가스 저장소는 국가 에너지 안보 및 수급 조절에 매우 중요합니다. 운영 중에 단층 활성화, 국부적인 덮개 파괴 등의 현상이 발생하기 쉽고, 이로 인해 가스 누출 위험이 발생하므로 기계적 완전성 분석이 필요합니다. X 가스 저장소의 응력 변동 내재 법칙을 명확히 하고, 운영 압력 상한을 높이며, 전체 저장 효율을 향상시키기 위해 지질, 지진, 로그, 생산 및 실내 실험 데이터를 종합하여 X 저장소의 1차원 및 3차원 지질 기계 모델을 구축하였습니다. 생산 이력 보정과 순환 주입·생산 상황을 융합한 4차원 동적 지질 기계 모델도 구축하였습니다. 주입·생산 과정에서 덮개층, 저장층, 기저층, 단층의 응력 변화 법칙과 기계적 완전성을 분석하고, 주입·생산 능력과 기계적 완전성을 종합하여 주입·생산 방안을 최적화하였습니다. 결과는 다음과 같습니다: ① X 저장소 용탄조 덮개층은 영률이 작고 포아송비가 크며 강도가 약하며, 역암질이 진흙질에 가까울수록 영률과 수평응력이 작습니다; ② 덮개층 원지압 상태는 주향 이동 단층 상태이고, 저장층 원지압 상태는 역단층 상태입니다; ③ 주입·생산 중 덮개층과 기저층의 응력 변화는 작고 파괴 위험이 낮습니다; ④ 저장층 공극 압력 변화가 뚜렷하며 응력 변화보다 큽니다; ⑤ 주입·생산 과정에서 저장층 기질 파괴 위험은 낮으나 주입 후 주요 주입 지역에서 파괴 위험이 증가하고, 단층은 정압이 원래 저류층 압력보다 약 3MPa 높을 때 미끄럼 위험이 있습니다; ⑥ X 저장소 기계적 완전성을 보장하는 전제 하에 주입·생산 방안 최적화 후 누적 주입량이 최적화 전보다 약 34% 증가하였습니다. 본 연구 성과는 X 저장소의 지압 분석 및 기계적 완전성 평가에 이론적·방법론적 지원을 제공합니다.

탄산염암 가스 저장소; 지질기계 모델링; 기계적 완전성; 4차원 지압; 단층 미끄럼; 주입·생산 최적화