天然气是重要的清洁能源，对于碳减排及雾霾治理具有重要的意义。我国的天然气消费逐年升高，对外依存度也高达45%。但我国天然气生产区主要位于西部，而消费区主要在中东部。为了保障天然气消费的安全，必须建立一定数量的储气库。中东部地区缺乏含水层及枯竭气藏构造，只有选取盐岩地层作为储气库选址。我国盐岩具有薄互层构造，在腔体顶部具有很厚的盐岩-泥岩互层，这种盐层作为盐岩储气库的顶板的封闭性能，是值得深入研究和探索的重要课题，事关储气库的长期密闭性。围绕薄互层盐岩储气库顶板封闭性机制这一关键科学问题，本项目拟开展的研究内容包括：顶板薄互层盐岩的细观组构特征及物性封闭机理，高杂质盐岩渗透演化机理及扩容特征，顶板交界面的破坏控制判据及局部渗漏通道形成的判定条件，渗透模型、扩容准则及破损判据嵌入数值仿真软件、并结合现场测试对其验证、修正和应用。通过项目研究得出的重要结果包括：通过系统的封闭指标测试、细观实验与孔渗测试等研究，揭示了盐岩地层盖层的物性与密闭性封闭机理；基于非稳态、稳态渗透-力学耦合实验，探明了不同试样类型的渗透演化规律与扩容规律研究；基于渗透试验与理论，研究了运行30年的腔体及顶板密闭性；基于顶板盐层破损及垮塌的事故分析，研究了顶板垮塌对密闭性的影响特征，并提出相应的对策。关键数据包括：顶板泥岩盖层的突破压力范围为2.94-66.43MPa，平均值为27.279MPa，参考油气盖层封闭指标属于“很好”的级别；泥岩盖层的渗透率在10-18~10-20m2量级，属于极低渗透的介质；界面的渗透率在10-17~10-18m2，是最易渗透的部位，但仍然属于低渗透介质。夹层和界面是渗透的主要通道。探明了顶板薄互层盐岩的封闭性机制问题，研究了泥岩夹层渗透性对腔体顶板密闭性的问题，研究了顶板局部垮塌对密闭性及气体渗漏的影响，提出了相应对策。 2100433B