盐岩地下油气储库风险分析与评估研究

论文摘要

随着世界能源短缺这一日益凸显的危机,我国也开始加大能源储备的力度。盐岩以其良好的蠕变特性、低渗透性和损伤自我恢复性而被广泛用于地下油气能源储备,虽然目前国内外对盐岩力学特性的研究成果较多,但关于盐岩地下油气储库风险分析的研究报道却尚不多见。尤其相较于国外巨厚盐丘的优良地质,我国盐层厚度小、夹层多、埋深浅,这些缺陷都给我国的盐岩地下油气储库安全运营带来了不同程度的安全隐患。因此为了探讨盐岩地下油气储库的风险机制,本文依托于国家重点基础研究发展计划(973课题)—《油气储库群运营中的灾变风险评估与调控机制》,以江苏金坛盐岩储气库为工程应用背景,开展了盐岩地下油气储库的风险分析与评估研究,有效揭示了储库全寿命阶段的风险因子,并对储库全寿命阶段的风险进行了分析与评估,为储库安全运营提供了有效的规避指导意见。本文的研究内容和创新点如下：第一,明确了盐岩地下油气储库的风险定义,对储库全寿命阶段的风险因子进行了辨识,得到了层状盐岩地下油气储库从规划、设计、施工到运营阶段的全寿命周期的主要风险因子。第二,建立了盐岩地下油气储库运营期库群破坏、油气渗漏、地表沉陷的故障树模型,将储库运营期的风险因子按其影响程度进行了排序,获得了影响油气储库运营期安全的17个主要风险因子。第三,开展了盐岩地下油储库运营期风险因子影响程度的专家调查。通过模糊综合评价法,分别对盐岩地下油气储库运营期风险因子造成的库群破坏、油气渗漏、地表沉陷进行了主要风险因子的影响程度等级划分。第四,基于结构失效概率的评判标准,建立了盐岩地下油气储库的失效等级标准,并基于典型风险因素腔体高径比变化和不同储气内压为典型工况,进行了腔体的失效等级分析。第五,提出了盐岩地下油气储库运营期的风险控制基本要求,并分别提出了储库运营期的库群破坏、油气渗漏、地表沉陷风险事故的风险控制技术措施。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景和意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 国内外风险分析理论研究现状
• 1.2.2 国内外隧道与地下工程风险研究现状
• 1.3 研究内容和技术路线
• 1.3.1 研究内容
• 1.3.2 技术路线
• 第二章 风险分析的基本理论
• 2.1 工程风险
• 2.1.1 风险概念及特性
• 2.1.2 风险分类
• 2.1.3 风险分析方法
• 2.2 工程风险管理
• 2.2.1 工程风险管理的定义
• 2.2.2 工程风险管理的目标和意义
• 2.2.3 工程风险管理流程
• 2.2.4 工程风险应对
• 第三章 盐岩地下油气储库风险辨识
• 3.1 盐岩地下油气储库研究现状
• 3.2 盐岩地下油气储库风险的定义
• 3.3 盐岩地下油气储库风险类型
• 3.4 盐岩地下油气储库风险分析的意义
• 3.5 盐岩地下油气储库的风险辨识
• 第四章 盐岩地下油气储库运营期风险的故障树分析
• 4.1 故障树分析法（FTA）
• 4.1.1 故障树分析法概述
• 4.1.2 故障树符号及意义
• 4.1.3 故障树分析的基本流程
• 4.1.4 故障树分析的优缺点
• 4.2 盐岩地下油气储库运营期风险因子
• 4.3 盐岩地下油气储库运营期风险的故障树模型
• 4.4 盐岩地下油气储库运营期风险的故障树分析
• 4.4.1 最小割集和最小径集
• 4.4.2 故障树的最小割集
• 4.4.3 故障树的结构重要度
• 4.5 本章小结
• 第五章 盐岩地下油气储库运营期风险因子影响程度的模糊综合评价
• 5.1 模糊综合评价法（FCE）
• 5.1.1 模糊综合评价法概述
• 5.1.2 模糊综合评价基本流程
• 5.1.3 模糊综合评价的优缺点
• 5.2 盐岩地下油气储库运营期风险因子影响程度的模糊综合评价
• 5.2.1 盐岩地下油气储库运营期风险因子影响程度的专家调查
• 5.2.2 盐岩地下油气储库运营期各风险事故的风险因子
• 5.3 库群破坏风险因子的模糊综合评价
• k'>5.3.1 建立库群破坏因素集U_k
• 5.3.2 确定风险因子的权重集A
• 5.3.3 确定风险因子模糊评价矩阵R
• 5.3.4 模糊综合评价运算
• 5.3.5 库群破坏风险因子的模糊综合评价结果
• 5.4 盐岩地下油气储库运营期风险因子影响程度等级划分
• 5.4.1 运营期风险因子影响程度的等级划分标准
• 5.4.2 库群破坏风险因子的等级划分
• 5.4.3 油气渗漏风险因子的等级划分
• 5.4.4 地表沉陷风险因子的等级划分
• 5.5 本章小结
• 第六章 盐岩地下油气储库失效概率分级标准
• 6.1 盐岩地下油气储库失效概率分级
• 6.2 典型工况下腔周失效概率分析
• 6.2.1 储库数值计算方法
• 6.2.2 储库数值计算模型与计算参数
• 6.2.3 储库腔体高径比变化时的风险等级分析
• 6.2.4 储库不同储气内压时的风险等级分析
• 6.3 本章小节
• 第七章 盐岩地下油气储库运营期风险控制措施
• 7.1 风险控制理论和方法
• 7.1.1 风险控制定义
• 7.1.2 风险控制策略和方法
• 7.2 盐岩地下油气储库运营期风险控制的基本措施
• 7.2.1 风险控制措施的基本要求
• 7.2.2 库群破坏风险控制技术措施
• 7.2.3 油气渗漏风险控制技术措施
• 7.2.4 地表沉陷风险控制技术措施
• 7.3 本章小结
• 第八章 结论与展望
• 8.1 结论
• 8.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 在读期间参加的科研项目
• 在读期间主要科研成果
• 在读期间获得的奖励
• 学位论文评阅及答辩情况表