Análisis de viabilidad geomecánica de la construcción de almacenamiento de gas en cavernas de sal en la cuenca de Sanshui, provincia de Guangdong
Autores: Li, Haitao; Wanyan, Qiqi; Ding, Guosheng; Li, Kang; Kou, Yanxia; Bai, Song; Ran, Lina; Wu, Jianan; Deng, Jingen
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
2022
Análisis de viabilidad geomecánica de la construcción de almacenamiento de gas en cavernas de sal en la cuenca de Sanshui, provincia de Guangdong
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería General
Palabras clave
Almacenamiento de gas
Caverna de sal
Geomecánica
Construcción
Subterráneo
Mecánica de rocas
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 23
Citaciones: Sin citaciones
El almacenamiento de gas en cavernas de sal se ha convertido en el proyecto clave de la construcción de instalaciones de almacenamiento de gas subterráneo (UGS) actual y futuro debido a sus eficientes capacidades de pico de carga y garantía de suministro. La Cuenca de Sanshui en la Provincia de Guangdong, China, es rica en recursos de sal y tiene roca de sal de alta pureza, lo que la convierte en un área potencial para la construcción de almacenamiento de gas subterráneo en cavernas de sal. Para acelerar la construcción a gran escala de almacenamiento de gas subterráneo en China y promover el desarrollo sostenible del mercado de gas natural, es muy necesario analizar la geomecánica de la capa de sal objetivo y estudiar la viabilidad de la construcción de almacenamiento de gas. Basándose en experimentos integrales de mecánica de rocas y termodinámica, se estudiaron las propiedades mecánicas de resistencia, fluencia y sensibilidad a la temperatura de la roca objetivo en la Cuenca de Sanshui. Luego, de acuerdo con las condiciones geológicas de la formación de sal de Sanshui, se estableció un modelo geológico tridimensional para analizar la estabilidad del almacenamiento de gas en cavernas de sal bajo la operación de inyección-producción. Los resultados muestran que la resistencia a la tracción promedio y la resistencia a la compresión uniaxial de la roca de sal son de 1.51 MPa y 26.04 MPa, respectivamente, mostrando una resistencia baja. Sin embargo, bajo compresión triaxial, la resistencia a la compresión de la roca de sal aumenta significativamente y no se observa ningún fenómeno evidente de fallo por cizallamiento. Además, después de la resistencia máxima, la roca de sal aún tiene una gran capacidad de carga. Además, bajo la presión de confinamiento de 30 MPa, la resistencia de la roca de sal disminuye un 8.3% a una temperatura de 60 grados Celsius en comparación con la temperatura ambiente, lo que indica que la temperatura tiene un efecto bajo y moderado en las propiedades mecánicas de la roca de sal. El análisis de estabilidad muestra que, bajo una presión de operación de inyección-producción de 10-23 MPa, el desplazamiento, el rango de zona plástica y la tasa de convergencia de volumen de cavidad única y grupo de cavidades son pequeños, y la cavidad muestra una buena estabilidad. En general, la formación de sal objetivo en la Cuenca de Sanshui, Provincia de Guangdong, presenta una buena condición geomecánica adecuada para la construcción de almacenamiento de gas subterráneo en cavernas de sal. Este estudio puede servir de referencia para el desarrollo y diseño de UGS en cavernas de sal.
Descripción
El almacenamiento de gas en cavernas de sal se ha convertido en el proyecto clave de la construcción de instalaciones de almacenamiento de gas subterráneo (UGS) actual y futuro debido a sus eficientes capacidades de pico de carga y garantía de suministro. La Cuenca de Sanshui en la Provincia de Guangdong, China, es rica en recursos de sal y tiene roca de sal de alta pureza, lo que la convierte en un área potencial para la construcción de almacenamiento de gas subterráneo en cavernas de sal. Para acelerar la construcción a gran escala de almacenamiento de gas subterráneo en China y promover el desarrollo sostenible del mercado de gas natural, es muy necesario analizar la geomecánica de la capa de sal objetivo y estudiar la viabilidad de la construcción de almacenamiento de gas. Basándose en experimentos integrales de mecánica de rocas y termodinámica, se estudiaron las propiedades mecánicas de resistencia, fluencia y sensibilidad a la temperatura de la roca objetivo en la Cuenca de Sanshui. Luego, de acuerdo con las condiciones geológicas de la formación de sal de Sanshui, se estableció un modelo geológico tridimensional para analizar la estabilidad del almacenamiento de gas en cavernas de sal bajo la operación de inyección-producción. Los resultados muestran que la resistencia a la tracción promedio y la resistencia a la compresión uniaxial de la roca de sal son de 1.51 MPa y 26.04 MPa, respectivamente, mostrando una resistencia baja. Sin embargo, bajo compresión triaxial, la resistencia a la compresión de la roca de sal aumenta significativamente y no se observa ningún fenómeno evidente de fallo por cizallamiento. Además, después de la resistencia máxima, la roca de sal aún tiene una gran capacidad de carga. Además, bajo la presión de confinamiento de 30 MPa, la resistencia de la roca de sal disminuye un 8.3% a una temperatura de 60 grados Celsius en comparación con la temperatura ambiente, lo que indica que la temperatura tiene un efecto bajo y moderado en las propiedades mecánicas de la roca de sal. El análisis de estabilidad muestra que, bajo una presión de operación de inyección-producción de 10-23 MPa, el desplazamiento, el rango de zona plástica y la tasa de convergencia de volumen de cavidad única y grupo de cavidades son pequeños, y la cavidad muestra una buena estabilidad. En general, la formación de sal objetivo en la Cuenca de Sanshui, Provincia de Guangdong, presenta una buena condición geomecánica adecuada para la construcción de almacenamiento de gas subterráneo en cavernas de sal. Este estudio puede servir de referencia para el desarrollo y diseño de UGS en cavernas de sal.