بررسی تأثیر افزایش فشار منفذی ناشی از تزریق گاز بر پایداری گسل‌های نرمال یکی از میادین جنوب غرب ایران

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 گروه زمین‌شناسی، دانشکده علوم، دانشگاه فردوسی مشهد، مشهد، ایران

2 گروه زمین‌شناسی، دانشکده علوم پایه، دانشگاه فردوسی مشهد، مشهد، ایران

3 کارشناس ارشد زمین شناسی مهندسی، مناطق نفت خیز جنوب

چکیده

 یکی از مهم‌ترین مسائل مربوط به مخازن نفتی، افت فشار مخزن ناشی از برداشت هیدروکربن‌ها از آن‌ها است. به منظور حفظ میزان تولید یک چاه، انرژی از دست رفته مخزن باید به گونه‌ای جبران شود. یکی از روش‌های افزایش فشار مخزن تزریق گاز طبیعی است که در مخازن جنوب غرب ایران به طور عمده‌ای انجام می‌شود. از جمله مشکلات احتمالی مرتبط با تزریق گاز، ایجاد شکستگی‌های جدید و فعال شدن مجدد گسل‌های از پیش موجود می‌باشد. در این پژوهش با استفاده از روش تحلیلی تمایل لغزش اصلاح شده، امکان فعالیت مجدد چهار گسل موجود در منطقه بررسی و فشار منفذی بحرانی تزریق تخمین زده شده است. نتایج محاسبات تمایل لغزش نشان می‌دهند که تمامی گسل‌ها در شرایط تنش کنونی مخزن پایدار هستند و  گسل F2 پایدارترین گسل پس از تزریق بوده که می‌تواند یک افزایش فشار منفذی تا 57 مگاپاسکال را تا قبل از لغزش بر روی صفحه خود تحمل کند. نتایج تخمین پایداری شکستگی نشان می‌دهد که بیشترین میزان تغییرات تنش افقی لازم برای فعالیت مجدد نیز مرتبط با گسل F2 است که بیانگر پایداری بیشتر گسل‌های دارای امتداد شرقی-غربی نسبت به گسل‌های با امتداد شمال شرق-جنوب غرب در میدان می‌باشد.

کلیدواژه‌ها


Asquith, G., Krygowski, D., Gibson, C. (2004). Basic Well Log Analysis 16. American Association of Petroleum Geologists, Tulsa, OK.
Azadpour, M., Shad Manaman, N., Kadkhodaie-Ilkhchi, A., Sedghipour, M.R. (2015). Pore pressure prediction and modeling using well-logging data in one of the gas fields in south of Iran. Journal of Petroleum Science and Engineering, Vol. 128, pp. 15-23.
Berberian, M., King, G.C.P. (1981). Towards a paleogeography and tectonic evolution of Iran. Canadian Journal of Earth Sciences, Vol. 18, pp. 210-265.
Cornet, F.H. (2012). The relationship between seismic and aseismic motions induced by forced fluid injections. Hydrogeology Journal, Vol. 20, pp. 1463–1466.
Eaton, B.A. (1975). The equation for geopressure prediction from well logs. Society of Petroleum Engineers of AIME. Paper SPE 5544.
Evans, K.F., Zappone, A., Kraft, T., Deichmann, N., Moia, F. (2012). A survey of the induced seismic responses to fluid injection in geothermal and CO2 reservoirs in Europe. Geothermics, Vol. 41, pp. 30–54.
Gartrell, A., Bailey, W.R., Brincat, M. (2006). A new model for assessing trap integrity and oil preservation risks associated with postrift fault reactivation in the Timor Sea. American Association of Petroleum Geologists Bulletin, Vol. 90, pp. 1921–1944.
Guha, S.K. (2000). Induced Earthquakes. Springer, Berlin.
Hawkes, C.D., Mclellan, P.J., Bachu, S. (2005). Geomechanical factors affecting geological storage of CO2 in depleted oil and gas reservoirs. Journal of Canadian Petroleum Technology, Vol. 44 (10), pp. 52-61.
Hung, J.H., Wu, J.C. (2012). In-situ stress and fault reactivation associated with LNG injection in the Tiechanshan gas field, fold-thrust belt of Western Taiwan. Journal of Petroleum Science and Engineering, Vol. 86, pp. 37-48.
Jaeger, J.C., Cook, N.G.W., Zimmerman, R. (2009). Fundamentals of Rock Mechanics. John Wiley & Sons.
James, G.A., Wynd, J.G. (1965). Stratigraphic nomenclature of Iranian oil consortium agreement area. American Association of Petroleum Geologists Bulletin, Vol. 49, pp. 2182-2245.
Keranen, K.M., Savage, H.M., Abers, G.A., Cochran, E.S. (2013). Potentially induced earthquakes in Oklahoma, USA: Links between wastewater injection and the 2011 Mw 5.7 earthquake sequence. Geology, Vol. 41, pp. 699–702.
Kulikowski, D., Amrouch, K., Cooke, D. (2016). Geomechanical modelling of fault reactivation in the Cooper Basin, Australia. Australian Journal of Earth Sciences, Vol. 63(3), pp 295-314.
Langhi, L., Zhang, Y., Gartrell, A., Underschultz, J., Dewhurst, D. (2010). Evaluating hydrocarbon trap integrity during fault reactivation using geomechanical three-dimensional modeling: An example from the Timor Sea, Australia. American Association of Petroleum Geologists Bulletin, Vol. 94, pp. 567–591.
McGarr, A., Bekins, B. et al. (2015). Coping with earthquakes induced by fluid injection. Science, Vol. 347, pp. 830–831.
Nacht, P.K., de Oliveira, M.F.F., Roehl, D.M., Costa, A.M. (2010). Investigation of geological fault reactivation and opening. de Mecanica Computacional, Vol. pp 8687-8697.
Nicholson, C., Wesson, R.L. (1990). Earthquake Hazard Associated with Deep Well Injection. United States Geological Survey Bulletin, 1951.
Plumb, R. (1994). Influence of composition and texture on the failure properties of clastic rocks. Rock Mechanics in Petroleum Engineering, 29-31 August, Delft, Netherlands.
Richey, D.J. (2013). Fault seal analysis for CO2 storage: Fault zone architecture, fault permeability, and fluid migration pathways in exposed analogs in southeastern Utah. Ph.D. Thesis, Utah State University.
Shukla, R., Ranjith, P., Haque, A., Choi, X. (2010). A review of studies on CO2 sequestration and caprock integrity, Fuel, Vol. 89, pp. 2651-2664.
Sibson, R.H. (1990). Faulting and fluid flow. In: Nerbitt, B.E. (Ed.) Short Course on Fluids in Tectonically Active Regions of the Continental Crust. Mineralogical Association of Canada Handbook, Vol.18, pp. 93-132.
Soltanzadeh, H., Hawkes, C.D. (2009). Assessing fault reactivation tendency within and surrounding porous reservoirs during fluid production or injection. International Journal of Rock Mechanics & Mining Sciences, Vol. 46, pp. 1–7.
Stocklin, J. (1974). Possible ancient continental margin in Iran. In: Burk, C.A, Drake, C.L. (Eds.), Geology of Continental Margins, Springer-Verlag, pp. 873-887.
Streit, J.E., Hillis, R.R. (2004). Estimating fault stability and sustainable fluid pressures for underground storage of CO2 in porous rock. Energy, Vol. 29, pp. 1445–1456.
Taghipour, M., Ghafoori, M., Lashkaripour, G.R., Hafezi Moghaddas, N., Molaghab, A. (2018). Estimation of the current stress field and fault reactivation analysis in Asmari reservoir, SW Iran, Petroleum Science (in press).
Verdon, J.P. (2012). Microseismic monitoring and geomechanical modeling of CO2 storage in subsurface reservoirs. Doctoral Thesis accepted by University of Bristol, United Kingdom, Springer Theses.
Wiprut, D., Zoback, M.D. (2002). Fault reactivation, leakage potential, and hydrocarbon column heights in the northern North Sea. In: Koestler, A.G., Hunsdale, R. (Eds.). Hydrocarbon Seal Quantification, Norwegian Petroleum Society Conference, Stavanger, Norway, 16–18 October 2000. Norwegian Petroleum Society (NPF). Special Publications, Vol. 11, 2002. pp. 203-219.
Zhang, M.X., Lee, X.L., Javadi, A.A. (2006). Behavior and fracture mechanism of brittle rock with pre-existing parallel cracks. Key Engineering Materials, pp. 1055-1058.
امیری، م؛ قاسمی‌نژاد، ع.ا؛ (1391). بررسی آثار تزریق گاز بر نحوه تولید و عملکرد مخازن یکی از میادین جنوب غرب ایران، ماهنامه اکتشاف و تولید، شماره 89 ،صفحات 64-61.
درویش‌زاده، ع؛ (1388). زمین‌شناسی ایران: چینه‌شناسی، تکتونیک، دگرگونی و ماگماتیسم، چاپ سوم، تهران: موسسه انتشارات امیرکبیر.