盐岩中能源(石油和天然气)地下储存力学问题研究现状及其发展

摘要

盐岩作为石油和天然气等战略与商业地下储存介质在欧洲、美国和加拿大等国家获得了广泛的应用.首先将盐岩中能源储存的相关力学问题的研究,划分成4个发展阶段:(1)20世纪60年初--简单应用阶段.此阶段利用采矿工程方面的力学知识和经验,对能源地下储存的力学方面进行了简单研究和应用;(2)20世纪60年代中期到70年初--模型研究与应用阶段.此阶段利用大型盐岩试样在实验室进行模拟石油或天然气储存,研究盐岩在储存方面的力学特性;(3)20世纪70年代末到90年代中期--数值模拟计算阶段.此阶段利用有限元技术,结合盐岩的试验结果,模拟能源储存过程,进行储存力学方面模拟计算与分析研究;(4)20世纪90年代中期直到现在--损伤模型设计阶段.本文结合盐岩的损伤与损伤恢复特性及其试验研究,提出了盐岩的几个损伤与损伤恢复本构模型.利用这些模型,使储存库的力学特性得到了更充分的发挥;同时对每个阶段的研究情况进行了分析,重点指出了每一个阶段的主要代表人物及其主要研究成果;其次,对盐岩的本构方程进行了系统总结与评价,指出了各类本构方程的建立依据与工程应用特点,重点介绍了Norton材料模型和Hou/Lux盐岩损伤与损伤恢复本构模型,并指出了这两种计算模型的优缺点;最后提出了今后盐岩研究的主要发展趋势.