建立极限运行压力计算模型；基于目标储气库断层泥摩擦系数建立储气库极限运行压力计算模型；使用上述两个计算模型，根据最大主应力和最小主应力计算不同运行周期下的储气库断层剪切破裂破坏承压极限压力和不同倾角处的摩擦滑动破坏承压极限压力，评价目标储气库动态稳定性，解决了现有的评价方法评价油气藏型储气库断层的动态稳定性的准确度较差的问题。

技术领域

本发明涉及安全评价工程技术领域，尤其涉及一种交变载荷下油气藏型储气库断层动态稳定性评价方法。

背景技术

建设天然气地下储气库是缓解天然气季节性消费不平衡的最有效手段之一。随着我国天然气地下储气库建设工程的快速发展，截至目前已建成29座天然气地下储气库，其中油气藏型地下储气库占比85％以上，是我国最主要的储气库类型。我国的油气藏型地下储气库的地质条件复杂，储气地质体普遍发育断层。储气库长时间循环注采工作导致断层岩石受交变载荷影响，从而增大储气库断层的失稳风险，而断层失稳可能导致储气库注采井管柱变形断裂、气体泄漏等事故，进而造成较大的经济损失和社会影响。因此，准确评价储气库断层在交变载荷下的动态稳定性对储气库的安全运行具有重要意义。

目前的评价方法存在3点缺陷：①现有断层动态稳定性评价方法均基于单一失稳理论建立，但由于不同区域储气库，甚至同一区域储气库内不同断层之间地应力、倾角等参数存在差异，不同断层可能出现的失稳破坏形式也是不同的，需根据断层具体参数选择合理的断层失稳理论；②现有基于岩石强度准则的评价方法中，岩石强度参数固定不变，而对于储气库断层岩石，交变载荷可能导致其强度参数变化，进而影响断层动态稳定性评价结果可靠性；③现有基于岩石摩擦定律的评价方法中，均未针对研究目标储气库断层的具体情况确定其摩擦系数，而不同区域断层的摩擦系数可能差异很大。这可能造成错误估计储气库极限运行压力，进而导致储气库有效工作气量减少或断层失稳风险加剧。

鉴于此，亟需建立一种综合考虑多种断层失稳理论，同时考虑岩石强度动态变化和不同断层摩擦系数差异的评价方法，以更加准确地评价油气藏型储气库断层的动态稳定性，进而确定更加合理可靠的储气库运行压力区间，在保障储气库安全运行的同时最大限度发挥其储气能力。

发明内容

本发明的目的在于提供一种交变载荷下油气藏型储气库断层动态稳定性评价方法，旨在解决现有的评价方法评价油气藏型储气库断层的动态稳定性的准确度较差的问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种交变载荷下油气藏型储气库断层动态稳定性评价方法，包括以下步骤：

测试储气库地层岩石动态力学强度参数；

基于所述储气库地层岩石动态力学强度参数，建立储气库运行周期与岩石内粘聚力的关系模型与储气库运行周期与岩石内摩擦角的关系模型；

基于所述储气库运行周期与岩石内粘聚力的关系模型与所述储气库运行周期与岩石内摩擦角的关系模型建立用于目标储气库的基于岩石剪切破裂准则的极限运行压力计算模型；

确定目标储气库断层泥摩擦系数；

基于所述目标储气库断层泥摩擦系数建立用于目标储气库的基于岩石摩擦滑动定律的储气库极限运行压力计算模型；

使用所述用于目标储气库的基于岩石剪切破裂准则的极限运行压力计算模型，根据目标储气库地层最大主应力、最小主应力，计算不同运行周期下的储气库断层剪切破裂破坏承压极限压力，得到第一计算结果；

使用所述用于目标储气库的基于岩石摩擦滑动定律的储气库极限运行压力计算模型，根据目标储气库地层最大主应力、最小主应力，计算储气库断层在不同倾角处的摩擦滑动破坏承压极限压力，得到第二计算结果；