مدل سازي عددي رفتار پرده آب بند در مغارهاي ذخيره سازي نفت خام

چكيده
در چند دهه اخیر ذخیرهسازی نفت خام و دیگر مشتقات آن در مغارهای زیر زمینی به دلایل گوناگون در کانون توجه کشورهایمختلف بوده است. از دیدگاه اقتصادی، ایمنی، امنیتی، زیست محیطی و عملکردی مغارهای سنگی به نسبت مخازن سطحی گزینهبرتری محسوب میشوند. پایداری مکانیکی مغار و کنترل نشت مواد هیدروکربوری به عنوان دو چالش عمده در خصوص طراحی وساخت مغار سنگی بدون پوشش محسوب می شوند البته کنترل نشت مواد هیدروکربوری به نسبت پایداری مکانیکی مغار مسئلهناشناخته تری است و شاید مهمترین مساله در بحث ذخیره سازی زیر زمینی نفت و گاز جلوگیری از نشت نفت به بیرون از مغار دخیرهمی باشد. کنترل نشت مواد هیدروکربوری در مغارهای بدون پوشش، با بهرهگیری از جریان آب زیرزمینی انجام می شود. به این گونه کهاگر آب با فشار مناسب در داخل ریزترک ها، درزه ها و سایر ناپیوستگی های سنگی به داخل مغار در جریان باشد، مانع از نشت موادهیدروکربوری به خارج از مغار می گردد. استفاده از این تکنیک مستلزم این است که فشار آب در توده سنگ اطراف مغار از فشار موادهیدروکربوری ذخیر هشده در داخل مغار بیشتر باشد. با همین استدلال استفاده از پرده آب بند به عنوان روش رایج در کنترل نشت درجهان پذیرفته شده است. با توجه به اهمیت بررسی رفتار توامان هیدرو - مکانیکی توده سنگ در مغار های سنگی ذخیره سازی نفتخام در این مقاله با استفاده از روش عددی المان مجزا به ارزیابی و تحلیل این موضوع پرداخته شده است. با توجه به نامشخص بودنمکان مغارهای زیرزمینی به منظور مطالعه موردی در این مطالعه از توده سنگ ساختگاه سد شمیل استفاده شده است و هندسه مدل بااستفاده از داده های برداشته شده صحرایی از شکستگی ها موجود در سطح توده سنگ موجود در اطراف سد شمیل و با کمک از روششبکه شکستگی های مجزا ( DFN ( ساخته شده است. خصوصیات مکانیکی توده سنگ با توجه مطالعات قبلی انجام شده برای تودهسنگ این سد در مدل سازی لحاظ شده است. توزیع فشار آب زیر زمینی و نرخ جریان سیال برای فشارهای مختلف در پرده آببررسی و مشخص شده است که بدون اجرا پرده آب امکان آب بندی مغار و کنترل نشت مواد هیدروکربوری میسر نیست. جریان آبورودی به داخل مغار، تغییر شکلها و پایداری مغار توسط شبیه سازی عددی بدست آمده است که با افزایش فشار آب در پرده آب بندنرخ جریان آب زیرزمینی ورودی به مغار نیز افزایش می یابد. مقادیر بدست آمده از مدل سازی عددی با روابط تجربی ارائه شده در اینخصوص مقایسه شده است. مقادیر تخمین زده شده برای نرخ جریان آب زیر زمینی و نشت تاج مغار در روش عددی با روابط تجربیارائه شده در این خصوص مقایسه شده است که مقادیر نتایج شبیه سازی کمتر از مقادیر بدست آمده از روابط تجربی است. در این مطالعه لزوم تحلیل رفتار توامان هیدرو مکانیکی توده سنگ برای فعالیت های مهندسی نظیر این مسئله مشخص شده است.

واژه هاي کليدي:

مغارهای بدون پوشش . پرده آب . رفتار توامان هیدرو مکانیکی . شبکه شکستگی مجزا

سومین کنفرانس منطقه ای و دوازدهمين کنفرانس تونل ایران (1396)

ضرورت ذخيره سازي نفتی در مغارهاي بدون پوشش و راهكار بومی سازي دانش فنی و مكانيک سنگی آن در ایران

چكيده
در این مقاله، اصول ذخیره سازی نفت و فرآورده های نفتی در مغارهای بدون پوشش و راهکارهای بومی سازی دانش فنی اینتکنولوژی مورد بررسی قرار گرفته است. بدین منظور، ابتدا با مقایسه روش های مختلف، بهترین روش ذخیره سازی عملیاتی برایایران پیشنهاد شد. سپس، الگوهای مختلف بومی سازی فناوری ذخیره سازی در مغارهای بدون پوشش بررسی شده و در نهایت و براساس تجارب کشورهای مختلف دنیا، بهترین گزینه بومی سازی برای ایران پیشنهاد شد. بررسی های انجام شده در این مطالعه نشانمی دهد، با توجه به عوامل همچون، هزینه ها، عمر مخازن، مسائل زیست محیطی، مسائل عملیاتی و مباحث پدافند غیر عامل روشهای ذخیره سازی زیرزمینی و بویژه مغارهای بدون پوشش بهترین گزینه برای ذخیره سازی عملیاتی هستند. بکارگیری مغارهایبدون پوشش، علاوه بر پیچیدگی های تکنیکی، دارای ریسک ها و چالش های مخصوص به خود بوده و بنابراین، حصول موفقیت درچنین پروژه هایی نیازمند دانش فنی و تجربه اجرایی متناسب با این فناوری خواهد بود. همچنین، بر اساس تجربیات حاصل از فرآیندطی شده در کشورهای مختلف دنیا و همچنین تجارب عملی ایران در پروژه های زیرزمینی )تونل، مغار نیروگاهی و...(، بهترین گزینهبومی سازی فناوری ذخیره سازی در ایران بصورت روش "ساخت پیشرو توسعه و پژوهش همزمان" و با الگوبرداری از تجربیات - کشورهای نروژ و هند پیشنهاد می شود.

واژه هاي کليدي:

ذخیره سازی زیرزمینی . مغارهای بدون پوشش . بومی سازی دانش فنی

سومین کنفرانس منطقه ای و دوازدهمين کنفرانس تونل ایران (1396)

مدل سازي عددي رفتار پرده آب بند در مغارهاي ذخيره سازي نفت خام

چكيده
در چند دهه اخیر ذخیرهسازی نفت خام و دیگر مشتقات آن در مغارهای زیر زمینی به دلایل گوناگون در کانون توجه کشورهایمختلف بوده است. از دیدگاه اقتصادی، ایمنی، امنیتی، زیست محیطی و عملکردی مغارهای سنگی به نسبت مخازن سطحی گزینهبرتری محسوب میشوند. پایداری مکانیکی مغار و کنترل نشت مواد هیدروکربوری به عنوان دو چالش عمده در خصوص طراحی وساخت مغار سنگی بدون پوشش محسوب می شوند البته کنترل نشت مواد هیدروکربوری به نسبت پایداری مکانیکی مغار مسئلهناشناخته تری است و شاید مهمترین مساله در بحث ذخیره سازی زیر زمینی نفت و گاز جلوگیری از نشت نفت به بیرون از مغار دخیرهمی باشد. کنترل نشت مواد هیدروکربوری در مغارهای بدون پوشش، با بهرهگیری از جریان آب زیرزمینی انجام می شود. به این گونه کهاگر آب با فشار مناسب در داخل ریزترک ها، درزه ها و سایر ناپیوستگی های سنگی به داخل مغار در جریان باشد، مانع از نشت موادهیدروکربوری به خارج از مغار می گردد. استفاده از این تکنیک مستلزم این است که فشار آب در توده سنگ اطراف مغار از فشار موادهیدروکربوری ذخیر هشده در داخل مغار بیشتر باشد. با همین استدلال استفاده از پرده آب بند به عنوان روش رایج در کنترل نشت درجهان پذیرفته شده است. با توجه به اهمیت بررسی رفتار توامان هیدرو - مکانیکی توده سنگ در مغار های سنگی ذخیره سازی نفتخام در این مقاله با استفاده از روش عددی المان مجزا به ارزیابی و تحلیل این موضوع پرداخته شده است. با توجه به نامشخص بودنمکان مغارهای زیرزمینی به منظور مطالعه موردی در این مطالعه از توده سنگ ساختگاه سد شمیل استفاده شده است و هندسه مدل بااستفاده از داده های برداشته شده صحرایی از شکستگی ها موجود در سطح توده سنگ موجود در اطراف سد شمیل و با کمک از روششبکه شکستگی های مجزا ( DFN ( ساخته شده است. خصوصیات مکانیکی توده سنگ با توجه مطالعات قبلی انجام شده برای تودهسنگ این سد در مدل سازی لحاظ شده است. توزیع فشار آب زیر زمینی و نرخ جریان سیال برای فشارهای مختلف در پرده آببررسی و مشخص شده است که بدون اجرا پرده آب امکان آب بندی مغار و کنترل نشت مواد هیدروکربوری میسر نیست. جریان آبورودی به داخل مغار، تغییر شکلها و پایداری مغار توسط شبیه سازی عددی بدست آمده است که با افزایش فشار آب در پرده آب بندنرخ جریان آب زیرزمینی ورودی به مغار نیز افزایش می یابد. مقادیر بدست آمده از مدل سازی عددی با روابط تجربی ارائه شده در اینخصوص مقایسه شده است. مقادیر تخمین زده شده برای نرخ جریان آب زیر زمینی و نشت تاج مغار در روش عددی با روابط تجربیارائه شده در این خصوص مقایسه شده است که مقادیر نتایج شبیه سازی کمتر از مقادیر بدست آمده از روابط تجربی است. در این مطالعه لزوم تحلیل رفتار توامان هیدرو مکانیکی توده سنگ برای فعالیت های مهندسی نظیر این مسئله مشخص شده است.

واژه هاي کليدي :

مغارهای بدون پوشش . پرده آب . رفتار توامان هیدرو مکانیکی . شبکه شکستگی مجزا

دوازدهمين کنفرانس تونل ایران (1396)

ضرورت ذخيره سازي نفتی در مغارهاي بدون پوشش و راهكار بومی سازي دانش فنی و مكانيک سنگی آن در ایران

چكيده
در این مقاله، اصول ذخیره سازی نفت و فرآورده های نفتی در مغارهای بدون پوشش و راهکارهای بومی سازی دانش فنی اینتکنولوژی مورد بررسی قرار گرفته است. بدین منظور، ابتدا با مقایسه روش های مختلف، بهترین روش ذخیره سازی عملیاتی برایایران پیشنهاد شد. سپس، الگوهای مختلف بومی سازی فناوری ذخیره سازی در مغارهای بدون پوشش بررسی شده و در نهایت و براساس تجارب کشورهای مختلف دنیا، بهترین گزینه بومی سازی برای ایران پیشنهاد شد. بررسی های انجام شده در این مطالعه نشانمی دهد، با توجه به عوامل همچون، هزینه ها، عمر مخازن، مسائل زیست محیطی، مسائل عملیاتی و مباحث پدافند غیر عامل روشهای ذخیره سازی زیرزمینی و بویژه مغارهای بدون پوشش بهترین گزینه برای ذخیره سازی عملیاتی هستند. بکارگیری مغارهایبدون پوشش، علاوه بر پیچیدگی های تکنیکی، دارای ریسک ها و چالش های مخصوص به خود بوده و بنابراین، حصول موفقیت درچنین پروژه هایی نیازمند دانش فنی و تجربه اجرایی متناسب با این فناوری خواهد بود. همچنین، بر اساس تجربیات حاصل از فرآیندطی شده در کشورهای مختلف دنیا و همچنین تجارب عملی ایران در پروژه های زیرزمینی )تونل، مغار نیروگاهی و...(، بهترین گزینهبومی سازی فناوری ذخیره سازی در ایران بصورت روش "ساخت پیشرو توسعه و پژوهش همزمان" و با الگوبرداری از تجربیات - کشورهای نروژ و هند پیشنهاد می شود.

واژه هاي کليدي :

ذخیره سازی زیرزمینی . مغارهای بدون پوشش . بومی سازی دانش فنی

دوازدهمين کنفرانس تونل ایران (1396)