پایداری مغار سنگی با نرم‌افزار FLAC3D، برای طراحی اولیه مخزن زیرزمینی ذخیره‌سازی گاز فشرده شهر اردبیل

امروزه ذخیره‌سازی گاز طبیعی در فضاهای زیرزمینی به عنوان یک راهکار اساسی جهت کنترل بازار مصرف به ویژه در ماه‌های سرد سال مورد توجه بسیار قرار گرفته است. بدین منظور روش‌های متعددی جهت ذخیره‌سازی زیرزمینی گاز استفاده می‌شود که عبارت‌اند از: ذخیره‌سازی در میدان‌های تخلیه‌شده نفت و گاز، آبخوان‌ها (سفره‌های آب زیرزمینی)، حفریات نمکی، حفریات سنگی (حفریات سنگی آستردار یا بدون آستر) و معادن متروکه که انتخاب هر کدام از این روش‌ها با توجه به ویژگی‌های ژئومکانیکی و هیدرومکانیکی منطقه از قبیل نفوذپذیری، تخلخل، تراز سفره آب زیرزمینی، مقاومت فشاری و کششی سنگ و نیز فشار داخلی گاز ذخیره‌شده صورت می‌گیرد. در این تحقیق ضمن بررسی شرایط زمین‌شناسی مهندسی، هیدروژئولوژی و ژئومکانیکی سنگ‌های محدوده موردنظر (منطقه اردبیل) بهترین روش ذخیره‌سازی گاز فشرده‌شده تعیین شد. ارزیابی‌ها و بررسی‌های اولیه نشان می­دهد که ذخیره‌سازی، در هر دو حالت حفریات سنگی بدون آستر و با آستر، امکان‌پذیر است. با به دست آوردن خواص فیزیکی و مکانیکی سنگ منطقه موردمطالعه، عمق قرارگیری مغار بدون آستر حداقل 235 متر و مغار با آستر 81 متر، تخمین زده شد. در این میان ایجاد حفریات سنگی با آستر از اولویت بیشتری برخوردار است. برای تحلیل پایداری مخزن ذخیره‌سازی از روش عددی استفاده گردید و با توجه به عدم وجود ناپیوستگی، نرم‌افزار FLAC3D انتخاب شد. نتایج تحلیل نشان می‌دهد که جابجایی‌های اطراف مغار با آستر قبل و بعد از تزریق گاز کمتر از جابجایی‌های بحرانی به‌دست‌آمده از روابط ساکورایی است. در نتیجه مغار ذخیره‌سازی پایدار خواهد بود و امکان ذخیره‌سازی گاز در این مغار با فشار داخلی 2 مگاپاسکال میسر است.