层状岩盐蠕变特性及储库密闭性研究

摘要

我国岩盐矿床大部分为薄盐层矿床，单层厚度薄，软弱夹层多，内含大量高盐份泥岩夹层，从而加大了我国岩盐矿床地下能源储存库和核废料处置库洞室的建造难度。不仅要考虑岩盐矿体的渗透性、溶腔的蠕变收敛性、矿柱的稳定性外，还要充分考虑夹层的不均匀性，如夹层及层理的渗透性，夹层和岩盐蠕变的差异性。 本文结合以往层状岩盐研究的成果，根据目前岩盐蠕变特性研究存在的问题，对层状岩盐蠕变特性及储库密闭性进行了研究。主要内容包括：①针对以往对含泥岩夹层岩盐的研究都是通过对固定盐样进行试验，对含泥岩夹层岩盐蠕变特性没有一个全面的把握，结合以往的试验数据，采用FLAC3D对各种工况进行数值模拟，包括泥岩层数、泥岩倾斜角度的变化等，对含泥岩夹层岩盐蠕变特性做了进一步的探讨。②基于以上得出的泥岩夹层对岩盐蠕变特性的影响，研究了在不同泥岩层数、洞室内压及不同的泥岩模量情况下，层状岩盐储库长期变形特性。其中，泥岩层数和内压变化对洞室变形影响较大，泥岩模量影响较小。③通过节理单元的引入，研究泥岩夹层剪切位移的变化规律，进而探讨了层状岩盐储库的密闭性问题。由于层间位移差存在的范围较小，加上岩盐较强的流变性，认为气体渗透通道是封闭的，泥岩夹层不会对储库的密闭性造成严重影响。