دانلود ترجمه مقاله استفاده از داده های آزمایشگاهی مکانیک سنگ در مدل سازی ژئومکانیکی (ساینس دایرکت – الزویر 2012) (ترجمه ویژه – طلایی ⭐️⭐️⭐️)

استفاده از داده های آزمایشگاهی مکانیک سنگ در مدل سازی ژئومکانیکی برای افزایش اطمینان در ذخیره سازی زمین شناسی CO2

Use of rock mechanics laboratory data in geomechanical modelling to increase confidence in CO2 geological storage

چکیده

1. مقدمه

2. مدلهای ژئومکانیکی

3.نتایج اولیه

4.داده های آزمایشگاه مکانیک سنگ

5. توسعه مجدد مدلها و نتایج به روز شده

6. نتیجه گیری

منابع

چکیده

     یکی از چالش های رایجی که در جذب و ذخیره کربن وجود دارد، ارائه شواهدی قانع کننده درباره تمامیت ژئومکانیکی هر یک از مکان های پیشنهادی از نظر ذخیره سازی زمین شناختی است. برخلاف ذخیره سازی در میادین هیدروکربنی تخلیه شده، وجود ذخایر در لایه های آب زیرزمینی شور، حاکی از وجود بسیاری از موارد ناشناخته در این زمینه است؛ زیرا هیچ سابقه ای مبنی بر واکنش فشار اولیه یا خصوصیات صخره ای در آن به چشم نمی خورد. مطالب ارائه شده در این مقاله، به عنوان بخشی از پروژه بررسی ضریب اطمینان در کلیه جنبه های انتخاب سایت و توصیف سایت انجام گرفته است که با افزایش دسترس پذیری داده ها برای لایه های زیرزمینی آب شور قابل انتظار است. در این پژوهش، تمرکز اصلی بر مدل سازی ژئومکانیکی و داده های مکانیک سنگ مورد استفاده برای جمع آوری این مدل ها معطوف شده است. در ابتدا، مدلها از داده های خاص ژئومکانیکی عمومی و پتانسیل شکست برشی سنگ و فعال سازی مجدد سنگ شکسته شده استفاده کرده اند. پس از آن، این مدلها با خصوصیات قابل اندازه گیری مکانیکی سنگ های آزمایشگاهی، به صورت سنگهای واقعی از محل ذخیره سیستم پیشنهادی به روزرسانی گردیدند. نتایج این مدل سازی به صورت حاشیه ای تغییر یافته؛ و در عین حال، هیچ موردی مهمی از بحران پذیری آن به دلیل “بی خطر بودن” نسبی از نظر ژئومکانیک محل ذخیره سازی، شناسایی نشده است.

مدلهای ژئومکانیکی

     روش های مختلفی برای شبیه سازی مخزن وجود دارد که اثرات ژئومکانیکی را در بر می گیرد. تجزیه و تحلیل سیال و به موجب آن، بازخورد مدل ژئومکانیکی به مدل جریان، در حال حاضر به منزله ی روش برتر و مطلوب در نظر گرفته شده است. تنش و حالت کرنش مدل ژئومکانیکی برای اصلاح خصوصیات هیدرولیکی (تخلخل و نفوذپذیری) مدل جریان با توجه به روابط آزماشی استفاده می شود. تبادل داده بین دو شبیه سازی نیز می تواند برنامه ریزی شود که در زمان های مختلف با توجه به بزرگی و فشار منافذ تغییر می کند. یک تجزیه و تحلیل کاملاً سیال در همان کد که محاسبات جریان و تغییر شکل به طور همزمان حل می شود ، دقیق ترین نوع شبیه سازی است اما ممکن است برخی محاسبات سنگین نیز باشد که در روش قبلی و در اینجا بکار رفته است.

     مدل های ژئومکانیکی از مدل های شبیه سازی مخزن تزریق CO2 زیر سطحی، به لایه شور در یک محل ذخیره فرضی بر اساس زمین شناختی تهیه شده است که فقط در ساحل دریای شمال لینکلنشر ، واقع در کشور انگلیس یافت می شود. تشکیل لایه ذخیره سازی مورد نظر گروه Sherwood Sandstone Group (متوسط تخلخل 20٪ و نفوذپذیری 500 میلی لیتر) با ضخامت های 300 متر بود که توسط گروه Mercia Mststone به عنوان caprock (سنگ پوش) پوشانده شده و زیر پوشش آن قرار گرفته است. پیش بینی می شد که تزریق CO2 فوق بحرانی در عمق حدود 1200 متر یعنی زیر آستانه 800 متر که ممکن است تغییر فاز در گاز آزاد رخ دهد ، صورت گیرد. پیش بینی می شد كه CO2 از طریق بستر هایی كه به آرامی فرو می رود، با مکانیسم اولیه حبس باقیمانده ی گاز به SSW منتقل شود ، که با برخی تله های ساختاری در آب بندی گسل های زیر عمودی پیش بینی می شود. مدل های این مخزن به عنوان بخشی از یک پروژه چند رشته ای CASSEM (ارزیابی و نظارت بر سایت ذخیره سازی لایه CO2) که کلیه جنبه های زنجیره CCS را پوشش می دهد ، توسعه داده شده است (اسمیت و همکاران ، 2011).

     روش و مدل سازی مدل مخزن با توجه به در دسترس بودن داده ها و پیچیدگی مدل سازی در مراحل مختلف، پیشرفت کرده است (وانت و همکاران ، 2011). مدل های ژئومکانیکی در اینجا به عنوان “مدل های اولیه” توصیف شده است ، که به استفاده از داده های خاصیت ژئومکانیکی منتشر شده به همراه مدل های مخزن مرحله میانی پروژه CASSEM و “مدلهای به روز شده” و به استفاده از داده های خاص آزمایشگاهی ژئومکانیکی مشتق شده از آزمایشگاه سایت، همراه با مدل مخزن مرحله نهایی پروژه اشاره دارد. از نرم افزار شبیه سازی ژئومکانیکی مخزن VISAGE نیز برای مدل سازی ژئومکانیکی استفاده شده است (Schlumberger ، 2009).

     مدل های مخزن سیستم ذخیره سازی زمین شناختی آبخیز / سنگ پوش CO2 از یک مدل زمین شناختی با استفاده از شبیه ساز مخزن ترکیبی ECLIPSE 300 برگرفته شده است. مدل جغرافیایی سلولی، یک منطقه مورد مطالعه را در حدود 50 کیلومتر × 18 کیلومتر پوشش داده و سطوح گنجانیده شده (افق اقشار قابل توجه) و گسلها را در بر می گیرد. زمین شناسی واقعی از ترکیبی از داده های لرزه ای 2 بعدی و 3 بعدی تفسیر شده و با بستر های نرم، به آرامی از 1-2- در جهت افقی نسبتاً مستقیم به جلو در حرکت می باشد. حضور گروهی از گسلهای زیر عمودی با ضربات ناچیز در منطقه مرکزی نیز مدل سازی تفسیر شد و مدل زمین شناختی در شکل 1 نشان داده شده است.