薄层状盐岩地下储气库工程地质条件及可行性分析.pdf

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1、ＪｏｕｒｎａｌｏｆＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＧｅｏｌｏｇｙ工程地质学报１００４－９６６５／２０１５／２３（１）０１４８０７ＤＯＩ：１０．１３５４４／ｊ．ｃｎｋｉ．ｊｅｇ．２０１５．０１．０２１薄层状盐岩地下储气库工程地质条件及可行性分析①①②①王志荣李亚坤张利民陈玲霞（①郑州大学水利与环境学院郑州４５０００１）（②河南省煤田地质局资源环境调查中心郑州４５００５３）摘要地下盐穴储气库安全性是蓄气运行的关键地质问题。针对平顶山盐田盐层薄、夹层多以及埋藏深等特征，从薄层状盐岩的渗透性、流变性以及稳定性３个方面，详细讨论了储气

2、库的地质可储性及地面沉降问题。首先采集了纯盐岩、互层状盐岩、泥岩夹层３种岩石试样，分别进行了电镜扫描和不同应力水平下的三轴压缩蠕变试验，并应用ＣＹＴ法对试验区进行了深部盐岩溶腔的探测。鉴于试验区多个采井影响区的重叠，地面沉降量实际监测结果比较复杂，绝对值偏小但具有波动性。综合上述地质特征，作出了平顶山地下盐穴储气库地质条件良好的结论，为我国同类工程提供一定的实际参考。关键词薄层状盐岩地下储气库地质可储性地面沉降中图分类号：Ｐ６４２文献标识码：ＡＡＮＡＬＹＳＩＳＯＦＴＨＥＦＥＡＳＩＢＩＬＩＴＹＡＮＤＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧＧ

3、ＥＯＬＯＧＹＣＯＮＤＩＴＩＯＮＯＦＵＮＤＥＲＧＲＯＵＮＤＧＡＳＳＴＯＲＡＧＥＩＮＴＨＩＮＳＡＬＴＲＯＣＫ①①②①ＷＡＮＧＺｈｉｒｏｎｇＬＩＹａｋｕｎＺＨＡＮＧＬｉｍｉｎＣＨＥＮＬｉｎｇｘｉａ（①ＳｃｈｏｏｌｏｆＷａｔｅｒＣｏｎｓｅｒｖａｎｃｙａｎｄＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＺｈｅｎｇｚｈｏｕＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｚｈｅｎｇｚｈｏｕ４５０００１）（②ＲｅｓｏｕｒｃｅｓａｎｄＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔｒｅｓｅａｒｃｈｃｅｎｔｅｒＨｅｎａｎＣｏａｌｆｉｅｌｄＧｅｏｌｏｇｙＢｕｒｅａｕ，Ｚｈｅｎｇｚｈｏｕ４５００

4、５３）ＡｂｓｔｒａｃｔＴｈｅｓａｆｅｔｙｏｆｕｎｄｅｒｇｒｏｕｎｄｓａｌｔｃａｖｉｔｙｇａｓｓｔｏｒａｇｅｉｓｔｈｅｋｅｙｇｅｏｌｏｇｉｃａｌｐｒｏｂｌｅｍｏｆｇａｓｓｔｏｒａｇｅｏｐｅｒａｔｉｏｎ．ＴｈｅＰｉｎｇｄｉｎｇｓｈａｎｓａｌｔｆｉｅｌｄｉｓｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚｅｄｗｉｔｈｔｈｉｎｌａｙｅｒｓ，ｍｕｌｔｉｐｌｅｉｎｔｅｒｌａｙｅｒｓａｎｄｄｅｅｐｌｙｂｕｒｉｅｄｌａｙｅｒｓ．Ｉｔｓｇｅｏｌｏｇｉｃａｌｓｔｏｒａｇｅｆｅａｓｉｂｉｌｉｔｙａｎｄｇｒｏｕｎｄｓｅｔｔｌｅｍｅｎｔａｒｅｓｔｕｄｉｅｄｕｓｉｎｇｔｈｅ

5、ｐｅｒｍｅａｂｉｌｉｔｙ，ｒｈｅｏｌｏｇｙａｎｄｓｔａｂｉｌｉｔｙｏｆｌａｙｅｒｅｄｓａｌｔｒｏｃｋ．Ｆｉｒｓｔ，ｔｈｅｐｕｒｅｓａｌｔｒｏｃｋ，ｌａｙｅｒｅｄｓａｌｔｒｏｃｋａｎｄｍｕｄｓｔｏｎｅｉｎｔｅｒｌａｙｅｒｓａｍｐｌｅｓａｒｅｃｏｌｌｅｃｔｅｄ．Ｔｈｅｎｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅｓｃａｎｎｉｎｇａｎｄｔｒｉａｘｉａｌｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎｃｒｅｅｐｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓａｒｅｃｏｎｄｕｃｔｅｄ．ＴｈｅｎｔｈｅｓａｌｔｒｏｃｋｃａｖｉｔｉｅｓａｒｅｄｅｔｅｃｔｅｄｂｙＣＹＴｍｅｔｈｏｄ．Ｆｉｅｌｄ

6、ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇｓｈｏｗｓｔｈａｔｇｒｏｕｎｄｓｅｔｔｌｅｍｅｎｔｉｓｓｍａｌｌａｎｄｆｌｕｃｔｕａｔｉｎｇｂｅｃａｕｓｅｓｏｍｅｉｎｆｌｕｅｎｃｅｚｏｎｅｓｏｆｍｉｎｉｎｇｗｅｌｌｓａｒｅｏｖｅｒｌａｐｐｅｄ．Ｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｇｅｏｌｏｇｉｃａｌｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｓｔｕｄｙａｒｅａ，ｉｔｃａｎｂｅｃｏｎｃｌｕｄｅｄｔｈａｔｔｈｅｇｅｏｌｏｇｉｃａｌｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓｏｆＰｉｎｇｄｉｎｇｓｈａｎｕｎｄｅｒｇｒｏｕｎｄｓａｌｔｃａｖｉｔｙｇａｓｓｔｏｒａｇｅａｒｅｆａｖｏｒａｂｌｅ，ａｎｄａｌｓｏ

7、ｃａｎｐｒｏｖｉｄｅｓｏｍｅｒｅｆｅｒｅｎｃｅｓｆｏｒｓｉｍｉｌａｒｐｒｏｊｅｃｔｓｉｎＣｈｉｎａ．ＫｅｙｗｏｒｄｓＴｈｉｎｓａｌｔｒｏｃｋ，Ｕｎｄｅｒｇｒｏｕｎｄｇａｓｓｔｏｒａｇｅ，Ｇｅｏｌｏｇｉｃａｌｓｔｏｒａｂｉｌｉｔｙ，Ｇｒｏｕｎｄｓｅｔｔｌｅｍｅｎｔ收稿日期：２０１４－０１－２１；收到修改稿日期：２０１４－０５－１９．第一作者简介：王志荣（１９６３－），男，博士，教授，主要从事地质工程与地质灾害防治研究．Ｅｍａｉｌ：Ｗａｎｇｚｈｉｒｏｎｇ５１３＠ｓｉｎａ．ｃｏｍ２３（１）王志荣等：薄层状盐岩地下储气库工程地

8、质条件及可行性分析１４９针对盐岩的蠕变力学性能，国内杨春和等０引言（２００２）进行了大量体现应变应力路径的盐岩蠕变试验研究；高小平等（２００５）设计了不同围压和温度近年来，我国“能源安全”与“环境保护”已上升水平的盐岩蠕变试验；王贵君（２００３）给出盐岩稳态到国家战略高度，地下储气库建设形成热潮。其中蠕变条件下溶腔的