含水层储气库双重介质水-气两相渗流-变形耦合效应

基本信息
批准号:51779045
项目类别:面上项目
资助金额:59.00
负责人:王者超
学科分类:
依托单位:东北大学
批准年份:2017
结题年份:2021
起止时间:2018-01-01 - 2021-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:Kwon Sangki,乔丽苹,陈天宇,李正伟,赵永川,刘飞跃,谢子明,曹永胜,樊硕
关键词:
气两相流含水层储气库渗流变形耦合孔隙裂隙双重介质
结项摘要

The water-gas two-phase seepage-deformation coupling effect of deep rock mass is one of the fundamental issues for rock mechanics . The formations is typical porosity-fracture dual medium, and is chracterized with active water-gas two-phase flow behavior and strong seepage-deformation coupling effect. In this study, the meso mechanics, seepage mechanics, dual medium mechanics and thermodynamics principles will be combined as the theoretical base. Theoretical analysis, scientific experiments, numerical analysis and monitoring feedback method will be performed to investigate the key scientific problem of seepage-deformation coupling effect and the control of the coupling process for gas storage in deep aquifer. The evolution characteristics of macro and meso geological structures and permeable properties will be investigated and a permeable model will be proposed to describe the temporal and spatial evolution. The water-gas two-phase flow behavior in fracture-porosity system will be investigated and the dominate factors will be obtained. A kinematic model for the water-gas two-phase flow behavior will be proposed. The seepage-deformation coupling effect will be investigated for the storage and the mechanism will be clarified. The influences of geological conditions and operation parameters on the safety and effectiveness will be evaluated and a methodology for assessing and optimizing the performance of the storage will be proposed. The research results have important scientific value for promoting the development of seepage mechanics and the fluid-solid coupling theory for rock mass, and for the application of the technology in the construction of national energy strategic storage facilities.

双重介质渗流-变形耦合效应是岩体力学重要研究内容之一,也是含水层储气库建设的关键科学问题。含水层储气库地层是典型孔隙-裂隙双重介质,具有水-气两相渗流活跃、渗流-变形耦合强烈等特征。本研究以细观力学、渗流力学、双重介质力学、热力学原理为基础,采用理论分析、科学试验、数值分析和监测反馈等方法,紧密围绕含水层渗流及其与变形耦合效应这一关键科学问题,研究储层宏细观结构特征与渗透性演化特征,建立渗透性时效演化模型;研究储气库孔隙-裂隙双重介质水-气两相渗流运动特征,获得控制水-气两相流动的主控因素及运动模型;研究含水层储气库渗流-变形耦合效应,揭示渗流-变形耦合机理;研究地质条件和运行参数等因素对储气库安全性和工作效率的影响,提出含水层储气库性能评价与优化理论。研究成果对促进岩体流固耦合理论发展具有重要科学价值,并在国家能源战略储备中具有重要应用价值。

项目摘要

双重介质渗流-变形耦合效应是岩体力学重要研究内容之一,也是含水层储气库建设的关键科学问题。含水层储气库地层是典型孔隙-裂隙双重介质,具有水-气两相渗流活跃、渗流-变形耦合强烈等特征。研究以含水层储气库为对象,开展了一系列试验和模拟,研究获得了储层裂隙、孔隙-裂隙双重介质单相、气-液两相渗流特性;根据储库储层应力和应变路径特征,揭示了含水层储气库渗流场和变形场中演化规律,建立了储气库储层渗流-变形耦合模型;根据含水层储气库运行特征,揭示了运行参数与地层特征对储气库性能的影响,发展了含水层储气库性能评价与优化理论。研究成果对于促进岩体力学理论和分析方法发展具有重要科学价值,并对国家能源战略储备库建设具有应用价值。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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