刘四新团队在《安全与环境工程》发表重要论文 破解地下油库防渗核心技术难题

发布时间：2025-06-19

　　核心成果速览

　　论文标题：地下水封石油洞库裂隙围岩灌浆浆液扩散规律及灌浆优化研究

　　作者团队：刘四新、陈刚、曹孟雄、亢杰、华国强、胡成(中国石化海南炼油化工有限公司，中国地质大学(武汉)环境学院)

　　发表期刊：《安全与环境工程》2025年第1期，页码127-136

　　基金支持：国家自然科学基金优秀青年科学基金项目(42022018)

　　当前影响力：网刊阅读量5次，下载量260次(网刊)+258次(CNKI)

　　研究背景：破解地下“油库防线”的关键科学问题

　　地下水封石油洞库是保障国家能源储备安全的重要设施，其核心在于通过裂隙围岩的天然水封作用实现石油密闭储存。然而，裂隙网络中浆液扩散规律复杂，注浆效果直接影响洞库的水封安全性与运营成本。海南某地下水封石油洞库项目面临裂隙发育不均、水幕系统干扰等挑战，亟需通过科学研究优化注浆方案，提升围岩止水效果。

　　研究突破：数值模拟精准解析浆液扩散机制

　　刘四新团队依托海南项目实际数据，创新采用三维离散裂隙网络模型与两相流模拟技术，系统揭示了浆液在复杂裂隙中的扩散规律：

　　关键参数影响规律

　　注浆时间与压力：在一定范围内，二者与浆液扩散范围呈正相关，需通过分阶段提升压力确保浆液渗透至深层裂隙。

　　注浆孔间距：增大间距可加速浆液覆盖裂隙面，显著提升注浆效率并降低材料成本。

　　水幕系统干扰：流水水头压力会严重阻碍浆液扩散，需严格控制水幕供水压力以保障封堵效果。

　　现场优化方案

　　提出“从掌子面两端向中间注浆”的逆向施工策略，减少浆液扩散阻力;

　　建立注浆参数与扩散效果的定量关系模型，为预注浆工程量估算提供科学依据。

　　应用价值：降本增效，筑牢能源储备“安全盾”

　　该研究成果直击行业痛点，具有显著工程应用价值：

　　精准控本：通过优化注浆孔间距与压力参数，可减少浆液浪费，降低洞室涌水控制成本及排水处理费用;

　　提升安全性：针对性解决水幕系统干扰问题，增强裂隙围岩止水效果，保障洞库长期稳定运行;

　　行业示范：为同类地下水封石油洞库项目提供可复制的注浆设计理论与技术路径。

　　期刊与项目背书：权威平台助力成果转化

　　《安全与环境工程》作为环境科学与工程领域的权威期刊，长期关注能源工程安全与生态保护交叉领域的研究。本论文的发表不仅凸显了刘四新团队在裂隙岩体注浆领域的领先地位，也为国家自然科学基金优秀青年科学基金项目(42022018)的阶段性成果提供了高水平展示平台。