بررسی پارامتر‌های ژئومکانیکی آبخوان در فرآیند ذخیره‌‌سازی زیرزمینی گاز طبیعی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشکده مهندسی شیمی، دپارتمان مهندسی نفت، دانشگاه تربیت مدرس

2 دپارتمان مهندسی نفت، دانشکده مهندسی شیمی، دانشگاه تربیت مدرس

3 دپارتمان مهندسی نفت، دانشکده مهندسی شیمی، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایران

4 دانشگاه تربیت مدرس، دانشکده فنی و مهندسی

10.22107/jpg.2022.211250.1114

چکیده

ذخیره‌سازی زیر‌زمینی گاز به طور عمده به سه روش ذخیره‌سازی در مخازن نفت و گاز تخلیه شده، ذخیره‌سازی در سفره‌های آب زیر‌زمینی (آبخوان‌ها) و ذخیره‌سازی در گنبدهای نمکی انجام می‌شود. ذخیره‌‌سازی زیر‌زمینی گاز طبیعی در آبخوان‌ها به دلیل نزدیکی به شهر‌های بزرگ و بازارهای مصرف، از اهمیت بسزایی برخوردار است. تاکنون ذخیره‌سازی گاز طبیعی در آبخوان‌ها از جنبه‌های مختلف مورد بررسی قرار گرفته است، اما از نقطه نظر ژئومکانیکی تاکنون مطالعه‌ای صورت نگرفته است. لذا در این پژوهش به منظور بررسی پارامترهای ژئومکانیکی اثرگذار بر روی فرآیند ذخیره‌سازی زیر‌زمینی گاز طبیعی در یک آبخوان، به شبیه‌سازی 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 زمان‌ها و مکان‌های 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 تنش‌های 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 تنش‌های 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 می‌گیرد. بیشترین ‌میزان جابجایی پس از تزریق در محل تزریق در حدود 8 میلی‌متر و پس از پایان تولید در محل تولید در حدود 12 میلی‌متر می باشد. بیشترین ‌میزان ‌افزایش‌ فشار ‌منفذی،‌ در ‌اطراف‌ چاه ‌تزریقی و‌‌ یک سال ‌پس‌ از شروع‌ تزریق ‌می‌باشد، که میزان این افزایش فشار نسبت به فشار اولیه آبخوان ‌برابر با 534 کیلو‌پاسکال است..

کلیدواژه‌ها