地下储气库循环注采过程中压力呈周期性变化,导致岩石承受循环应力作用。目前临界生产压差预测模型是根据油气藏单向流动运行模式建立的,使用油气藏静态岩石力学参数进行预测,未考虑循环应力作用下地层岩石力学性质变化对临界生产压差的影响,该静态参数法临界生产压差预测结果无法适用于储气库全生命周期,因此需要建立适用于储气库注采井的动态临界生产压差预测模型,以保证储气库和注采井安全高效运行。本文通过室内试验测定岩心试样的颗粒粒度组成和宏观力学性能,然后使用颗粒流离散元数值模拟方法建立数值岩心,根据岩心试样的宏观力学性能标定数值岩心的细观接触参数。模拟储气库运行过程中地层岩石承受的应力状态,对数值岩心进行循环应力加载三轴压缩模拟试验,试验结果表明,注采周期及注采运行压力对岩石宏细观特征以及临界生产压差有明显影响。随着循环应力加载周期增加,数值岩心内粘结接触断裂数量和微裂隙面积均逐渐增加,增加幅度逐渐趋缓,其中剪切裂隙数量呈“增-减-增”的变化趋势,拉伸裂隙和总裂隙数量基本均逐渐增加,增加幅度逐渐趋缓,循环应力加载过程中剪切裂隙面积增加主要由裂隙沿边缘向外延展导致,拉伸裂隙面积增加主要由裂隙数量增加导致,总体来看,数值岩心内裂隙面积增加主要由裂隙数量增加导致。循环应力加载对岩心试样内部微观结构的影响导致了岩心试样宏观力学性能的变化,数值岩心弹性模量比、内聚力比逐渐降低,降低幅度逐渐趋缓,而两个主应力方向相对泊松比均逐渐增加,增加幅度逐渐趋缓,内摩擦角比在加载初期增幅较大,而后增幅降低呈线性增加。当循环应力加载周期相同而循环应力加载幅值增加,数值岩心内粘结接触断裂数量和微裂隙面积均增加,而剪切裂隙数量呈减少趋势,拉伸裂隙数量呈增加趋势,总裂隙数量总体呈现“增-减-增”的变化趋势;数值岩心的弹性模量比减小,两个主应力方向的相对泊松比增加;数值岩心的内聚力比降低,而内摩擦角比的变化并没有统一规律。根据数值试验结果得出岩心试样的弹性模量、泊松比、内聚力、内摩擦角随循环应力加载的变化规律,建立了储气库注采井临界生产压差与注采周期和运行压力之间的关系模型,该模型可用于储气库全生命周期内注采井临界生产压差的动态预测,与静态模型相比较动态模型计算结果更符合实际生产规律。