بررسی رفتار آب زیرزمینی در اطراف مغارهای زیرزمینی سنگی بدون پوشش ذخیره سازی نفت خام

ذخیره سازی زیرزمینی نفت‏خام و دیگر محصولات هیدروکربوری درون مغارهای سنگی بدون پوشش، از جمله روش‏های رایج ذخیره سازی انرژی، در عصر حاضر به شمار می رود. از جمله مسائل مرتبط با ذخیره‏سازی نفت خام در این نوع مغارها، نشت نفت خام و گاز حاصل از آن از میان ناپیوستگی‏های توده سنگ پیرامون مغار است. اطمینان از محدودیت نفت خام و گاز و کاهش نشت آن به حداقل ممکن، تأثیر بسیاری بر افزایش کارآئی و ایمنی تأسیسات ذخیره‏سازی دارد. به منظور جلوگیری از نشت نفت خام و گاز، بایستی توده‏سنگ پیرامون مغارها توسط آب اشباع گردد. این امر با استفاده از یک رژیم جریان آب زیرزمینی پایدار، پیرامون مغارها صورت می‏گیرد. در این تحقیق، نخست شرایط لازم جهت ذخیره‏سازی نفت خام درون مغارهای سنگی بدون پوشش و اصول حاکم بر محدودیت سیال هیدروکربوری مورد بررسی قرار گرفت. در ادامه با استفاده از برنامه اجزا مجزای udec به مدلسازی عددی مغارهای ذخیره‏سازی نفت خام طراحی شده در ناحیه گچساران و شبیه‏سازی جریان آب زیرزمینی پیرامون این مغارها در دو فاز ساخت و بهره‏برداری پرداخته شد. با فرض اشباع کامل ناپیوستگی‏ها، یک جریان تک فاز و دائم، جهت شبیه‏سازی جریان سیال درون شکستگی‏های اطراف مغارها به کار گرفته شد. همچنین فشار حاصل از سیستم تزریق آب، توسط یک سطح آب مصنوعی در بالای تاج مغارها فراهم شد. کیفیت توده‏سنگ و پایداری مغارهای ذخیره‏سازی، تحت تأثیر حفریات مجاور و به روش‏های مختلف نظیر روش‏های طبقه‏بندی rmr، q و تحلیل عددی، مورد بررسی قرار گرفته و مقادیر نگهداری مناسب تخمین زده شد. با توجه به محاسبات صورت گرفته سیستم نگهداری پیچ‏سنگ به همراه شاتکریت مسلح، جهت پایدارسازی مغارها پیشنهاد شد. در خلال فاز بهره‏برداری، مکانیزم نشت سیال نفتی در فشارهای هیدرواستاتیک مختلف آب زیرزمینی مورد بررسی قرار گرفت. در صورت طراحی مناسب سیستم تزریق آب با افزایش تدریجی فشار درون مغارها، فشار هیدرواستاتیک آب زیرزمینی پیرامون مغارها نیز افزایش یافته و محدودیت سیال نفتی برآورده می‏گردد. عمده ناپایداری مغارها در تاج و بالای دیواره مغارها اتفاق می‏افتد و بیشترین مقادیر نشت نفت خام در دیواره سمت چپ مغارها رخ می‏دهد.