本書是一本關(guān)于層狀鹽巖采鹵造腔工藝模擬及仿真技術(shù)的專著，全書較為系統(tǒng)的介紹了國內(nèi)外鹽巖采鹵造腔方法的發(fā)展進程，對各種造腔方法開展了相關(guān)實驗并分析了各種方法的優(yōu)缺點，同時分析了水溶造腔的發(fā)展前景和研究層狀鹽巖采鹵造腔工藝的重要意義。對國內(nèi)鹽礦地質(zhì)進行詳細說明，對鹽巖溶解性進行了較為系統(tǒng)的分析與研究。對單、雙井水溶造腔流場及濃度場規(guī)律進行了系統(tǒng)的闡述。對單井、雙井、水平井水溶造腔技術(shù)進行詳細對比和分析，又分析了天然鹽巖水溶造腔腔體擴展規(guī)律。最后對水溶造腔數(shù)值仿真進行了介紹。本書是作者近年來在對層狀鹽巖水溶造腔研究的相關(guān)成果的基礎(chǔ)上完成的，對于層狀鹽巖采鹵造腔工藝模擬及仿真技術(shù)的研究具有重要的參考價值。
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目錄
第1章 我國鹽礦物理地質(zhì)特征 1
1.1 鹽巖的物理性質(zhì) 1
1.2 中國鹽礦分布規(guī)律 2
1.3 鹽巖礦床成因及沉積類型 3
1.4 我國典型鹽礦特征分析 4
1.4.1 江蘇金壇鹽礦 4
1.4.2 江蘇趙集鹽礦 5
1.4.3 湖北云應(yīng)鹽礦 7
1.4.4 湖北潛江鹽礦 8
1.4.5 河南葉舞鹽礦 9
第2章 鹽巖溶解特性實驗研究 12
2.1 鹽巖溶解特性研究進展 12
2.2 鹽巖溶解特性的基本影響因素概述 13
2.2.1 鹽巖溶解特性的內(nèi)部因素 13
2.2.2 鹽巖溶解特性的外部因素 13
2.3 無應(yīng)力狀態(tài)下的溶解特性 14
2.3.1 鹽巖試件的取樣和加工 14
2.3.2 實驗方案 15
2.3.3 實驗結(jié)果分析 16
2.4 三軸應(yīng)力條件下的鹽巖溶解特性 19
2.4.1 鹽巖試件的準備 19
2.4.2 實驗設(shè)備 20
2.4.3 鹽巖試樣溶解面應(yīng)力分布規(guī)律 21
2.4.4 實驗方法 22
2.4.5 實驗結(jié)果分析 23
2.5 卸荷條件下流量對鹽巖溶解的影響 24
2.5.1 實驗方法 24
2.5.2 實驗結(jié)果 25
2.5.3 鹽巖有效溶解面積模型 29
第3章 鹽巖水溶造腔理論基礎(chǔ)及相似理論 32
3.1 鹽巖水溶造腔技術(shù)研究進展 32
3.1.1 單井油墊法水溶造腔技術(shù) 32
3.1.2 雙井水溶造腔及其他造腔技術(shù) 33
3.2 鹽巖水溶造腔理論基礎(chǔ) 34
3.2.1 鹽巖的溶解 34
3.2.2 溶蝕邊界層 34
3.2.3 對流擴散 35
3.2.4 鹽巖溶蝕模型 36
3.3 鹽巖水溶造腔相似理論基礎(chǔ) 38
3.3.1 相似理論的相關(guān)概念 38
3.3.2 相似三大定理 39
第4章 單井水溶造腔流場相似實驗研究 41
4.1 流場相似理論分析 41
4.2 流場相似模型實驗平臺的搭建 42
4.3 流場相似模型實驗的設(shè)計 43
4.4 實驗結(jié)果分析 46
4.4.1 注水速度對流場的影響 46
4.4.2 套管間距對流場的影響 47
4.4.3 夾層對流場的影響 49
4.4.4 鹽巖儲氣庫建造期流場分布規(guī)律 51
第5章 單井水溶造腔濃度場相似實驗研究 53
5.1 濃度場相似理論分析 53
5.2 相似實驗平臺的搭建 54
5.3 濃度場相似模型實驗 55
5.4 實驗結(jié)果分析 55
5.4.1 注水流量對鹽巖造腔濃度場的影響研究 55
5.4.2 套管間距對鹽巖造腔濃度場的影響研究 57
5.4.3 循環(huán)方式對鹽巖造腔濃度場的影響研究 58
5.4.4 夾層對鹽巖造腔濃度場的影響研究 58
5.5 濃度場分布規(guī)律分析 62
5.5.1 腔體濃度分布 62
5.5.2 腔體豎直方向上濃度梯度分析 63
第6章 雙井水溶造腔流場和濃度場相似實驗研究 67
6.1 相似理論分析 67
6.2 實驗平臺的搭建 68
6.3 水平溶腔流場分布規(guī)律及演化特征 69
6.3.1 羽流區(qū)流場特征及積分模型 70
6.3.2 邊界層流場特征 71
6.3.3 射流區(qū)流動特征 73
6.3.4 底部區(qū)特征 74
6.3.5 實驗結(jié)論 75
6.4 溶腔濃度特征 75
6.5 多因素條件下流場變化特征 76
6.5.1 不同造腔階段溶腔流場運移特征 76
6.5.2 不同井組溶腔流場變化特征 80
第7章 大尺寸型鹽材料的壓制 83
7.1 型鹽材料的性質(zhì)實驗研究 83
7.1.1 型鹽材料的相似模型研究 83
7.1.2 型鹽材料的壓制方法 84
7.1.3 型鹽的力學實驗研究 86
7.1.4 型鹽溶解特性實驗研究 90
7.2 大尺寸型鹽的制備 92
7.2.1 無夾層大尺寸型鹽的制備 92
7.2.2 含夾層大尺寸型鹽的制備 94
第8章 大尺寸型鹽單井水溶造腔技術(shù) 96
8.1 單井油墊法水溶造腔的技術(shù)特點 96
8.1.1 單井油墊法工藝流程 96
8.1.2 油墊井的管串組合 96
8.1.3 單井油墊法水溶造腔的基本過程 97
8.2 單井無夾層型鹽水溶造腔模型實驗 98
8.2.1 實驗的平臺 98
8.2.2 實驗參數(shù) 99
8.2.3 實驗結(jié)果分析 100
8.3 單井含夾層型鹽水溶造腔模型實驗 103
8.3.1 實驗參數(shù) 103
8.3.2 實驗結(jié)果分析 104
第9章 大尺寸型鹽小井間距雙井水溶造腔技術(shù) 107
9.1 型鹽試件的制備 107
9.2 實驗的平臺 107
9.3 實驗參數(shù) 108
9.4 實驗結(jié)果分析 111
9.4.1 排鹵口鹵水濃度變化規(guī)律 111
9.4.2 腔體體積分析 112
9.4.3 腔體形狀 114
9.5 單井及小井間距雙井水溶造腔模型實驗的對比 117
第10章 大尺寸型鹽水平井水溶造腔技術(shù) 120
10.1 實驗條件及方法 120
10.1.1 鹽巖試件 120
10.1.2 實驗裝置 120
10.1.3 實驗步驟 121
10.1.4 相似比的建立 121
10.1.5 實驗參數(shù) 122
10.2 實驗結(jié)果分析 123
10.2.1 排鹵口鹵水濃度的變化規(guī)律 123
10.2.2 溶腔體積擴展分析 124
10.2.3 溶腔輪廓擴展分析 125
第11章 天然鹽巖水溶造腔腔體擴展規(guī)律 128
11.1 實驗條件及方法 128
11.1.1 鹽巖試件 128
11.1.2 實驗裝置 129
11.1.3 實驗步驟 129
11.1.4 相似比的建立 130
11.1.5 實驗參數(shù) 131
11.2 注水流量對腔體擴展的影響研究 132
11.2.1 排鹵口鹵水濃度的變化規(guī)律 132
11.2.2 溶腔體積擴展分析 133
11.2.3 溶腔輪廓擴展分析 134
11.2.4 腔體立體形狀分析 138
11.3 井間距對腔體擴展的影響研究 139
11.3.1 排鹵口鹵水濃度的變化規(guī)律 139
11.3.2 溶腔體積擴展分析 140
11.3.3 溶腔輪廓擴展分析 141
11.3.4 溶腔立體形狀分析 144
11.4 提管方式對腔體擴展的影響研究 144
11.4.1 排鹵口鹵水濃度的變化規(guī)律 144
11.4.2 腔體擴展分析 146
11.4.3 溶腔立體形狀分析 150
11.4.4 單雙井水溶造腔腔體擴展的對比 150
第12章 水溶造腔數(shù)值仿真 153
12.1 單井油墊法水溶造腔數(shù)值仿真軟件 153
12.2 軟件的基本原理 153
12.2.1 數(shù)學模型方程組 153
12.2.2 夾層力學模型及垮塌判據(jù) 154
12.3 軟件操作簡介 155
12.4 數(shù)值仿真結(jié)果分析 156
12.4.1 不同提管方式下的水溶造腔規(guī)律156
12.4.2 不同注水流量下的水溶造腔規(guī)律 161
12.4.3 夾層對腔體形狀的影響 163
參考文獻 170
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