بررسی فناوری ساخت و تحلیل پایداری مغارهای ذخیره سازی گاز طبیعی در سنگ آهک به روش انحلالی

فضاهای بزرگ زیرزمینی (مغارها) را می توان به طور کلی در پنج رده مختلف شامل نیروگاه های برق آبی، ذخیره سیالات، دفن پسماندهای هسته ای، سیستم های فاضلاب و کاربری های متفرقه رده-بندی کرد. امروزه ذخیره سازی گاز در مغارهای نمکی، سنگی، مخازن نفت و گاز تهی شده و معدن-های متروکه انجام می شود. نبود سازندهای نمکی در نزدیکی بازارهای مصرف به همراه همگرایی زیاد مغارهای نمکی، هزینه حفر و نگهداری زیاد مغارهای سنگی، نیاز به گاز پایه و هزینه زیاد تبدیل مخازن نفت و گاز تهی شده و معادن متروکه به مغارهای ذخیره سازی، لزوم اجرای ذخیره-سازی در سازند دیگری از جمله سازندهای کربناته را مطرح می کند. وجود تشکیلات سنگی کربناته در سراسر جهان و در نزدیکی بازارهای مصرف، پایداری فضاهای حفر شده در تشکیلات کربناته و مناسب بودن ساختارهای کربناته برای توسعه ظرفیت ذخیره سازی به حجم مورد نظر در نزدیکی نیروگاه ها از جمله مزایای این روش جدید است. روش پیشنهاد شده برای حفر مغارهای ذخیره-سازی گاز طبیعی در تشکیلات کربناته به صورت معدن کاری انحلالی با استفاده از اسید است. در همین راستا در این پژوهش، مناطقی از کشور ایران که دارای شرایط لازم برای ساخت مغار در تشکیلات کربناته در اعماق بیشتر از 1000 متری سطح زمین است، مشخص شده و همچنین به بررسی فنی و اقتصادی این روش جدید به همراه بررسی مشکلات عملیاتی و زیست محیطی آن پرداخته شده است. با توجه به شرایطی مانند وجود تشکیلات کربناته در اعماق بیشتر از 1000 متری سطح زمین، نزدیکی به خطوط انتقال گاز و تکتونیک آرام، مناطقی از اطراف استان تهران، قم و قزوین برای ساخت مغار ذخیره سازی گاز طبیعی در تشکیلات آهکی انتخاب شده است. در این پژوهش با استفاده از نرم افزار flac3d، مدل سازی سه بعدی و تحلیل پایداری چهار مغار، استوانه ای قائم با شعاع 18 متر و دو نیم کره با شعاع 18 متر در دو سطح مقطع آن، استوانه ای قائم با شعاع 18 متر، استوانه ای قائم با شعاع 20 متر و استوانه ای خوابیده (با محور افقی) با شعاع 18 متر و دو نیم کره با شعاع 18 متر در دو سطح مقطع آن، برای عمق 1300 متری سطح زمین و داخل ساختار آهکی انجام شده است. در این پژوهش همچنین حد بالا و پایین فشار گاز داخل مغار که تحت آنها ناپایداری در مغار رخ می دهد، تعیین شده است. در تحلیل پارامتری انجام داده شده، مدول شکل پذیری و نسبت تنش افقی به قائم و در تحلیل حساسیت انجام داده شده نیز عمق و ابعاد مغار بیشترین تاثیر را در میزان پایداری نشان داده است.