多期邻近洞库的水封安全性评价方法技术

本申请涉及地下水封洞库技术领域，尤其涉及一种多期邻近洞库的水封安全性评价方法。该多期邻近洞库的水封安全性评价方法主要包括工程地质特征及水文地质特征分析、多期邻近洞库水封安全影响参数反演、多期邻近洞库多工况数值分析和多期邻近洞库水封安全影响性评价等方法，实现了对多期邻近洞库在多种不同工况下的水封安全性进行综合评价，提高水封安全性评价方法的可靠性、实际价值及参考及指导价值。值。值。

【技术实现步骤摘要】
多期邻近洞库的水封安全性评价方法


[0001]本申请涉及地下水封洞库
，尤其涉及一种多期邻近洞库的水封安全性评价方法。

技术介绍

[0002]目前，我国石油对外依存度已高达70％，业内亟需提高石油储备。而地下水封油库因其具有安全、经济、土地利用率高等优势，已经成为最主要的石油储备方式，但是地下水封油库对建设场址要求严苛，需建于结晶岩体中且地下水充足的区域，而国内符合要求的址区有限，为了充分利用地质条件和降低投资成本，可选择在已有的洞库附近进行扩建，但是在已运营的洞库附近施工势必会对已运营洞库的水封安全性产生影响；再有，地下水封油库一般是采用“隙存水补”原理进行地下储油，可以很好的防止石油的泄露，但是采用这种储油方式，保证其水封安全性是保证地下水封油库可以安全运营的最关键之处。目前国内外学者对于等效连续介质下地下洞库水封安全性的研究已经比较成熟，而对于考虑离散网络模型下邻近洞库的水封安全性评价体系还少有涉及，而考虑离散网络模型下的对邻近洞库的水封安全性评价体系更有实际指导意义。

技术实现思路

[0003]本申请的目的在于提供了一种多期邻近洞库的水封安全性评价方法，以提升邻近洞库水封安全评价的可靠性及实际参考和指导价值。
[0004]本申请提供的多期邻近洞库的水封安全性评价方法，包括：
[0005]步骤100、工程地质特征及水文地质特征分析，包括采集并分析已建洞库及所述已建洞库周边的待扩建选址范围内的工程地质特征信息和水文地质特征信息；
[0006]步骤200、多期邻近洞库水封安全影响参数反演，包括在所述待扩建选址范围内随机选取用于验证的验证区域，根据所述验证区域的所述工程地质特征信息和所述水文地质特征信息建立三维随机裂隙网络模型；在所述工程地质特征信息和所述水文地质特征信息中确定水封安全影响参数，并根据所述水封安全影响参数及渗水量指标对所述三维随机裂隙网络模型进行试算，基于试算模型结果，采用机器学习法拟合所述水封安全影响参数和所述渗水量指标的关系曲线，再结合现场测试的水文试验工程的渗水量反演并验证所述水封安全影响参数；
[0007]步骤300、多期邻近洞库多工况数值分析，首先根据所述已建洞库及所述待扩建选址范围内的所述工程地质特征信息和所述水文地质特征信息建立多期邻近洞库三维模型，再对已建洞库及待扩建洞库的多期邻近洞库的不同工况进行水封安全影响参数数值模拟计算；
[0008]步骤400、多期邻近洞库水封安全影响性评价，根据所述水封安全影响参数的数值分析结果，按照水封安全性评价标准对所述多期邻近洞库的水封安全性进行评价。
[0009]进一步的，所述工程地质特征信息包括地层岩性信息、地质构造信息和节理裂隙
信息，
[0010]所述水文地质特征信息包括地下水的水位分布特征、地下水的赋存条件和地下水分布规律；
[0011]采集所述地层岩性信息包括采集地层及围岩的类别信息和通过现场测试采集得出地层及围岩的物理力学参数信息；
[0012]采集所述地质构造信息包括采集并分析统计已建洞库及其周边的所述待扩建选址范围内的断层及裂隙密集带和节理破碎带的发育情况，所述断层及裂隙密集带的发育情况信息包括其分布位置、尺度、走向、倾向和倾角信息；
[0013]采集所述节理裂隙的发育情况信息包括其分布位置、尺度、走向、倾向、倾角和密度信息。
[0014]进一步的，所述水封安全影响参数包括裂隙密度、裂隙尺度、裂隙倾向和裂隙倾角；
[0015]所述步骤200包括根据所述水封安全影响参数随机生成符合统计参数的节理组，相互交切形成裂隙网络模型，建立所述三维随机裂隙网络模型，对各所述裂隙网络模型进行试算；结合所述渗水量，反演所述水封安全影响参数，验证多期邻近洞库水封安全性数值模拟的可行性。
[0016]进一步的，所述步骤300中，所述多期邻近洞库三维模型采用3DEC离散元数值模拟软件进行建立，将所述断层及节理破碎带的参数单独设置，利用DFN模型生成岩体随机裂隙网络模型。
[0017]更进一步的，所述多期邻近洞库三维模型的块体的本构模型选取弹塑性模型，所述多期邻近洞库三维模型的节理的本构模型选取节理面接触库伦滑移模型。
[0018]进一步的，所述步骤300中，所述多期邻近洞库的不同洞室的工况分为四种工况：第一种工况为上期为储油运营洞室，本期为储油运营洞室；第二种工况为上期为储油运营洞室，本期为全开挖洞室；第三种工况为上期为无油洞室，本期为全开挖洞室；第四种工况为上期为无油洞室，本期为储油运营洞室。
[0019]进一步的，所述步骤300中，在进行所述多期邻近洞库的不同工况数值计算之前，剔除不连通的微小孤死裂隙；
[0020]在进行所述多期邻近洞库的不同工况数值计算之前，对所述多期邻近洞库的不同工况的洞室设置压力边界条件；
[0021]所述压力边界条件将围绕所述全开挖洞室的网格节点设置为0压力，将围绕所述无油洞室的网格节点设置为0压力。
[0022]更进一步的，所述运营洞室的储油段压力P0符合公式：
[0023]P0＝P
g
+(30
‑
z
‑
a)*8722*10
‑6；
[0024]所述运营洞室的地下水压力P
w
符合公式：
[0025]P
w
＝P
g
+[(30
‑
a
‑
b)*8722+(b
‑
z)*9800]*10
‑6；
[0026]其中，P
g
为氮气段压力，P
g
＝0.1～0.3MPa；z为洞室高度；
[0027]a为氮气段高度，a＝0.1～0.3m；b为地下水高度，b＝0.1～0.5m。
[0028]进一步的，所述步骤400中，所述多期邻近洞库水封安全影响性评价包括选取水封安全评价指标，根据离散网络模型，选取地下水位、裂隙水压力、瞬时流量及渗水量和渗流
流线为所述水封安全评价指标；
[0029]所述地下水位包括水盖层厚度和洞室上方的地下水位降落漏斗，所述水盖层厚度的评价标准为：所述储油运营洞室的所述水盖层厚度大于40m，所述全开挖洞室的所述水盖层厚度大于20m；
[0030]所述裂隙水压力的评价标准为：所述洞室周边各个裂隙的水压力大于所述洞室内部的压力；
[0031]所述瞬时流量及渗水量的评价标准为：所述洞室的总渗水量每100万m3库容小于或等于200m3/d；
[0032]所述渗流流线包括地下水在裂隙中的渗流方向和渗流速度，所述渗流流线的评价标准为：与所述洞室连接裂隙的渗流方向朝向所述洞室内部，与所述洞室连接的各裂隙存在一定的渗流速度。
[0033]进一步的，所述的水封安全性评价方法还包括步骤500、多期邻近洞库相互影响分析，基于空间裂隙的倾向、倾角和裂隙与洞室的交切关系和裂隙的连通性因素，分析本期洞库在本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多期邻近洞库的水封安全性评价方法，其特征在于，包括：步骤100、工程地质特征及水文地质特征分析，包括采集并分析已建洞库及所述已建洞库周边的待扩建选址范围内的工程地质特征信息和水文地质特征信息；步骤200、多期邻近洞库水封安全影响参数反演，包括在所述待扩建选址范围内随机选取用于验证的验证区域，根据所述验证区域的所述工程地质特征信息和所述水文地质特征信息建立三维随机裂隙网络模型；在所述工程地质特征信息和所述水文地质特征信息中确定水封安全影响参数，并根据所述水封安全影响参数及渗水量指标对所述三维随机裂隙网络模型进行试算，基于试算模型结果，采用机器学习法拟合所述水封安全影响参数和所述渗水量指标的关系曲线，再结合现场测试的水文试验工程的渗水量反演并验证所述水封安全影响参数；步骤300、多期邻近洞库多工况数值分析，首先根据所述已建洞库及所述待扩建选址范围内的所述工程地质特征信息和所述水文地质特征信息建立多期邻近洞库三维模型，再对已建洞库及待扩建洞库的多期邻近洞库的不同工况进行水封安全影响参数数值模拟计算；步骤400、多期邻近洞库水封安全影响性评价，根据所述水封安全影响参数的数值分析结果，按照水封安全性评价标准对所述多期邻近洞库的水封安全性进行评价。2.根据权利要求1所述的水封安全性评价方法，其特征在于，所述工程地质特征信息包括地层岩性信息、地质构造信息和节理裂隙信息，所述水文地质特征信息包括地下水的水位分布特征、地下水的赋存条件和地下水分布规律；采集所述地层岩性信息包括采集地层及围岩的类别信息和通过现场测试采集得出地层及围岩的物理力学参数信息；采集所述地质构造信息包括采集并分析统计已建洞库及其周边的所述待扩建选址范围内的断层及裂隙密集带和节理破碎带的发育情况，所述断层及裂隙密集带的发育情况信息包括其分布位置、尺度、走向、倾向和倾角信息；采集所述节理裂隙的发育情况信息包括其分布位置、尺度、走向、倾向、倾角和密度信息。3.根据权利要求2所述的水封安全性评价方法，其特征在于，所述水封安全影响参数包括裂隙密度、裂隙尺度、裂隙倾向和裂隙倾角；所述步骤200包括根据所述水封安全影响参数随机生成符合统计参数的节理组，相互交切形成裂隙网络模型，建立所述三维随机裂隙网络模型，对各所述裂隙网络模型进行试算；结合所述渗水量，反演所述水封安全影响参数，验证多期邻近洞库水封安全性数值模拟的可行性。4.根据权利要求2所述的水封安全性评价方法，其特征在于，所述步骤300中，所述多期邻近洞库三维模型采用3DEC离散元数值模拟软件进行建立，将所述断层及节理破碎带的参数单独设置，利用DFN模型生成岩体随机裂隙网络模型。5.根据权利要求4所述的水封安全性评价方法，其特征在于，所述多期邻近洞库三维模型的块体的本构模型选取弹塑性模型，所述多期邻近洞库三维模型的节理的本构模型选取节理面接触库伦滑移模型。6.根据权利要求1所述的水封安全性评价方法，其特征在于，

【专利技术属性】
技术研发人员：李俊彦，彭振华，宋庆明，王敬奎，王金昌，李玉忠，高秀宝，王汉勋，
申请(专利权)人：中海石油炼化有限责任公司中海油石化工程有限公司，
类型：发明
国别省市：