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地下儲氣庫圍巖力學(xué)分析與安全評價

地下儲氣庫圍巖力學(xué)分析與安全評價

定 價:¥48.00

作 者: 閆相禎,王同濤 著
出版社: 中國石油大學(xué)出版社
叢編項: 山東省“十二五”重點圖書,中國石油天然氣集團公司地下儲庫鉆采工程實驗室重點圖書·中國石油大學(xué)(華東)“211工程”建設(shè)重點資助系列學(xué)術(shù)專著
標(biāo) 簽: 暫缺

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ISBN: 9787563637485 出版時間: 2012-06-01 包裝: 平裝
開本: 16開 頁數(shù): 300 字?jǐn)?shù):  

內(nèi)容簡介

《地下儲氣庫圍巖力學(xué)分析與安全評價》共分11章。
  第1章介紹了國內(nèi)外地下儲氣庫發(fā)展現(xiàn)狀及我國在地下儲氣庫建設(shè)中面臨的問題和挑戰(zhàn);第2章根據(jù)我國多夾層鹽巖破壞特征建立了適用于多夾層鹽巖的改進Mohr-Coulomb判據(jù),并利用實驗結(jié)果進行驗證,采用數(shù)值模擬計算方法與已有準(zhǔn)則的計算結(jié)果進行了對比;第3章通過引入邊坡失穩(wěn)和壓力拱概念優(yōu)化設(shè)計出地下鹽穴儲氣庫形狀,對比了已有形狀和新設(shè)計鹽穴儲氣庫的體積收縮率、變形量、塑性區(qū)體積、安全系數(shù)和等效應(yīng)變等指標(biāo),最后對相鄰鹽穴儲氣庫間礦柱受力和變形進行了分析,從不同角度給出了相鄰鹽穴儲氣庫間礦柱寬度推薦值;第4章采用尖點位移突變理論建立地下鹽穴儲氣庫頂板和礦柱穩(wěn)定性評價計算模型,并對某鹽穴儲氣庫間礦柱和頂板穩(wěn)定性進行了實例分析,研究了不同因素對頂板和礦柱穩(wěn)定性的影響;第5章建立了鹽穴儲氣庫地表動態(tài)沉降量預(yù)測模型,開發(fā)了相應(yīng)的計算軟件對云應(yīng)鹽穴儲氣庫地表沉降量進行了分析,研究了鹽穴直徑、鹽穴高度、內(nèi)壓、采氣速率、注采氣頻率等因素對鹽穴儲氣庫地表沉降量的影響,最后分析了鹽穴儲氣庫群地表沉降量變化規(guī)律;第6章根據(jù)地震載荷作用下鹽穴儲氣庫非線性動態(tài)響應(yīng)特征建立了相應(yīng)的計算模型,研究了地震入射角、地震強度、持續(xù)時間、地震波類型、內(nèi)壓、鹽穴徑高比和礦柱寬度等因素對地震載荷作用下鹽穴圍巖變形、應(yīng)力、安全系數(shù)和塑性區(qū)等影響規(guī)律;第7章建立了天然氣在夾層中運移的等效滲透率模型,有效降低了數(shù)值模擬計算參數(shù)個數(shù)、提高了計算精度,并對金壇鹽穴儲氣庫群中兩個相鄰鹽穴間氣體滲流規(guī)律進行了研究;第8章建立了鹽巖地層中儲氣庫完井管柱受力和變形計算模型,對傳統(tǒng)的Gauss-Newton-Marquardt算法提出了改進措施,提高了計算速度和精度,研究了套管柱外擠載荷變化規(guī)律及夾層參數(shù)對套管柱安全的影響,最后通過引入可靠性計算方法對儲氣庫套管柱的設(shè)計方法進行了補充;第9章建立了衰竭油氣藏型地下儲氣庫中天然氣動態(tài)運移和多元氣動態(tài)運移耦合模型,分別研究了儲層參數(shù)對地層壓力、含氣飽和度及回采氣中氮氣濃度的影響規(guī)律;第10章建立了衰竭氣藏型地下儲氣庫庫存量動態(tài)預(yù)測的多井約束優(yōu)化反分析模型,并對國內(nèi)某地下儲氣庫庫容量進行了動態(tài)預(yù)測,給出地下儲氣庫的泄漏量預(yù)測值;第11章根據(jù)前面研究成果開發(fā)完成“地下鹽穴儲氣庫形狀優(yōu)化設(shè)計軟件”、“地下鹽穴儲氣庫地表動態(tài)沉降量預(yù)測軟件”、“地下鹽穴儲氣庫管柱安全可靠性評價軟件”和“衰竭油氣藏型儲氣庫庫存量動態(tài)預(yù)測軟件”,為《地下儲氣庫圍巖力學(xué)分析與安全評價》研究成果在現(xiàn)場的推廣和使用提供了方便。

作者簡介

暫缺《地下儲氣庫圍巖力學(xué)分析與安全評價》作者簡介

圖書目錄

第1章 緒論
1.1 世界地下儲氣庫建設(shè)現(xiàn)狀
1.1.1 北美地下儲氣庫建設(shè)現(xiàn)狀
1.1.2 俄羅斯地下儲氣庫建設(shè)現(xiàn)狀
1.1.3 歐洲地下儲氣庫建設(shè)現(xiàn)狀
1.2 我國地下儲氣庫建設(shè)現(xiàn)狀
1.2.1 儲氣庫建設(shè)意義
1.2.2 儲氣庫建設(shè)現(xiàn)狀
1.3 我國地下儲氣庫建設(shè)過程中面臨的挑戰(zhàn)
1.3.1 鹽巖破壞準(zhǔn)則
1.3.2 礦柱、頂板穩(wěn)定性評價
1.3.3 地表沉降量預(yù)測
1.3.4 地震載荷作用下鹽穴儲氣庫安全性評價
1.3.5 鹽穴儲氣庫密封性評價
1.3.6 儲氣庫完井套管柱安全性評價
1.3.7 衰竭油氣藏型儲氣庫中氣體運移規(guī)律及動態(tài)庫存量預(yù)測
1.4 本書主要研究內(nèi)容

第2章 適用于多夾層鹽巖的改進Mohr-Coulomb判據(jù)
2.1 巖石破壞強度理論
2.2 改進Mobr-Colalomb判據(jù)的建立
2.2.1 模型建立
2.2.2 實驗數(shù)據(jù)擬合及對比
2.3 儲氣庫最小運行壓力數(shù)值模擬計算
2.4 不同鹽巖破壞準(zhǔn)則對計算結(jié)果的影響
2.5 本章小結(jié)

第3章 鹽穴儲氣庫形狀優(yōu)化及圍巖變形規(guī)律研究
3.1 地下鹽穴儲氣庫形狀設(shè)計數(shù)學(xué)模型
3.1.1 下部結(jié)構(gòu)形狀計算模型
3.1.2 上部結(jié)構(gòu)形狀計算模型
3.2 鹽穴儲氣庫形狀設(shè)計及尺寸確定
3.2.1 計算參數(shù)選取
3.2.2 鹽穴下部結(jié)構(gòu)設(shè)計
3.2.3 鹽穴上部結(jié)構(gòu)設(shè)計
3.2.4 整個鹽穴形狀設(shè)計
3.3 不同形狀鹽穴儲氣庫安全性能指標(biāo)對比
3.3.1 體積收縮率
3.3.2 變形量
3.3.3 塑性區(qū)體積
3.3.4 安全系數(shù)
3.3.5 等效應(yīng)變
3.4 鹽穴間礦柱應(yīng)力和變形分析
3.4.1 數(shù)值模擬計算模型
3.4.2 注采氣時間同步時礦柱受力分析
3.4.3 注采氣時間異步時礦柱受力分析
3.4.4 不同注采氣條件下礦柱蠕變位移
3.4.5 鹽穴圍巖塑性損傷區(qū)
3.4.6 鹽穴圍巖等效應(yīng)變
3.4.7 剪脹安全系數(shù)
3.5 本章小結(jié)

第4章 礦柱和頂板穩(wěn)定性評價的尖點位移突變模型
4.1 突變理論概述
4.2 尖點位移突變模型建立
4.2.1 有限差分強度折減法
4.2.2 尖點位移突變模型建立
4.2.3 礦柱和頂板穩(wěn)定評價步驟
4.3 礦柱穩(wěn)定性影響因素分析
4.4 Y-1和Y-2鹽穴間礦柱穩(wěn)定性評價
4.4.1 模型建立
4.4.2 計算結(jié)果分析
4.5 鹽穴儲氣庫頂板穩(wěn)定性評價
4.6 本章小結(jié)

第5章 鹽穴儲氣庫地表動態(tài)沉降量預(yù)測
5.1 地表沉降量預(yù)測數(shù)學(xué)模型建立
5.2 軟件開發(fā)及計算結(jié)果驗證
5.3 云應(yīng)鹽穴儲氣庫地表沉降量分析
5.3.1 計算參數(shù)選取
5.3.2 云應(yīng)鹽穴儲氣庫地表沉降量預(yù)測
5.4 云應(yīng)鹽穴儲氣庫地表沉降量影響因素分析
5.4.1 鹽穴直徑
5.4.2 鹽穴高度
5.4.3 內(nèi)壓
5.4.4 采氣速率
5.4.5 注采氣頻率
5.5 云應(yīng)鹽穴儲氣庫群地表沉降量預(yù)測
5.6 本章小結(jié)

第6章 地震載荷作用下鹽穴儲氣庫非線性動態(tài)響應(yīng)分析
6.1 鹽穴儲氣庫數(shù)值模型及邊界選取
6.2 地震波選擇與校正
6.3 巖體材料參數(shù)
6.4 鹽穴儲氣庫動力計算結(jié)果及分析
6.4.1 不同地震入射角下鹽穴的響應(yīng)分析
6.4.2 不同地震強度下鹽穴的響應(yīng)分析
6.4.3 不同地震時刻鹽穴圍巖松動擴展過程分析
6.4.4 不同地震波作用下鹽穴的響應(yīng)分析
6.4.5 不同內(nèi)壓下鹽穴的響應(yīng)分析
6.4.6 不同徑高比下鹽穴的響應(yīng)分析
6.4.7 不同礦柱寬度下鹽穴的響應(yīng)分析
6.5 本章小結(jié)

第7章 多夾層鹽穴儲氣庫密封性研究
7.1 等效滲透率模型建立
7.1.1 天然氣運移速度
7.1.2 天然氣運移等效滲透率模型
7.2 多夾層鹽穴儲氣庫密封性分析
7.2.1 計算結(jié)果對比
7.2.2 影響因素分析
7.3 相鄰多夾層鹽穴儲氣庫滲流規(guī)律
7.3.1 運行時間對氣體滲透壓力的影響
7.3.2 泥巖夾層中氣體滲透壓力分析
7.3.3 不同礦柱寬度對氣體滲透壓力的影響
7.3.4 注采氣異步對氣體滲透壓力的影響
7.3.5 不同夾層滲透率對氣體滲透壓力的影響
7.3.6 不同運行壓力對滲透壓力的影響
7.4 本章小結(jié)

第8章 基于優(yōu)化及可靠性方法的儲氣庫管柱力學(xué)分析
8.1 Gauss-Newton-Marquardt算法
8.2 蠕變地層套管外擠載荷反分析改進算法
8.3 改進G-N-M算法在求解套管蠕變載荷中的應(yīng)用
8.3.1 計算精度驗證
8.3.2 蠕變地層中套管受到的外擠載荷求解
8.4 儲氣庫完井套管柱受力分析
8.4.1 有限元計算模型及邊界條件
8.4.2 套管蠕變外擠載荷
8.4.3 夾層參數(shù)對套管受力和變形的影響
8.5 儲氣庫套管柱可靠性評價及設(shè)計
8.5.1 管柱失效形式與概率計算
8.5.2 套管的可靠度模型與計算分析
8.5.3 套管的可靠性設(shè)計
8.6 本章小結(jié)

第9章 衰竭油氣藏型儲氣庫中天然氣運移規(guī)律研究
9.1 天然氣運移模型建立
9.1.1 應(yīng)力場控制方程
9.1.2 滲流控制方程
9.1.3 定解條件
9.2 算例分析及結(jié)果討論
9.2.1 計算結(jié)果分析
9.2.2 影響因素分析
9.3 惰性氣體作為墊層氣的多元氣耦合模型
9.3.1 應(yīng)力場控制方程
9.3.2 多元氣耦合擴散滲流控制方程
9.3.3 輔助方程與定解條件
9.4 算例分析及結(jié)果討論
9.4.1 計算結(jié)果對比
9.4.2 影響因素分析
9.5 本章小結(jié)

第10章 基于多井約束優(yōu)化方法的地下儲氣庫庫存量動態(tài)預(yù)測
10.1 衰竭氣藏型地下儲氣庫天然氣運移模型
10.2 多井約束優(yōu)化反分析模型建立
10.3 多井約束優(yōu)化反分析算法
10.3.1 Levenberg-Marquardt算法
10.3.2 遺傳算法
10.3.3 混合遺傳算法
10.3.4 混合遺傳算法有效性驗證
10.4 地下儲氣庫儲存量動態(tài)預(yù)測實例分析
10.5 本章小結(jié)

第11章 地下儲氣庫圍巖力學(xué)分析軟件開發(fā)及應(yīng)用
11.1 地下鹽穴儲氣庫形狀優(yōu)化設(shè)計軟件
11.2 地下鹽穴儲氣庫地表動態(tài)沉降量預(yù)測軟件
11.3 地下鹽穴儲氣庫管柱安全可靠性評價軟件
11.4 衰竭油氣藏型儲氣庫庫存量動態(tài)預(yù)測軟件

附錄
附錄一 倒鴨梨形鹽穴儲氣庫FLAC3D建模命令流
附錄二 地震載荷作用下鹽穴儲氣庫動態(tài)響應(yīng)分析FLAC3D命令流
附錄三 多夾層鹽穴儲氣庫滲流場分析FLAC如命令流
附錄四 蠕變載荷作用下鹽巖地層中套管柱受力分析ANSYS命令流
附錄五 多夾層鹽巖地層中套管柱受力分析ANSYS命令流

參考文獻(xiàn)

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