使用型盐作为岩盐造腔相似材料实验研究

摘要

为解决日益严重的能源危机，建立能源战略储备势在必行，而建造地下储备库是能源战略储备工作中最重要的一环。岩盐地下储库建造过程中，必须模拟水溶建腔过程，对建腔过程进行深入分析，了解流体运输和物质交换过程，认识溶腔形态变化规律，为溶腔优化设计提供依据。而目前国内外学者主要利用小尺寸岩盐试件进行岩盐造腔理论以及溶腔稳定性方面的研究。因此，利用相似材料制备大尺寸型盐模拟岩盐造腔全过程，以及研究溶腔的稳定性是有必要的。
　　 本文以型盐作为模拟岩盐建腔相似材料可行性研究，主要进行了以下几个方面的工作：
　　 ①对模拟岩盐造腔实验进行了分析和总结，结合国家973计划“能源储备地下库群灾变机理与防护理论研究”的第六个课题，即“油气储库群建腔期灾变诱发机理”，给出了本文的主要研究内容和技术路线。
　　 ②依据力学相似模型理论与单值条件要求推导出力学特性相似条件，并对型盐进行常规单轴、三轴压缩实验，研究了型盐的强度与应变特性，确定了与岩盐力学特性的相似性。
　　 ③依据岩盐溶解机理确立了影响型盐溶解速率的主要因素，确定了型盐溶解速率的实验方案，进行了不同溶液浓度，不同流速及不同温度条件下型盐溶解速率实验，并将实验结果与岩盐进行对比，得出了型盐与岩盐在各种影响因素下溶解速率的关系。
　　 ④根据已确立的压制型盐的强度条件，压制了尺寸为高度200mm截面直径300mm的圆柱体型盐试件，并依据岩盐造腔数学模型和型盐溶与岩盐溶解速率的关系，确定了模拟造腔实验工艺参数，并进行了模拟水溶造腔的全过程，研究了造腔过程中体积变化情况和出水浓度变化情况，在完成实验后，得到了预期的腔体形状。
　　 以上研究及得出的相关的结论，为使用型盐进行模拟造腔实验性打下了基础，并提供了基本的理论参考。