
Bu tədqiqat, təkmilləşdirilmiş geotermal sistemlərdə maye inyeksiyasının əvvəlcədən gərginləşdirilmiş bir qırılmanı hərəkətə gətirmə riskini azaltmaq üçün təklif edilən sürüşmə qırığı qəfəsləmə üsulunu laboratoriya miqyasında araşdırmışdır. Tədqiqatçılar, mərkəzi bir inyeksiya quyusunun ətrafına 3 cm məsafədə yerləşdirilmiş dörd hasilat quyusundan ibarət qəfəsi; 8,81 cP və 404 cP özlülüklü yağlarla 3,2, 16 və 80 mL/dak inyeksiya sürətlərində sınaqdan keçirmişlər. Qəfəssiz təcrübələrdə yüksək sürət və ya yüksək özlülük, aşağı həcmlərdə tam qırılma yaratdığı halda, qəfəsli təcrübələrdə 520 mL maye inyeksiya edilməsinə baxmayaraq tam qırılma baş verməmişdir. Bununla belə nəticələr laboratoriya miqyasındadır, tədqiqat resenziyadan keçməmişdir və qəfəs ölçüsünün real qırılma ölçüsünə necə miqyaslanacağı hələ məlum deyil.
Qəfəssiz aşağı özlülüklü təcrübələrdə inyeksiya sürəti 3,2 mL/dak olduqda 520 mL yağ tam qırılma yaratmamış; 16 mL/dak sürətində 161 mL və 80 mL/dak sürətində isə yalnız 26 mL yağ kritik qırılmanı başladıb. Eyni 16 mL/dak sürətində 404 cP özlülüklü yağ istifadə edildikdə isə tam qırılma yalnız 21 mL inyeksiya və 13,4 MPa təzyiqdən sonra baş vermişdir. Bu nəticələr, qəfəs qurulmazdan əvvəl yüksək özlülüyün təzyiqi inyeksiya nöqtəsi ətrafında cəmləyərək erkən qırılma riskini artıra biləcəyini göstərir.
Qəfəsli təcrübələrdə daha yüksək inyeksiya sürətləri, qəfəssiz sistemlərdən fərqli davranış yaratmışdır. Aşağı özlülüklü yağda sürət 3,2 mL/dak dəyərindən 16 mL/dak dəyərinə qaldırıldıqda hasilat debisinə əsaslanan bərpa səmərəliliyi %70-dən %88-ə yüksəlmiş, yüksək təzyiqli zonanın radiusu 14,4 cm-dən 6,6 cm-ə, aşağı təzyiqli yayılma zonası isə 18,4 cm-dən 10,3 cm-ə enmişdir. Sürətin 16 mL/dak dəyərindən 80 mL/dak dəyərinə artırılması isə nəzərəçarpacaq əlavə yaxşılaşma təmin etməmişdir. Bu hal, qəfəsləmə performansının müəyyən bir sürətdən yuxarı plato yarada biləcəyinə işarə edir.
Akustik emissiya ölçmələrində qəfəsin yaranması təcrübələrin çoxunda əvvəlcə mikroçat fəaliyyətində qəfil artım, daha sonra isə nəzərəçarpacaq azalma və ya səssizliklə birlikdə müşahidə edilmişdir. Tədqiqatçılar, hasilat quyularından axının başladığı təsdiqlənmiş bir qəfəs sistemində bu nümunənin hər zaman yaxınlaşan böyük qırılma kimi şərh edilməməli olduğunu müdafiə edirlər. Lakin 80 mL/dak təcrübəsində akustik aktivlik inyeksiya dayananadək davam etmişdir; buna görə mikro-seysmik səssizlik bütün qəfəs təcrübələri üçün məcburi və ya təkbaşına kifayət edən göstərici deyil.
Tədqiqatın əsas problemi nədir?
Təkmilləşdirilmiş geotermal sistemlərdə isti, lakin təbii keçiriciliyi aşağı olan süxur kütlələrinə maye inyeksiya edilərək mövcud çatların açılması, sürüşməsi və ya bir-birinə bağlanması məqsəd qoyulur. Yaranan keçirici şəbəkə yeraltındakı istiliyin səthə daşınmasını təmin edir. Eyni təzyiq artımı kritik gərginlik vəziyyətində olan təbii qırılmaların sürtünmə müqavimətini azaldaraq arzuolunmaz seysmik sürüşməyə də səbəb ola bilər.
Ənənəvi seysmiklik idarəetməsində inyeksiya sürəti və ya təzyiqi müşahidə olunan seysmik aktivliyə görə azaldılır və ya dayandırılır. Bu yanaşma riski azalda bilər; lakin maye dövranını və istilik çıxarma qabiliyyətini də məhdudlaşdırır. Sürüşmə qırığı qəfəsləmə yanaşması isə inyeksiya quyusunun ətrafına hasilat və ya sərhəd quyuları yerləşdirərək təzyiqli zonanı fiziki və hidravlik baxımdan məhdudlaşdırmağı hədəfləyir.
Qəfəs quyuları təzyiq üçün idarə olunan çıxış yolları kimi fəaliyyət göstərir. İnyeksiya edilən maye bu quyulardan hasil edildikdə təzyiq yığılması azaldıla, maye geri qaytarıla və zədələnmiş qırılma sahəsinin qəfəsdən kənara irəliləməsi məhdudlaşdırıla bilər. Tədqiqatın əsas sualı bu mexanizmin müxtəlif inyeksiya sürətləri və çox fərqli maye özlülükləri altında işləyib-işləmədiyidir.
Tədqiqat hipotezi nədir?
Tədqiqatçılar qəfəssiz sistemlərdə yüksək inyeksiya sürəti və yüksək özlülüyün inyeksiya nöqtəsi yaxınlığında məsamə təzyiqini sürətlə artıraraq kritik qırılmanı asanlaşdıracağını proqnozlaşdırmışlar. Qəfəsli sistemlərdə isə eyni parametrlərin sərhəd quyularına doğru axını, təzyiq boşalmasını və bərpanı gücləndirərək tam qırılmanın qarşısını ala biləcəyi hipotezi sınaqdan keçirilmişdir.
Bu iki zidd gözlənti vacibdir. Yüksək sürət və özlülük qəfəs hələ yaranmamışkən təhlükəli yerli təzyiq yığılması yarada bilər. Lakin inyektor ilə hasilat quyuları arasında hidravlik əlaqə qurulduqdan sonra eyni yüksək sürət çatları açıq saxlayaraq keçiriciliyi və maye tutma qabiliyyətini artıra bilər.
Sürüşmə qırığı qəfəsləmə necə işləyir?
Təcrübə quruluşunda bir mərkəzi inyeksiya quyusu dörd istiqamətdən hasilat quyuları ilə əhatə edilmişdir. İnyeksiya edilən maye başlanğıcda inyeksiya nöqtəsi ətrafındakı zəif ara səthə daxil olur. Təzyiq yüksəldikcə ara səth açılır, sürüşür və ya yerli çatlar yaranır. Çat şəbəkəsi hasilat quyularına çatdıqda inyeksiya edilən maye bu quyulardan çıxmağa başlayır.
Dörd hasilat quyusunun hamısında axının müşahidə olunması tədqiqatda qəfəsin qurulduğunu göstərən vizual meyar kimi istifadə edilmişdir. Bu mərhələdən sonra hasilat quyuları maye və təzyiq üçün ətraf çıxış nöqtələri yaradır. Beləliklə, təzyiqli və zədələnmiş sahənin limitsiz böyüməsi əvəzinə mərkəzlə sərhəd quyuları arasında qalması məqsəd qoyulur.
Qəfəsin çox böyük olması isə üstünlük verməyə bilər. Yüksək özlülüklü yağla daha kənardakı hasilat quyularının istifadə edilməsinin planlaşdırıldığı təcrübədə maye sərhəd quyularına çatmazdan əvvəl 13,4 MPa təzyiqdə tam qırılma baş vermişdir. Bu müşahidə, hasilat quyularının inyeksiya nöqtəsindən çox uzaqda olması halında qəfəsin vaxtında qurulmaya biləcəyini göstərir.
Təcrübə qurğusu necə hazırlanmışdır?
Şəkil 1-də göstərilən sürüşmə bloku 34,5 cm dərinliyə, 24,4 cm enə və 26,9 cm hündürlüyə malikdir. Qurğu 6061-T6 alüminiumdan hazırlanmış iki pazdan və bu pazların arasına tökülmüş 8 mm qalınlığında gips əsaslı zəif ara səthdən ibarətdir. Pazların həndəsəsi 45° meyilli süni qırılma müstəvisi yaratmışdır.
Alüminium səthlər təkrarlana bilən yapışma təmin etmək məqsədilə 120 qum zımpara ilə hazırlanmışdır. Gips, su və gecikdirici 1,8:1,0:0,0015 nisbətində qarışdırılmış və otaq temperaturunda ən azı 24 saat bərkidilmişdir. Gips təbəqəsi təbii qırılma daxilindəki məsaməli qırılma dolğusunu və ya əzilmiş süxur materialını laboratoriya miqyasında təmsil edir.
Üst pazda diametri 4 mm olan ümumilikdə 17 quyu var. Bunlardan biri mərkəzi inyeksiya quyusudur. Digər 16 quyu mərkəzdən 3, 6, 9 və 12 cm radiuslarda dördlü qruplar şəklində yerləşdirilmişdir. Bu tədqiqatdakı qəfəs təcrübələrində yalnız 3 cm məsafədəki ən daxili dörd quyu açıq saxlanılmış, digər quyular epoksi ilə bağlanmışdır. Qəfəssiz təcrübələrdə bütün ətraf quyular bağlı saxlanılmışdır.
Süni qırılmanın mexaniki xüsusiyyətləri hansılardır?
| Ölçülən xüsusiyyət | Təcrübi dəyər | Vahidi və ya mənası |
|---|---|---|
| Sıxlıq | 1.197 ± 6 | kg/m³ |
| Məsaməlilik | %46,2 ± 0,6 | Mayenin saxlanıla biləcəyi boşluq nisbəti |
| Young modulu | 1,80 ± 0,23 | GPa |
| Poisson nisbəti | 0,18 ± 0,08 | Ölçüsüz |
| Biroxlu sıxılma möhkəmliyi | 6,1 ± 0,39 | MPa |
| Ara səth sürtünmə bucağı | 39,0 ± 3,5 | Dərəcə |
| Ara səth koheziyası | 0,787 ± 0,462 | MPa |
| Qalıq sürtünmə bucağı | 35,6 ± 9,3 | Dərəcə |
| Qalıq koheziya | 0,709 ± 0,98 | MPa |
Yüksək məsaməlilik aşağı sürətli inyeksiyada mayenin gips təbəqəsinə yayılmasına və əhəmiyyətli miqdarda mayenin məsamələrdə saxlanmasına imkan vermişdir. Bu xüsusiyyət laboratoriya modelinin maye itkisi və təzyiq yayılması davranışında mühüm rol oynayır.
Hansı mayelər və inyeksiya sürətləri istifadə edilmişdir?
Təcrübələrdə izlənə bilməsi üçün rənglənmiş iki yağ istifadə edilmişdir:
- Aşağı özlülüklü yağ: 8,81 cP.
- Yüksək özlülüklü yağ: 404 cP.
Yüksək özlülüklü yağ aşağı özlülüklü yağdan təxminən 46 dəfə daha özlüdür. Aşağı özlülüklü yağ 3,2, 16 və 80 mL/dak sürətlərində; yüksək özlülüklü yağ isə 16 mL/dak sürətində inyeksiya edilmişdir. Dəqiq şpris nasosları sabit debini qorumuş və təcrübələrdə ən çox 520 mL hədəf həcm tətbiq edilmişdir.
Ümumilikdə səkkiz təcrübə qiymətləndirilmişdir: bir mexaniki sürüşmə təcrübəsi, üç qəfəssiz hidrosürüşmə təcrübəsi və dörd qəfəsli sürüşmə qırığı təcrübəsi. Bunlardan aşağı özlülüklü yağın 16 mL/dak sürətindəki qəfəssiz və qəfəsli şərtləri əvvəlki tədqiqatda hesabatlanmış, müqayisə məqsədilə yenidən istifadə edilmişdir. Buna görə xülasə bölməsindəki “altı yeni təcrübə” ifadəsi ümumi səkkiz şərtin altısının yeni olduğunu bildirir.
Qırılma hansı yük altında saxlanılmışdır?
İlkin mexaniki sürüşmə təcrübələrində bloka 0,05 mm/dak sürətlə yük tətbiq edilmiş və tam qırılma üçün orta kritik yük 121 ± 35 kN olaraq müəyyən edilmişdir. Maye inyeksiyası aparılan təcrübələrdə qırılma bu dəyərin təxminən %50-si olan 60 kN ox yükü altında saxlanılmışdır.
Bu yanaşma süni qırılmanı öz-özünə qırılmayan, lakin məsamə təzyiqinin artması ilə hərəkətə gətirilə bilən kritik gərginlik vəziyyətinə gətirmişdir. Yükləmədən sonra akustik aktivliyin sabitləşməsi üçün 10 dəqiqə gözlənilmiş və daha sonra inyeksiya başladılmışdır.
Təcrübə prosesi hansı mərhələlərdən ibarət olmuşdur?
- Sürüşmə yükünün tətbiqi.
- Kritik yük altında 10 dəqiqə gözləmə.
- Müəyyən edilmiş sürətdə maye inyeksiyasının başladılması.
- Hasilat quyularından axınla təsdiqlənən qəfəsin yaranması.
- İnyeksiyadan sonra 10 dəqiqə gözləmə.
- Bloku açmaq və ara səthi araşdırmaq üçün mexaniki tam qırılma.
Qəfəssiz təcrübələr inyeksiyanın tam qırılmanı başlatması ilə başa çatmışdır. Qəfəsli təcrübələrdə inyeksiya tam qırılma yaratmazsa, təcrübənin sonunda süni qırılma mexaniki olaraq qırılmışdır. Bu son qırılma mayenin yayıldığı sahəni müşahidə etmək və qurğunu növbəti təcrübə üçün hazırlamaq məqsədilə həyata keçirilmişdir; inyeksiya zamanı baş verən təhlükəsizlik uğursuzluğu kimi şərh edilməməlidir.
Akustik emissiya sistemi nə ölçmüşdür?
Mikroçatların, sürtünməli sürüşmənin və tam qırılmanın yaratdığı yüksək tezlikli elastik dalğalar 16 akustik emissiya sensoru ilə izlənmişdir. Sensorların səkkizi böyük amplitudalı hadisələr üçün yüksək böyüklük sisteminə, səkkizi isə kiçik hadisələri aşkar etmək üçün yüksək həssaslıq sisteminə qoşulmuşdur.
Yüksək böyüklük sensorları 100–900 kHz aralığında və 190 ilə 350 kHz rezonans zirvələrində işləyirdi. Yüksək həssaslıq sensorları 125–750 kHz aralığında və təxminən 300 kHz rezonansında işləyirdi. Yüksək həssaslıq sistemindəki 7 nömrəli sensor bəzi təcrübələrdə düzgün işləmədiyinə görə təcrübələr arasında ardıcıllığı qorumaq məqsədilə bu sensorun məlumatları bütün məlumat dəstlərindən çıxarılmışdır.
Sensorlar polad kürələrin müəyyən hündürlüklərdən buraxılması ilə kalibrasiya edilmişdir. Şəkil 2-də kanal 1 üçün kürədən ötürülən enerji ilə ölçülən ən yüksək gərginlik arasındakı uyğunluq aşağıdakı kimi verilmişdir:
\[ E = 0{,}0448V^{1{,}77} \]
Burada \(E\) bloka ötürüldüyü hesablanan enerjini joule; \(V\) isə sensorun ölçdüyü ən böyük mütləq gərginliyi volt ilə ifadə edir. Kanal 1 üçün uyğunluq əmsalı R²=0,971-dir. Hər kanal ayrıca kalibrasiya edilmişdir.
Akustik enerjidən moment böyüklüyü necə hesablanmışdır?
Tədqiqatdakı yeganə nömrələnmiş tənlik laboratoriya akustik emissiya enerjisindən müqayisəli moment böyüklüyünü hesablamaq üçün istifadə edilmişdir:
\[ M_w = \frac{\log_{10} M_0 - 9{,}1}{1{,}5} \]
- \(M_w\): hesablanan moment böyüklüyü.
- \(M_0\): N·m vahidində seysmik moment.
- 9,1 və 1,5: moment ilə moment böyüklüyü arasındakı empirik çevirmə əmsallarıdır.
Tədqiqatda seysmik momentin açığa çıxan akustik emissiya enerjisinə bərabər olduğu fərz edilmişdir. Müəlliflər bu böyüklüklərin yalnız təcrübələr arasında müqayisə məqsədi daşıdığını, sahə zəlzələləri və ya digər laboratoriya sistemləri ilə birbaşa müqayisə edilməməli olduğunu açıq şəkildə bildirmişlər.
Yüksək həssaslıq sistemindəki gərginliklər etibarlı böyüklük hesabı üçün çox kiçik olduğuna görə hesabatlanan \(M_w\) dəyərləri yalnız yüksək böyüklük sistemindən əldə edilmişdir. Bundan əlavə, 4, 6 və 7 nömrəli yüksək böyüklük sensorlarında bəzi tam qırılma siqnalları doyuma çatmış və kəsilmişdir. Buna görə tək bir ən yüksək böyüklük əvəzinə bütün sensorlardakı dalğa formaları da müqayisə edilmişdir.
Qəfəssiz aşağı sürətli inyeksiya nə göstərmişdir?
8,81 cP yağ 3,2 mL/dak sürətində inyeksiya edildikdə təzyiq təxminən 0,6 MPa-dan 1,5 MPa-a yüksəlmişdir. Nasosun həcm həddi olan 520 mL-ə çatılmasına baxmayaraq inyeksiya tam qırılma yaratmamışdır. Qırılma təcrübədən sonra 79 kN mexaniki yük tətbiq edilərək yaradılmışdır.
Mexaniki qırılmadakı müqayisəli böyüklük −5,95 \(M_w\) olaraq təxmin edilmişdir. Boya görüntülərində yüksək təzyiqli daxili zonanın radiusu təxminən 14,8 cm, aşağı təzyiqli yayılma zonasının radiusu isə 24,4 cm olaraq qiymətləndirilmişdir. Maye demək olar ki, bütün qırılma səthinə yayılmışdır.
Aşağı sürətdə təzyiq nisbətən aşağı qalmış, lakin uzun inyeksiya müddəti mayenin geniş sahəyə diffuziyasına imkan vermişdir. Bu şərt qısa müddətdə maye mənşəli tam qırılma yaratmamışdır; lakin qəfəsli sistem baxımından hasilat quyularına yönəlmək əvəzinə ətrafdakı məsaməli materiala sızan maye miqdarını artırmışdır.
Qəfəssiz orta sürətli inyeksiya nə göstərmişdir?
Aşağı özlülüklü yağ 16 mL/dak sürətində inyeksiya edildikdə qırılmanın başlanğıcı 7,1 MPa-da müşahidə edilmişdir. Təzyiq 9,6 MPa-a və inyeksiya edilən həcm 161 mL-ə çatdıqda tam qırılma baş vermişdir.
Tam qırılmadakı ən yüksək müqayisəli böyüklük −6,28 \(M_w\) olaraq bildirilmişdir. Yüksək təzyiqli zonanın radiusu 10,8 cm, aşağı təzyiqli yayılma zonasının radiusu 11,9 cm olaraq təxmin edilmişdir.
Bu təcrübə daha aşağı sürətdəki 520 mL inyeksiya ilə müqayisədə daha az maye ilə tam qırılma yaratmışdır. İnyeksiya sürəti artdıqda mayenin geniş sahəyə yayılması üçün daha az vaxt qalmış və təzyiq inyeksiya nöqtəsinə daha yaxın zonada cəmlənmişdir.
Qəfəssiz çox yüksək sürətli inyeksiya nə göstərmişdir?
Aşağı özlülüklü yağın sürəti 80 mL/dak dəyərinə qaldırıldıqda təzyiq 10,2 MPa-a çatmış və tam qırılma inyeksiya başladıqdan sonra bir dəqiqədən az müddətdə baş vermişdir. Kritik qırılma üçün yalnız 26 mL yağ tələb olunmuşdur.
Müqayisəli böyüklük −6,50 \(M_w\) olaraq hesablanmışdır. Yüksək təzyiqli zonanın radiusu təxminən 3,9 cm, aşağı təzyiqli yayılma zonası isə 8,3 cm-dir. Qırılma sahəsi daha kiçik olsa da sürətli yerli təzyiq artımı tam qırılma hərəkətini başlatmışdır.
Sürət 16 mL/dak dəyərindən 80 mL/dak dəyərinə beş dəfə artırıldıqda kritik həcm 161 mL-dən 26 mL-ə enmişdir. Başqa sözlə, yüksək sürətli təcrübə təxminən altı dəfə daha az maye ilə tam qırılma yaratmışdır.
Yüksək özlülük qəfəssiz qırılma davranışını necə dəyişdirmişdir?
404 cP yağ 16 mL/dak sürətində inyeksiya edildikdə yalnız 21 mL mayedən sonra təzyiq 13,4 MPa-a çatmış və tam qırılma baş vermişdir. Ən yüksək müqayisəli böyüklük −6,33 \(M_w\) olaraq bildirilmişdir.
Eyni sürətdəki aşağı özlülüklü təcrübə üçün 161 mL tələb olunduğu halda, yüksək özlülüklü yağ yalnız 21 mL ilə qırılma yaratmışdır. Beləliklə kritik həcm təxminən 7,7 dəfə azalmışdır. Yüksək özlülüklü mayenin daha yavaş yayılması təzyiqin inyeksiya quyusu yaxınlığında cəmlənməsinə səbəb olmuşdur.
Ölümdən sonrakı yoxlamada sürüşmə qırığına əlavə olaraq inyeksiya quyusu yaxınlığında dartılma çatları müşahidə edilmişdir. Yüksək təzyiqli zonanın radiusu 3,9 cm, aşağı təzyiqli yayılma zonası isə təxminən 2,0 cm olaraq təxmin edilmişdir. Maye geniş sahəyə yayılmamış; əvəzində yerli təzyiq qırılmanın sürətlə baş verməsi üçün kifayət etmişdir.
Rənglənmiş maye görüntüləri nə göstərir?
Şəkil 6-da təcrübədən sonra açılan qırılma səthləri göstərilmişdir. Tünd qırmızı zonalar daha çox rənglənmiş yağ axınını və tədqiqatçıların şərhinə görə daha yüksək təzyiqli stimullaşdırma sahəsini təmsil edir. Daha açıq qırmızı xarici zonalar aşağı təzyiqli diffuz axını, ağ sahələr isə yağın çatmadığı sağlam zonaları göstərir.
Aşağı sürət və aşağı özlülükdə qırmızı sahə demək olar ki, bütün səthi örtmüşdür. Sürət artdıqca rənglənmiş sahə kiçilmiş və inyeksiya quyusuna yaxınlaşmışdır. Yüksək özlülüklü yağda yayılma daha da daralmış və inyeksiya quyusu ətrafında uzanmış dartılma çatları yaranmışdır.
Görüntülərdəki şaquli axma xətləri təcrübə zamanı yaranan yeraltı axın deyil, blok açılarkən baş verən səth çirklənməsidir. Qəfəsli aşağı özlülüklü təcrübələrdə görünən bəzi böyük çatlar da maye inyeksiyası ilə deyil, təcrübədən sonrakı mexaniki ayırma prosesi ilə yaranmışdır.
Qəfəsli aşağı sürətli təcrübə nə göstərmişdir?
Aşağı özlülüklü yağ 3,2 mL/dak sürətində qəfəsli sistemə inyeksiya edildikdə qırılmanın başlanğıcı 2,1 MPa-da baş vermiş və təzyiq 5,4 MPa-a qədər yüksəlmişdir. İlk olaraq alt hasilat quyusu, inyeksiya başladıqdan təxminən 10 dəqiqə sonra 0,74 mL/dak debi ilə hasilata başlamışdır. Digər quyular daha sonra və daha aşağı debilərdə axın vermişdir.
Son hasilat quyusunda da axının görünməsi üçün təxminən 182 mL yağ inyeksiya edilməli olmuşdur. Bu nöqtədə akustik emissiya aktivliyi qəfil yüksəlmiş, sonra isə yavaşlamışdır. Tədqiqatçılar bu davranışı tam qəfəs əlaqəsinin yaranması ilə əlaqələndirmişlər.
Ümumilikdə 520 mL inyeksiyaya baxmayaraq tam qırılma baş verməmişdir. İnyeksiyanın sonunda ümumi hasilat debisinin inyeksiya debisinə nisbəti %70 ± 1 olmuşdur. Lakin kumulyativ həcm balansında yalnız 278 mL, yəni inyeksiya edilən həcmin %53,5 ± 1-i hasil edilmişdir. Təxminən %43,5 gips daxilində qalmış, %3 isə xarici sızma kimi qeydə alınmışdır.
“Bərpa səmərəliliyi” ilə “hasil edilən ümumi həcm nisbəti” eyni göstərici deyil. Tədqiqatdakı %70 dəyəri təcrübə sonundakı debilərin nisbətini, %53,5 dəyəri isə bütün təcrübə boyunca geri alınan ümumi həcmi ifadə edir.
Təcrübədən sonra qırılmanı ayırmaq üçün 73 kN mexaniki yük tələb olunmuş və qırılmadakı müqayisəli böyüklük −5,96 \(M_w\) olaraq hesablanmışdır. Yüksək təzyiqli zonanın radiusu 14,4 cm, aşağı təzyiqli zonanın radiusu 18,4 cm-dir.
Bu şərtdə qəfəs tam qırılmanın qarşısını alsa da mayenin əhəmiyyətli hissəsi gipsə yayılmış və hasilat quyularına çatmamışdır. Tədqiqatçılar buna görə aşağı sürətli qəfəsləməni hidravlik bərpa və təzyiqli sahənin məhdudlaşdırılması baxımından ən az effektiv şərt kimi qiymətləndirmişlər.
Qəfəsli 16 mL/dak təcrübəsi nə göstərmişdir?
Aşağı özlülüklü yağ 16 mL/dak sürətində inyeksiya edildikdə sürüşmə hərəkəti 9,9 MPa ətrafında başlamış və təzyiq 11 MPa-a çatmışdır. Bu təzyiq eyni sürətdəki qəfəssiz təcrübədə tam qırılma yaradan 9,6 MPa dəyərindən yüksəkdir; buna baxmayaraq qəfəsli qırılma tam qırılmamışdır.
Alt quyu 4,8 mL/dak, üst və sağ quyuların hər biri 3,4 mL/dak, sol quyu isə 2,6 mL/dak hasilat debisinə çatmışdır. Hədəf həcmin təxminən %25-i inyeksiya edildikdə akustik aktivlik qəfil yüksəlmiş, sonra isə nəzərəçarpacaq dərəcədə azalmışdır. Bu dəyişiklik dörd hasilat quyusunun axına başlaması ilə eyni dövrdə baş vermişdir.
Ümumilikdə 520 mL maye inyeksiya edilmiş və qırılma inyeksiya boyunca sabit qalmışdır. Təcrübə sonundakı hasilat debisinə görə bərpa səmərəliliyi %88 ± 2 olmuşdur. Kumulyativ olaraq 400 mL, yəni ümumi həcmin %77-si hasil edilmiş; 120 mL gips daxilində qalmışdır.
Təcrübədən sonra qırılmanı mexaniki olaraq açmaq üçün 134 kN yük tələb olunmuşdur. Bu dəyər aşağı sürətli qəfəs təcrübəsindəki 73 kN-dən nəzərəçarpacaq dərəcədə yüksəkdir. Tam mexaniki qırılmadakı müqayisəli böyüklük −5,96 \(M_w\) olaraq hesablanmışdır.
Yüksək təzyiqli zonanın radiusu 6,6 cm, aşağı təzyiqli yayılma zonasının radiusu 10,3 cm-dir. Qəfəssiz 16 mL/dak şərti ilə müqayisədə yüksək təzyiqli zona təxminən %39, diffuziya zonası isə təxminən %13 kiçilmişdir.
Qəfəsli sürət 3,2 mL/dak dəyərindən 16 mL/dak dəyərinə qaldırıldıqda debiyə əsaslanan bərpa %70-dən %88-ə, yəni 18 faiz bəndi artmışdır. Yüksək təzyiqli və aşağı təzyiqli zona radiusları müvafiq olaraq təxminən %54 və %44 azalmışdır.
Qəfəsli 80 mL/dak təcrübəsi nə göstərmişdir?
Aşağı özlülüklü yağ 80 mL/dak sürətində inyeksiya edildikdə qırılmanın başlanğıcı 10,7 MPa-da baş vermişdir. Ən yaxın mövqedəki alt quyu təxminən 21 mL/dak hasilata çatmış; digər quyular 13,9–18,9 mL/dak intervalında axın vermişdir.
Yüksək həssaslıqlı akustik emissiya sayı inyeksiya boyunca artmağa davam etmiş və yalnız inyeksiya dayandıqda sona çatmışdır. Bu təcrübə uğurlu qəfəsləmənin hər zaman akustik səssizlik yaratmadığını göstərir.
Ümumilikdə 520 mL yağ inyeksiya edilməsinə baxmayaraq tam qırılma baş verməmişdir. Debiyə əsaslanan bərpa səmərəliliyi %86 ± 1, kumulyativ hasil edilən həcm nisbəti isə %77 olmuşdur. Təcrübədən sonra tam qırılma üçün 147 kN mexaniki yük tələb olunmuş və müqayisəli böyüklük −5,96 \(M_w\) olaraq bildirilmişdir.
Yüksək təzyiqli zonanın radiusu 7,4 cm, aşağı təzyiqli yayılma zonası 10,3 cm-dir. Qəfəssiz 80 mL/dak təcrübəsində yalnız 26 mL yağ tam qırılma yaratdığı halda, qəfəsli sistem 520 mL, yəni 20 dəfə daha çox mayeni tam qırılma olmadan qəbul etmişdir.
16 və 80 mL/dak qəfəsli təcrübələri bir-birinə çox yaxın nəticələr vermişdir. İki təcrübənin orta inyeksiya təzyiqi 10,85 ± 0,15 MPa, bərpa səmərəliliyi %87 ± 1, kumulyativ hasilat nisbəti %77, yüksək təzyiqli zona radiusu 7,0 ± 0,4 cm və aşağı təzyiqli zona radiusu 10,3 cm-dir. Bu oxşarlıq 16 mL/dak üzərində sürət artımının laboratoriya qəfəsinin performansına böyük əlavə töhfə vermədiyini düşündürür.
Yüksək özlülüklü maye qəfəs daxilində necə davranmışdır?
404 cP yağ 16 mL/dak sürətində qəfəsli sistemə inyeksiya edildikdə qırılmanın başlanğıcı 13,4 MPa-da baş vermişdir. Bu təzyiq qəfəssiz təcrübədə tam qırılma yaradan dəyərlə eynidir. Qırılma hasilat quyularına bağlandıqdan sonra təzyiq kəskin şəkildə düşmüş və 3,1–4,1 MPa arasında sabitləşmişdir.
Hasilat 27 mL yağ inyeksiya edildikdən sonra başlamışdır. Yeni yaranan dartılma çatlarının istiqamətinə görə axın böyük ölçüdə üst quyuda cəmlənmiş və bu quyunun debisi 12,3 mL/dak dəyərinə çatmışdır. Digər quyular daha aşağı hasilat vermişdir.
Akustik aktivlik başlanğıcda qəfil artım göstərmiş, 168 mL inyeksiyadan sonra isə davam edən inyeksiyaya baxmayaraq səssizləşmişdir. Dörd hasilat quyusundan axınla eyni vaxtda olan bu səssizlik qəfəsin hidravlik olaraq qurulduğuna dair işarə kimi şərh edilmişdir.
Ümumilikdə 520 mL maye inyeksiya zamanı tam qırılma yaratmamışdır. Debiyə əsaslanan bərpa səmərəliliyi %89 ± 1, kumulyativ hasil edilən həcm nisbəti təxminən %77-dir. Təxminən 117 mL yağ gips daxilində qalmışdır.
Yüksək təzyiqli zonanın radiusu 5,1 cm, aşağı təzyiqli yayılma zonasının radiusu 6,5 cm-dir. Qəfəssiz yüksək özlülüklü təcrübədə 21 mL tam qırılma yaratdığı halda, qəfəsli sistem 520 mL, yəni təxminən 24,8 dəfə daha çox mayeni tam qırılma olmadan qəbul etmişdir.
Təcrübədən sonra qırılmanı ayırmaq üçün yalnız 72 kN mexaniki yük tələb olunmuş və müqayisəli böyüklük −6,33 \(M_w\) olaraq hesablanmışdır. Aşağı özlülüklü 16 mL/dak qəfəs təcrübəsində 134 kN tələb olunması, yüksək özlülüklü inyeksiya zamanı daha çox deformasiya və ya enerji boşalmasının baş vermiş ola biləcəyini düşündürmüşdür.
Özlülük qəfəs performansına necə təsir etmişdir?
Eyni 16 mL/dak sürətdə yüksək özlülüklü yağ aşağı özlülüklü yağla müqayisədə daha yüksək qırılma başlanğıc təzyiqi, lakin qəfəs yarandıqdan sonra daha aşağı sabit stimullaşdırma təzyiqi yaratmışdır. Təzyiqin azalması daha geniş dartılma çatlarının və hasilat quyularına bağlı axın yollarının hidravlik müqaviməti azaltması ilə əlaqələndirilmişdir.
Yüksək özlülük yüksək təzyiqli zonanın radiusunu təxminən %23 və aşağı təzyiqli yayılma zonasını təxminən %37 azaltmışdır. Bunun müqabilində debiyə əsaslanan bərpa səmərəliliyi təxminən %88,5 ± 0,5 və kumulyativ hasilat nisbəti təxminən %77 ilə özlülükdən böyük ölçüdə asılı olmamışdır.
Yüksək özlülüklü yağ daha kiçik sahəyə təsir etməsinə baxmayaraq inyeksiya zamanı daha çox akustik emissiya yaratmış və dartılma-sürüşmə qarışıq çatlar əmələ gətirmişdir. Buna görə yüksək özlülük qəfəs qurulduqdan sonra axını sabitləşdirə bilsə də, qəfəs qurulmazdan əvvəl yüksək yerli təzyiq və erkən qırılma riski daşıyır.
Bərpa səmərəliliyi necə müəyyən edilmişdir?
Tədqiqatda bərpa səmərəliliyi təcrübə sonundakı ümumi hasilat debisinin inyeksiya debisinə nisbəti kimi müəyyən edilmişdir:
\[ \text{Geri kazanım verimi}=\frac{\sum Q_{\text{üretim}}}{Q_{\text{enjeksiyon}}}\times 100 \]
- \(\sum Q_{\text{üretim}}\): açıq hasilat quyularından ölçülən ümumi ani debi, mL/dak.
- \(Q_{\text{enjeksiyon}}\): mərkəzi quyudan tətbiq edilən sabit debi, mL/dak.
Bu göstərici inyeksiya edilən ümumi həcmin nə qədərinin təcrübə boyunca geri alındığını birbaşa göstərmir. Məsələn, aşağı sürətli qəfəs təcrübəsində debi nisbəti %70 olduğu halda kumulyativ həcm bərpası %53,5-dir. Digər üç qəfəs təcrübəsində debi nisbəti təxminən %86–89 olduğu halda kumulyativ hasilat nisbəti təxminən %77-dir.
Hasilat quyularının paylanması niyə vacibdir?
Aşağı özlülüklü yağ təcrübələrində dörd hasilat quyusunun debiləri nisbətən balanslı olmuşdur. Yüksək özlülüklü yağda isə üst quyunun hasilatı üstünlük təşkil etmişdir. Bunun səbəbi inyeksiya quyusu yaxınlığında yaranan dartılma çatlarının axını müəyyən istiqamətə yönəltməsidir.
Bu qeyri-bərabərlik tək bir hasilat quyusunun qırılma istiqamətindəki qeyri-müəyyənlik qarşısında kifayət etməyə biləcəyini göstərir. İnyektorun ətrafında müxtəlif istiqamətlərə yerləşdirilmiş bir neçə quyu gözlənilməyən qırılma istiqamətlərini tutma ehtimalını artırır.
Akustik emissiya qəfəsin yaranmasını necə göstərmişdir?
3,2 və 16 mL/dak aşağı özlülüklü qəfəs təcrübələrində dörd hasilat quyusunda axın başlamazdan əvvəl və ya bu zaman akustik emissiya aktivliyi sürətlə yüksəlmiş, sonra isə nəzərəçarpacaq dərəcədə azalmışdır. Yüksək özlülüklü qəfəs təcrübəsində də ilkin artımdan sonra davam edən inyeksiyaya baxmayaraq səssizlik yaranmışdır.
Tədqiqatçılar bu zaman nümunəsini belə şərh edirlər: başlanğıcdakı akustik aktivlik çatların inyektordan hasilat quyularına doğru irəliləməsini və hidravlik əlaqənin qurulmasını təmsil edir. Hasilat yolları açıldıqdan sonra təzyiq azalır və qırılmanın qəfəsdən kənara irəliləməsini təmin edən gərginlik cəmlənməsi zəifləyir.
Lakin 80 mL/dak təcrübəsində akustik aktivlik qəfəs qurulduqdan sonra da davam etmiş və yalnız inyeksiya dayandıqda başa çatmışdır. Buna görə qəfəsin yaranmasının təsdiqi üçün yalnız akustik emissiya sayına deyil; hasilat quyularındakı axına, təzyiq dəyişikliyinə və akustik aktivliyin zaman nümunəsinə birlikdə baxmaq lazımdır.
Moment böyüklükləri necə şərh edilməlidir?
Laboratoriya hadisələri təxminən −10,3 ilə −5,95 \(M_w\) arasında hesablanmışdır. Bu son dərəcə kiçik dəyərlər sahə miqyasındakı hiss olunan zəlzələlərlə eyni fiziki ölçüyə malik deyil. Sensor təması, material sərhədləri, yüksək tezlikli sönümlənmə, doyma və enerji çevrilməsi fərziyyəsi nəticələrə təsir edir.
Tədqiqatçılar böyüklük dəyərlərini mütləq zəlzələ ölçüsü kimi deyil, təcrübələr arasındakı nisbi enerji fərqlərini qiymətləndirmək üçün istifadə etmişlər. Tam qırılmadakı daha güclü dalğa forması inyeksiya zamanı daha az enerjinin boşaldığı və qırılma anına daha çox enerjinin qaldığı kimi şərh edilmişdir.
Qəfəsli və qəfəssiz sistemlər niyə fərqli davranmışdır?
Qəfəssiz sistemdə artan inyeksiya sürəti təzyiqin sürətlə yığılmasına və tam qırılmanın daha az həcm ilə baş verməsinə səbəb olmuşdur. Qəfəsli sistemdə isə hasilat quyuları işə düşdükdən sonra yüksək sürət inyektor ilə hasilat quyuları arasındakı axın yollarını açıq saxlamış və mayenin məsaməli materiala yayılmaq əvəzinə quyulara yönəlməsini təmin etmişdir.
Buna görə eyni yüksək inyeksiya sürəti qəfəs qurulmazdan əvvəl sabitliyi pozan; qəfəs qurulduqdan sonra isə keçiriciliyi və bərpanı artıran rol oynaya bilər. Nəticə inyeksiya sürətinin təkbaşına təhlükəsiz və ya təhlükəli kimi təsnif edilə bilməyəcəyini göstərir.
Tədqiqatın dəstəklədiyi nəticələr
- Qəfəssiz süni qırılmada inyeksiya sürətinin artması tam qırılma üçün tələb olunan maye həcmini əhəmiyyətli dərəcədə azaltmışdır.
- Qəfəssiz sistemdə yüksək özlülüklü yağ eyni sürətdəki aşağı özlülüklü yağdan təxminən 7,7 dəfə daha az həcm ilə tam qırılma yaratmışdır.
- Hasilat quyuları ilə hidravlik əlaqə qurulan qəfəsli təcrübələrin heç birində 520 mL inyeksiya zamanı tam qırılma baş verməmişdir.
- Aşağı özlülüklü qəfəs təcrübəsində 3,2 mL/dak dəyərindən 16 mL/dak dəyərinə keçid bərpanı artırmış və mayenin yayıldığı sahəni kiçiltmişdir.
- 16 və 80 mL/dak qəfəs təcrübələrinin nəticələri bir-birinə yaxın olduğuna görə sürət artımının faydası müəyyən səviyyədən sonra plato yaratmışdır.
- Yüksək özlülüklü qəfəs təcrübəsində qırılma hasilat quyularına bağlandıqdan sonra təzyiq 13,4 MPa-dan 3,1–4,1 MPa intervalına düşmüşdür.
- Qəfəsin yaranması əksər şərtlərdə akustik emissiya artımı, hasilat quyularının işə düşməsi və ardından akustik aktivliyin azalması ilə birlikdə müşahidə edilmişdir.
Tədqiqatın sübut etmədiyi nəticələr
- Sürüşmə qırığı qəfəsləmənin real geotermal sahələrdə böyük zəlzələlərin qarşısını qəti şəkildə aldığı göstərilməmişdir.
- Laboratoriya qəfəsindəki 3 cm quyu məsafəsinin sahə miqyasındakı qarşılığı müəyyən edilməmişdir.
- Tədqiqatda real geotermal rezervuar temperaturu, təbii süxur heterogenliyi və ya çoxsaylı təbii çat şəbəkəsi təmsil edilməmişdir.
- İstifadə edilən yağların davranışı su, duzlu su, superkritik maye və ya real sahə stimullaşdırma mayeləri ilə eyni qəbul edilə bilməz.
- Akustik emissiya böyüklükləri sahə zəlzələlərinin dəqiq moment böyüklüyü kimi şərh edilə bilməz.
- Yüksək inyeksiya sürətinin bütün qəfəs dizaynlarında seysmik riski azaltdığı sübut edilməmişdir.
- Mikro-seysmik aktivlikdəki hər azalmanın təkbaşına uğurlu qəfəs yaranması mənasına gəldiyi göstərilməmişdir.
- İqtisadi fizibilite, qazma xərci, uzunmüddətli istilik hasilatı və ya sahə istismar müddəti qiymətləndirilməmişdir.
Tədqiqatın güclü tərəfləri hansılardır?
Tədqiqat inyeksiya sürətini, özlülüyü və qəfəs vəziyyətini sistemli şəkildə müqayisə etmişdir. Qəfəssiz və qəfəsli təcrübələrin eyni mexaniki qurğu, ilkin yük və ölçmə sistemləri ilə aparılması əməliyyat parametrlərinin təsirini birbaşa müqayisə etməyə imkan vermişdir.
Təzyiq, inyeksiya həcmi, hasilat debisi, akustik emissiya, təcrübədən sonrakı mexaniki möhkəmlik və rənglənmiş maye yayılması birlikdə qiymətləndirilmişdir. Tək bir göstəriciyə əsaslanmaq əvəzinə hidravlik, mexaniki və seysmik göstəricilərin birləşdirilməsi qəfəsin yaranması və qırılma sabitliyi üçün daha əhatəli mənzərə təqdim etmişdir.
Xam təcrübə məlumatları, videolar və tamamlayıcı məlumat dəstləri Zenodo üzərindən açıq əlçatan edilmişdir. Bu hal təcrübələrin yenidən təhlilini və metodoloji detalların müstəqil araşdırılmasını asanlaşdırır.
Tədqiqatın əsas məhdudiyyətləri hansılardır?
Təcrübələr alüminium pazlar və yüksək məsaməli gips ara səthi üzərində aparılmışdır. Real geotermal qırılmalar mineralogik heterogenlik, nahamar səthlər, dəyişkən keçiricilik, çoxoxlu gərginlik, yüksək temperatur və mürəkkəb təbii çat şəbəkələri ehtiva edir. Laboratoriya qurğusu bu xüsusiyyətləri tam təmsil etmir.
Hər əməliyyat şərti üçün məhdud sayda təcrübə mövcuddur. Tədqiqatın əsas müqayisələri əsasən şərt başına bir təcrübə üzərindən aparılmışdır. Buna görə verilən faizlər və fərqlər geniş təcrübə populyasiyasının statistik paylanmasını deyil, bu təcrübə dəstindəki müşahidələri təmsil edir.
Akustik emissiya mənbələrinin mövqeyi etibarlı şəkildə hesablana bilməmişdir. Alüminium və gips arasındakı böyük sərtlik fərqi, sensorların yalnız alt blokun iki səthinə yerləşdirilə bilməsi və zəif ara səth siqnalların yayılmasını mürəkkəbləşdirmişdir.
Yüksək böyüklük sistemindəki bəzi kanallar tam qırılma zamanı doyuma çatmışdır. Hesablanan moment böyüklükləri mütləq seysmik böyüklük deyil və yalnız təcrübədaxili müqayisə məqsədilə istifadə edilməlidir.
Qəfəs ölçüsünün qırılma ölçüsünə nisbəti sahə miqyasına daşınmalı olan ən mühüm naməlumdur. Böyük bir qəfəs yüksək özlülüklü təcrübədə vaxtında qurula bilmədiyi üçün tam qırılma baş vermişdir. Real sahədə quyu məsafələrinin səhv seçilməsi oxşar erkən təzyiq yığılması riski yarada bilər.
Geotermal enerji baxımından mümkün mənası nədir?
Laboratoriya nəticələri inyeksiya sürətinin davamlı azaldılmasına əsaslanan ənənəvi yanaşmanın qəfəsli sistemlərdə hər zaman ən yaxşı hidravlik performansı verməyə biləcəyini düşündürür. Çox aşağı sürət mayenin hasilat quyularına çatmadan ətraf süxura yayılmasına və bərpanın azalmasına səbəb olmuşdur.
Uyğun quyu məsafəsi ilə vaxtında qurulan qəfəs yüksək debili dövran ilə seysmik sahənin məhdudlaşdırılmasını birlikdə təmin edə bilər. Bu, təkmilləşdirilmiş geotermal sistemlərdə daha yüksək istilikdaşıma qabiliyyətinə çatmaq ehtimalı baxımından vacibdir.
Bununla belə tədqiqat sahə tətbiqi sübutu təqdim etmir. Qəfəs sistemi üçün əlavə quyular, dəqiq quyu yerləşdirilməsi, hasilat nəzarəti və mikro-seysmik monitorinq tələb olunacaq. Metodun iqtisadi və texniki tətbiq edilə bilməsi yalnız rezervuar miqyasında təcrübələrlə qiymətləndirilə bilər.
Tədqiqatın Metodu və Nəticələri
Təcrübə şərtlərinin ümumi xülasəsi
| Təcrübə | Maye | Özlülük | İnyeksiya sürəti | Qəfəs vəziyyəti | Tam qırılmanın yaranması |
|---|---|---|---|---|---|
| a | Aşağı özlülüklü yağ | 8,81 cP | 3,2 mL/dak | Qəfəssiz | İnyeksiya ilə yaranmadı; mexaniki olaraq yaradıldı |
| b | Aşağı özlülüklü yağ | 8,81 cP | 16 mL/dak | Qəfəssiz | Maye inyeksiyası ilə yarandı |
| c | Aşağı özlülüklü yağ | 8,81 cP | 80 mL/dak | Qəfəssiz | Maye inyeksiyası ilə yarandı |
| d | Yüksək özlülüklü yağ | 404 cP | 16 mL/dak | Qəfəssiz | Maye inyeksiyası ilə yarandı |
| e | Aşağı özlülüklü yağ | 8,81 cP | 3,2 mL/dak | 3 cm radiuslu qəfəs | İnyeksiya ilə yaranmadı; mexaniki olaraq yaradıldı |
| f | Aşağı özlülüklü yağ | 8,81 cP | 16 mL/dak | 3 cm radiuslu qəfəs | İnyeksiya ilə yaranmadı; mexaniki olaraq yaradıldı |
| g | Aşağı özlülüklü yağ | 8,81 cP | 80 mL/dak | 3 cm radiuslu qəfəs | İnyeksiya ilə yaranmadı; mexaniki olaraq yaradıldı |
| h | Yüksək özlülüklü yağ | 404 cP | 16 mL/dak | 3 cm radiuslu qəfəs | İnyeksiya ilə yaranmadı; mexaniki olaraq yaradıldı |
Qəfəssiz təcrübələrin ədədi müqayisəsi
| Maye və sürət | İnyeksiya edilən həcm | Ən yüksək inyeksiya təzyiqi | Yüksək təzyiqli zona radiusu | Aşağı təzyiqli yayılma radiusu | Nəticə |
|---|---|---|---|---|---|
| 8,81 cP; 3,2 mL/dak | 520 mL | 1,5 MPa | 14,8 cm | 24,4 cm | İnyeksiya ilə tam qırılma yoxdur |
| 8,81 cP; 16 mL/dak | 161 mL | 9,6 MPa | 10,8 cm | 11,9 cm | Tam qırılma |
| 8,81 cP; 80 mL/dak | 26 mL | 10,2 MPa | 3,9 cm | 8,3 cm | Bir dəqiqədən az müddətdə tam qırılma |
| 404 cP; 16 mL/dak | 21 mL | 13,4 MPa | 3,9 cm | 2,0 cm | Tam qırılma və dartılma çatları |
Qəfəssiz təcrübələrdə sürət və ya özlülük artdıqca mayenin yayıldığı sahə kiçilmiş, lakin inyeksiya nöqtəsi ətrafındakı yerli təzyiq yüksəlmiş və kritik qırılma üçün tələb olunan həcm azalmışdır.
Qəfəsli təcrübələrin ədədi müqayisəsi
| Maye və sürət | İnyeksiya edilən həcm | Debiyə əsaslanan bərpa | Kumulyativ hasil edilən həcm | Təzyiqli zona radiusları | Təcrübədən sonrakı mexaniki qırılma yükü |
|---|---|---|---|---|---|
| 8,81 cP; 3,2 mL/dak | 520 mL | %70 ± 1 | 278 mL; %53,5 ± 1 | 14,4 cm / 18,4 cm | 73 kN |
| 8,81 cP; 16 mL/dak | 520 mL | %88 ± 2 | 400 mL; %77 | 6,6 cm / 10,3 cm | 134 kN |
| 8,81 cP; 80 mL/dak | 520 mL | %86 ± 1 | Təxminən %77 | 7,4 cm / 10,3 cm | 147 kN |
| 404 cP; 16 mL/dak | 520 mL | %89 ± 1 | Təxminən %77 | 5,1 cm / 6,5 cm | 72 kN |
Cədvəldəki radiuslar müvafiq olaraq yüksək təzyiqli stimullaşdırma zonasını və daha açıq rəngli aşağı təzyiqli yayılma zonasını göstərir. Dörd qəfəsli şərtin heç birində inyeksiya zamanı tam qırılma yaranmamışdır.
Əsas metodoloji nəticələr
- Qəfəsin effektivliyi yalnız təzyiqlə deyil; hasilat debisi, maye balansı, boya yayılması, akustik emissiya və təcrübədən sonrakı mexaniki möhkəmliklə birlikdə qiymətləndirilmişdir.
- Aşağı sürətdə yüksək diffuz itki qəfəsin hidravlik səmərəliliyini azaltmışdır.
- Orta sürət aşağı özlülüklü təcrübədə ən yüksək bərpa dəyərlərindən birini və məhdud maye yayılmasını birlikdə təmin etmişdir.
- Çox yüksək sürət 16 mL/dak şərti ilə müqayisədə nəzərəçarpacaq əlavə bərpa təmin etməmiş; buna baxmayaraq tam qırılma yaratmamışdır.
- Yüksək özlülük qəfəs qurulmazdan əvvəl kritik risk yaratmış; qəfəs qurulduqdan sonra təzyiqi azaltmış və yayılma zonasını kiçiltmişdir.
- Qəfəs ölçüsü, inyeksiya sürəti və özlülük birlikdə layihələndirilməlidir; bu parametrlərin heç biri təkbaşına təhlükəsizliyi müəyyən etmir.
Mənbə və Metod Qeydi
Tədqiqatın orijinal adı: Laboratory Study on the Effects of Injection Rate and Viscosity on Shear Fracture Caging
Müəlliflər və sıralama: Yerkezhan Madenova, Luke P. Frash, Ting Chen, Jake Parsons, Wenfeng Li, Meng Meng, Bijay KC, Jesse Hampton, Qiquan Xiong, Hari Viswanathan.
Bərabər töhfə və ya ortaq birinci müəlliflik: Göstərilməyib.
Məsul müəllif: Yerkezhan Madenova.
Əsas institusional əlaqələr:
- Los Alamos National Laboratory, Los Alamos, New Mexico, ABŞ.
- University of Wisconsin–Madison, Madison, Wisconsin, ABŞ.
Göstərilən cari ünvanlar: Yerkezhan Madenova üçün University of Wisconsin–Madison; Jake Parsons üçün University of Houston; Qiquan Xiong üçün University of Pittsburgh.
Mənbə növü: Nəzarətli laboratoriya təcrübələrinə əsaslanan eksperimental süxur mexanikası və geotermal rezervuar stimullaşdırılması preprinti.
Resenziya vəziyyəti: Bu tədqiqat resenziyadan keçməmiş preprintdir; nəticələr bu məhdudiyyət nəzərə alınaraq oxunmalıdır.
Nəşr ili və qeyd tarixi: 2026; SSRN qeyd səhifəsində 15 iyun 2026 tarixində təqdim edildiyi göstərilir.
DOI: 10.2139/ssrn.6947716.
Nəşr platforması: SSRN.
Jurnal vəziyyəti: Faylda tədqiqatın International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences jurnalına təqdim edildiyi yazılıb. Bu ifadə jurnal tərəfindən qəbul və ya nəşr demək deyil. Resenziyalı nəşr edilmiş versiya təsdiqlənməyib.
Orijinal naşir: Mövcud versiya SSRN preprintidir. SSRN Elsevier tərəfindən idarə olunur. Jurnal versiyası nəşr edilmədiyindən bu tədqiqat üçün təsdiqlənmiş orijinal jurnal nəşri qeydi yoxdur.
Rəsmi preprint keçidi:SSRN tədqiqat səhifəsi
DOI keçidi:https://doi.org/10.2139/ssrn.6947716
Məlumatlara çıxış: Tədqiqatı dəstəkləyən tamamlayıcı eksperimental məlumatlar Zenodo 10.5281/zenodo.10956588 qeydində açıq əlçatandır. Mətndə ayrıca təcrübə videoları və ayrı təcrübə məlumat dəstləri üçün Zenodo qeydləri verilib.
Maliyyələşdirmə: Tədqiqat ABŞ Energetika Nazirliyinin Fundamental Enerji Elmləri proqramı və Los Alamos National Laboratory Laboratory Directed Research and Development – Exploratory Research proqramı tərəfindən dəstəklənmişdir.
Maraqların toqquşması: Müəlliflər maraqların toqquşmasının olmadığını bəyan etmişlər.
Bu Azərbaycan dilində izah yüklənmiş tədqiqatın mətni, təcrübə metodu, tənlik, cədvəllər, zaman sıraları, akustik emissiya qrafikləri, boya yayılması görüntüləri və nəticələri əsasında hazırlanmışdır. Tədqiqatda olmayan sahə uğuru, kommersiya tətbiq edilə bilməsi və ya qəti zəlzələ qarşısının alınması iddiası əlavə edilməmişdir.
Tədqiqatın əsas məhdudiyyətləri; resenziyadan keçməməsi, laboratoriya miqyasında qalması, süni gips-alüminium qırılmadan istifadə etməsi, şərt başına məhdud təcrübə sayı, akustik hadisələrin mövqeyinin etibarlı şəkildə müəyyən edilə bilməməsi, bəzi sensorlarda siqnal doyumu və qəfəs ölçüsünün real qırılma ölçüsünə necə miqyaslanacağının bilinməməsidir. Nəticələr sahə miqyasında təsdiqlənmədən real geotermal rezervuarlarda təhlükəsizlik zəmanəti kimi şərh edilməməlidir.

Şərh yazın
E-poçt ünvanınız yayımlanmayacaq. Məcburi sahələr * ilə işarələnib