節理洞穴型の炭酸塩岩貯留層は非常に強い不均質性を持ち、貯留空間構造と浸透関係が複雑であり、地圧解析、注入・採取パラメータの選択、力学的完全性評価に多くの課題をもたらしている。したがって、節理洞穴型炭酸塩岩貯気庫の運用過程における地圧変化を明確にし、貯気庫運用中の力学的完全性を確保し、上限圧力を向上させるために、機構モデルを構築し、節理洞穴型炭酸塩岩貯気庫の応力分布特性および四次元地圧変動規則を分析し、異なる媒体の力学的完全性を評価した。結果は以下の通りである：①節理洞穴型炭酸塩岩貯留層は均質貯留層に比べて節理洞穴部での応力集中が明確であり、特に溶洞境界で応力の極小値が現れる；②節理洞穴部での間隙圧力および応力変化はより激しく、貯気庫の運用中に溶洞境界で剪断や引張破壊が発生しやすい；③採気過程では最小主応力方向に沿って溶洞境界で剪断破壊が起きやすく、注気過程では最大主応力方向に沿って溶洞境界で引張破壊が起きやすい；④節理洞穴型貯留層は全体的に均質貯留層に比べて注気過程で引張または剪断破壊が起きやすく、採気過程では比較的安全であるが、洞周囲では剪断破壊が起きやすい。本研究成果は節理洞穴型炭酸塩岩貯気庫の地圧解析および力学的完全性評価に理論的および方法的支援を提供することができる。

節理洞穴型貯気庫; 流体-固体連成; 力学的完全性; 循環注採; 四次元地圧