张彬：新建地下水封油库对邻近运行洞库水封可靠性影响与安全间距学术资讯

地下水封油库具有占地少、造价低、隐蔽性好、安全环保等突出优点，是世界各国石油储备的首选方式。地下水封油库对库址区的工程地质条件要求十分严格，满足建库条件的场址十分有限。邻近已建的大型地下水封油库扩建新的洞库，是有效利用宝贵的库址资源、扩大战略石油储备量、节省建设周期和成本的重要方式。然而，在已储满原油的洞库周边大规模开挖新的储油洞室将显著改变裂隙岩体渗流场，从而对运行洞库的水封安全造成影响。如何科学评价新建地下水封油库对邻近运行洞库水封可靠性影响，合理确定安全间距，对于完善地下水封油库水封机理和优化新建洞库布局均具有重要的理论与实际意义。

针对上述科学问题，我校工程技术学院张彬副教授及其研究团队，依托某储量位列世界首位的大型地下水封油库扩建工程，基于水封机理理论成果，结合洞库建设与运营全周期监测数据，开展大规模、跨尺度渗流模拟，提出了相邻大型地下水封油库分期建设相互影响与水封可靠性评估方法，确定了洞库安全间距。取得创新性认识：

1、构建了新建洞库对运营洞库水封安全影响评价指标及准则（水封安全稳定水位、垂直水力梯度临界值、目标洞室渗水量）；

2、建立了三维、跨尺度渗流模型（图1），基于监测数据动态反演参数，校核渗流模型，基于不同工况下洞库渗流场演化特征，评估水封可靠性；

3、以确保已建及新建洞库水封安全为目标，确定了两期洞库的最小安全间距，提出了新建洞库优化布局策略（图2、图3）。

世界范围内尚无在邻近储油运行的特大型地下水封油库周边扩建新库的先例，该成果对于丰富和完善大型地下水封油库扩建水封安全性评价理论，拓展地下石油储备空间，具有重要研究意义。同时，该研究成果也为某大型洞库扩建安全间距与洞库布局的科学决策提供了参考。

图1 覆盖两期地下水封洞库（已建和扩建）的渗流场模拟模型

图2 水封安全评价指标随两期洞库间距变化图

图3 两期洞库间设置竖直水幕系统作用效果图

上述成果发表于工程地质领域国际权威期刊《Engineering Geology》上: Zhang, B.*, Shi, L., Yu, X. and Qi, S.W. (2019). Assessing the water-sealed safety of an operating underground crude oil storage adjacent to a new similar cavern - A case study in China, 249: 257-272. DOI: 10.1016/j.enggeo.2019.01.008. 2019.01.09. [IF 2017=3.100]