随着枯竭油藏型储气库建设的快速发展,储气库的地下结构越来越复杂,其中因盖层受损造成储气库破坏泄漏的案例逐步攀升,给储气库安全带来严重威胁。因此,研究盖层在储气库运行过程中的密封性破坏风险就显得尤为重要,储气库安全也为城市可持续发展提供了保障。盖层密封性失效可分为渗透性失效和破坏性失效两种失效模式,从盖层宏观特征因素、微观结构因素、地质活动因素和生产工况因素四个方面分析了导致盖层密封性失效的影响因素。选取文安斜坡沙一上段油藏为典型实例,根据油藏特征建立相应的储气库有限元几何模型,考虑盖层岩性、储层特征、储气库埋深和循环注采等因素,分析储气库注气过程的盖层变形特征,并进行了试验对比。考虑储存内隐伏断层作用,建立对应的有限元模型,分析了断层对盖层密封性的影响。针对注气过程储层气体流动和渗漏过程气体逸出的多孔介质流固耦合效应,建立多孔介质流固耦合有限元计算模型,分析盖层的耦合破坏机理。为了探寻盖层破坏的裂纹扩展过程,从断裂力学角度分析盖层裂纹的力学性质,将裂纹扩展分为初始缺陷起裂、宏观裂缝扩展和形成泄漏通道的过程,结合断裂力学方法建立裂纹扩展的有限元计算模型,分析盖层岩石裂纹扩展规律。研究结果表明:杨氏模量大而泊松比小的盖层密封性较强,储层的孔隙度与渗透率影响相对较小,增加埋深一定程度上可以增强盖层密封性,循环注采会增加盖层疲劳破坏风险;断层活动中逆断层对盖层密封性影响最大;储层流固耦合作用随着储层孔隙压力与渗透率的增加而增强,气体渗漏过程会对盖层底部薄弱处产生更大破坏;盖层裂纹型缺陷的尺寸越大越容易发生扩展,扩展时裂纹面先发生张开,再沿裂尖推进而逐渐形成气体泄漏通道。本文研究结果为枯竭油藏型储气库盖层泄漏的防护和应急预案的制订提供了方法借鉴和参考依据。