بررسی پارامتر های ژئومکانیکی آبخوان در فرآیند ذخیره سازی زیرزمینی گاز طبیعی

ذخیره سازی زیر زمینی گاز به طور عمده به سه روش ذخیره سازی در مخازن نفت و گاز تخلیه شده، ذخیره سازی در سفره های آب زیر زمینی (آبخوان ها) و ذخیره سازی در گنبدهای نمکی انجام می شود. ذخیره سازی زیر زمینی گاز طبیعی در آبخوان ها به دلیل نزدیکی به شهر های بزرگ و بازارهای مصرف، از اهمیت بسزایی برخوردار است. تاکنون ذخیره سازی گاز طبیعی در آبخوان ها از جنبه های مختلف مورد بررسی قرار گرفته است، اما از نقطه نظر ژئومکانیکی تاکنون مطالعه ای صورت نگرفته است. لذا در این پژوهش به منظور بررسی پارامترهای ژئومکانیکی اثرگذار بر روی فرآیند ذخیره سازی زیر زمینی گاز طبیعی در یک آبخوان، به شبیه سازی فرآیند با استفاده از نرم افزار المان محدود آباکوس پرداخته شده و پارامترهای ژئومکانیکی موثر بر این فرآیند مورد مطالعه قرار گرفته است.در ابتدا تاثیر تزریق و تولید گاز بر فشار منفذی و جابجایی قائم مخزن در زمان ها و مکان های مختلف پس از پایان تزریق و در انتهای تولید بررسی شد. در ادامه آنالیز حساسیت نسبت به پارامترهای ورودی مدل انجام شد. نتایج نشان داد که نسبت تنش های افقی به تنش قائم اولیه بیشترین تاثیر را در بالابردن احتمال گسیختگی کششی دارد. همچنین مقدار دبی تزریقی و تولیدی بیشترین تاثیر را بر افزایش احتمال گسیختگی برشی دارد و پس از آن، نسبت تنش های افقی به تنش قائم اولیه بیشترین تاثیر را بر روی احتمال گسیختگی برشی دارد. در مورد جابجایی قائم مخزن در درجه اول دبی تزریقی و تولیدی بیشترین تاثیر را داشته و پس از آن مدول یانگ مخزن در رتبه بعدی قرار می گیرد. بیشترین میزان جابجایی پس از تزریق در محل تزریق در حدود ۸ میلی متر و پس از پایان تولید در محل تولید در حدود ۱۲ میلی متر می باشد. بیشترین میزان افزایش فشار منفذی، در اطراف چاه تزریقی و یک سال پس از شروع تزریق می باشد، که میزان این افزایش فشار نسبت به فشار اولیه آبخوان برابر با ۵۳۴ کیلو پاسکال است..

Keywords:

underground gas storage , aquifer , Geomechanical Model , Finite element method , vertical displacement