بررسی رفتار منابع hdr (hot dry rock) در حین تحریک هیدرولیکی با استفاده از روشهای عددی

سالهاست که انرژی زمین گرمایی، که از گرمای قسمتهای داخلی زمین حاصل می گردد، به صورت بخار یا آب داغ در تولید الکتریسیته، گرمایش و فرآیندهای صنعتی مورد استفاده قرار می گیرد. به طور کلی حوزه های زمین گرمایی به صورت یک سیکل دائمی گردش گرما و سیال هستند که سیال از حوزه های تغذیه یا به وسیله تزریق وارد منبع شده و از سوی دیگر به صورت آب داغ و بخار خارج می گردند و در حین بهره برداری صنعتی، سیال استفاده شده مجدداً از طریق چاههایی به منبع برگردانده می شوند. استخراج انرژی در سنگهای داغ و خشک hdr که اغلب در همه جا در اعماق زمین یافت می شود، از روشهای نوین استخراج انرژی زمین گرمایی است. این منابع به صورت طبیعی با رخدادهای لرزه ای یا به صورت مصنوعی با تحریک هیدرولیکی می توانند به یک ناحیه نفوذپذیر تبدیل گردند. آگاهی از شکل، اندازه و نفوذپذیری ناحیه شکست که به وسیله تحریک هیدرولیکی ایجاد می گردد برای ارزیابی عملی بودن پروژه و تعیین بهترین محل چاههای تزریق و تولید اهمیت زیادی دارد. از آنجایی که آزمایشهای تحریک هیدرولیکی که در اعماق زیاد انجام می شوند بسیار گران هستند، مدلسازی عددی نقش بسیار مهمی را ایفاء می کند. در مدلسازی کامل رفتار یک منبع hdr در درازمدت می بایست جریان هیدرولیکی در درزه ها و در بافت سنگ محیطی، انتقال انرژی گرمایی از طریق همرفت و هدایت و تغییر شکل الاستیک سنگ ناشی از تغییرات گرمایی و هیدرولیکی و تغییر در میدان تنش طبیعی سنگ مورد توجه قرار گیرد. از آنجا که تحریک هیدرولیکی عموماً بین چند ساعت تا چند روز به طول می انجامد و در مقیاس زمانی نسبت به گردش سیال در سیستم که در طول سالها صورت می پذیرد بسیار کوتاه است، در مدلسازی تحریک هیدرولیکی، فرآیند توامان هیدرومکانیکی، غالب خواهد بود. در این تحقیق سعی خواهد شد تا با استفاده از یک روش عددی مناسب، پاسخ مکانیکی سنگ به تحریک هیدرولیکی (رفتار توده سنگ درزه دار به افزایش فشار آب)، همچون ارتباط بازشدگی درزه ها با افزایش فشار آب و تغییر آن با زمان، تغییرات تنشهای نرمال وارد بر درزه، حداکثر فشار آب حفره ای در سیستم و مقادیر دبی خروجی در چاه تولید، مورد بررسی قرار گیرد. با استفاده از نتایج مذکور، پارامترهای موثر برای ارزیابی عملکرد هیدرولیکی منبع همچون مقاومت جریان، اتلاف سیال و تزریق پذیری منبع استخراج گشته و مورد تحلیل قرار می گیرد. پارامتری که آنالیز حساسیت بر روی آن صورت پذیرفته است، بازشدگی اولیه بوده و تغییرات حداکثر فشار آب حفره ای، دبی خروجی، مقاومت جریان، اتلاف سیال و تزریق پذیری برای بازشدگی های اولیه متفاوت مورد مطالعه قرار گرفته است.