تتميز طبقة التخزين من كربونات الصخور ذات التجاويف والفجوات بتفاوت شديد في الخواص، مع هيكل معقد لمساحة التخزين وعلاقات التدفق، مما يطرح تحديات عديدة في تحليل الإجهاد الأرضي، اختيار معلمات الحقن والاستخراج، وتقييم السلامة الميكانيكية. بناءً عليه، ومن أجل توضيح تغيرات الإجهاد الأرضي خلال تشغيل مخزن الغاز في طبقات كربونات الصخور ذات التجاويف والفجوات، وضمان السلامة الميكانيكية وتحسين الضغط الأقصى، تم إنشاء نموذج ميكانيكي لتحليل توزيع الإجهاد لهذه الطبقات وقوانين التغير الرباعية الأبعاد للإجهاد الأرضي، مع تقييم السلامة الميكانيكية للأوساط المختلفة. أظهرت النتائج الآتي: ① يتركز الإجهاد بشكل أكثر وضوحًا عند التجاويف في طبقة التخزين مقارنة بالطبقات المتجانسة، لا سيما على حدود التجاويف التي تظهر قيمًا دنيا للإجهاد؛ ② يتغير ضغط المسام والإجهاد عند التجاويف بشكل أكثر حدة، مما يجعل حدود التجاويف أكثر عرضة للكسر القص أو الشد أثناء تشغيل المخزن؛ ③ أثناء الإنتاج، تحدث الكسر القصي بشكل أكبر على حدود التجاويف في اتجاه أقل إجهاد رئيسي، وأثناء الحقن يحدث الكسر الشدي على حدود التجاويف في اتجاه أعلى إجهاد رئيسي؛ ④ بشكل عام، تميل الطبقات ذات التجاويف والفجوات إلى التلف الشدي أو القصي أثناء الحقن أكثر من الطبقات المتجانسة، بينما تكون أكثر أمانًا أثناء الإنتاج ولكن مع سهولة حدوث كسر قصي حول التجاويف. يمكن أن توفر هذه النتائج دعما نظريًا ومنهجيًا لتحليل الإجهاد الأرضي وتقييم السلامة الميكانيكية لمخازن الغاز في طبقات كربونات الصخور ذات التجاويف والفجوات.

مخزن غاز ذو تجاويف؛ تفاعل تدفق-صلب؛ السلامة الميكانيكية؛ الحقن والإنتاج الدوري؛ الإجهاد الأرضي الرباعي الأبعاد