(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210696890.9 (22)申请日 2022.06.20 (71)申请人 辽宁工程技术大学 地址 123000 辽宁省阜新市细河区中华路 47号 (72)发明人 张华宾　岳显如　徐明强　王蓬　 高锴　 (74)专利代理 机构 沈阳东大知识产权代理有限 公司 21109 专利代理师 李在川 (51)Int.Cl. G06F 30/20(2020.01) G06T 17/00(2006.01) G01N 3/08(2006.01) G01N 11/00(2006.01)G01N 15/08(2006.01) G01N 19/00(2006.01) G01N 33/24(2006.01) G01S 15/08(2006.01) G01S 15/88(2006.01) G01S 15/89(2006.01) G01V 1/30(2006.01) E21B 47/002(2012.01) G06F 111/04(2020.01) G06F 111/10(2020.01) G06F 119/02(2020.01) G06F 119/14(2020.01) (54)发明名称 一种倾斜夹层的盐矿老腔改建储气库的稳 定性评价方法 (57)摘要 本发明设计一种倾斜夹层的盐矿老腔改建 储气库的稳定性评价方法， 属于废弃盐矿资源化 利用领域； 首先利用三维地震勘探技术确定出盐 矿老腔所在岩层区域的地质构造特征； 对盐矿老 腔的直井及斜井的盐腔进行三维形态测量， 得到 盐矿老腔的三维图像和体积； 然后在盐矿老腔外 近场钻资料井， 提取资料井岩心进行试验， 获取 盐岩、 泥岩及夹层的物理力学参数； 建立盐矿老 腔的地质力学数值模型； 最后评估不同工作气 压、 运行参数条件下储气库的动态稳定性； 实现 对倾斜夹层的对接井老腔改建储气库稳定性的 定量评价， 优化出合理库容参数以提高对接井老 腔改建储气库的稳定性。 权利要求书2页 说明书6页 附图2页 CN 115169085 A 2022.10.11 CN 115169085 A 1.一种倾斜夹层的盐矿老腔改建储气库的稳定性评价方法， 其特征在于， 具体包括以 下步骤： 步骤1： 利用三维地震勘探技 术确定出盐矿老腔所在岩层区域的地质构造特 征； 步骤2： 对盐矿老腔的直井及斜井的盐腔进行三维形态测量， 得到盐矿老腔的三维图像 和体积； 所述三维形态测量采用声呐仪进行探测； 步骤3： 在盐矿老腔外近场钻资料井， 提取资料井岩心进行试验， 获取盐岩、 泥岩及夹层 的物理力学参数； 步骤4： 建立盐矿老腔的地质力学 数值模型； 步骤5： 评估不同工作气压、 运行参数 条件下储气库的动态稳定性。 2.根据权利要求1所述的一种倾斜夹层的盐矿老腔改建储气库的稳定性评价方法， 其 特征在于， 步骤1所述地质构 造特征包括： 老腔所在 含盐层的沉积环 境、 断裂构 造分布、 盐岩 分布特征、 盐层顶 底板特征和夹层分布特 征； 其中， 盐岩分布特 征包括： 盐层厚度、 品位和物理化学性质。 3.根据权利要求1所述的一种倾斜夹层的盐矿老腔改建储气库的稳定性评价方法， 其 特征在于， 步骤2所述声呐仪 探测的具体步骤如下： S1： 将声呐仪探头置于盐腔内某一深度水平面上向盐矿溶腔壁发射声脉冲， 检测回波 信号， 信号传回地 面计算机系统， 得到某一深度上的腔体水平测量距离； S2： 改变测量深度， 获得不同深度上的盐矿溶腔水平测量距离； S3： 对盐矿溶腔的顶部、 底部和异常部分分别进行倾斜测量， 得到不同倾斜角度下的测 量距离； 所述异常部分为 倾斜夹层导 致的局部悬挑型、 指状突进的腔壁 不规则轮廓； S4： 利用声呐测距成像分析 软件， 得到整个直井和斜井腔体的三维图像和体积。 4.根据权利要求1所述的一种倾斜夹层的盐矿老腔改建储气库的稳定性评价方法， 其 特征在于， 步骤3所述资料井岩心的试验内容包括： 密度测试、 单轴抗压强度测试、 抗拉强度 测试、 内摩擦角测试、 黏聚力测试、 稳态蠕变速率测试和突破压力测试， 渗透率测试和孔隙 度测试； 其中， 盐岩做全部试验内容； 泥岩和夹层做除突破压力测试以外的试验。 5.根据权利要求1所述的一种倾斜夹层的盐矿老腔改建储气库的稳定性评价方法， 其 特征在于， 步骤4具体为： 步骤4.1： 基于步骤2对盐矿老腔的直井及斜井的盐腔进行三维形态测量， 结合含盐系 地层特征、 钻井轨迹和采动历史， 构建对接井沉渣空间三维形态； 所述含盐系地层特征、 钻 井轨迹和采动历史由盐化企业 提供； 步骤4.2： 通过采盐量校核沉渣空间三维形态的合理性并进行修正， 若差别较大， 需要 调整沉渣在空腔内的占用体积； 所述采盐量由盐化企业提供； 所述合理性需要计算， 如空腔 形成的体积 应与盐化 企业历年采盐总量换算的体积量相当； 通过采卤浓度和排量得到纯盐 岩的质量， 再与矿盐密度作比得到采盐体积， 根据 空腔体积与得到的采盐体积相同确定合 理性； 步骤4.3： 建立三维地质力学数值模型： 该模型为一个长方体， 所述长方体各边长应不 低于各个边长方向盐腔的最大直径的5倍， 倾斜夹层位于模型中部， 对接井近似位于长方体 的中心， 且腔体具有水密性；权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115169085 A 2步骤4.4： 废弃老腔空腔洞壁表面作用有均匀的内压； 三维地质力学模型施加初始地应 力， 模型顶面加载上覆岩层平均重力作用； 三维地质力学模型四个垂直面上施加有水平向 约束， 限制模型发生水平变形； 三 维地质力学模型底部施加有固定约束， 限制发生水平和垂 直变形。 6.根据权利要求1所述的一种倾斜夹层的盐矿老腔改建储气库的稳定性评价方法， 其 特征在于， 步骤5具体为： 步骤5.1： 采用建好的三维地质力学模型对储气库围岩的应力、 变形、 破坏区、 渗流压力 进行模拟计算； 步骤5.2： 确定库容参数， 包括工作压力、 循环周期和最大采气速率， 分别进行溶腔静态 数值仿真 分析， 及周期注采内压运行、 地 面沉降数值仿真 分析； 步骤5.3： 根据剪胀安全系数、 等效应变、 变形量、 体积收缩率、 塑性区、 天然气渗流范围 计算公式， 将计算获得的应力、 变形和渗 流压力绘制成云图； 步骤5.4： 根据剪胀安全系数、 等效应变、 变形量、 体积收缩率、 塑性区、 天然气渗流范围 的临界安全值， 对储气库稳定性进行评价， 并根据评价结果对储气库库容参数进行调整和 优化。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115169085 A 3