Obliczanie osiadania powierzchni terenu przy eksploatacji złóż ropy i gazu

Abstract

Underground exploitation lead to decrease a fluid pressure inside porous rock mass and to the disturbances of initial state of stress inside a strata. Consequently, it cause a deformation of porous deposit which can be describe by Biot's theory. It's produce a movements of overburden rock mass reaching to the surface. Article presents the method which allow to determinate the subsidence for every point on the surface based on classical theory of geomechanics and Knothe's theory. It allow to take into consideration a three-dimensional geometry of fluid deposit, properties of rock mass and value of pore-pressure. In article, authors presents a model prognosis of surface subsidence received for a one deposit in Western Europe.

Eksploatacja ropy i gazu prowadzi do obniżenia ciśnienia eksploatowanego fluidu wypełniającego pory skalne, a tym samym do zaburzenia istniejącego stanu równowagi w skałach złożowych. W konsekwencji powoduje to deformację złoża porowatego którą można opisać m.in. za pomocą teorii konsolidacji Biota. Deformacja ta powoduje przemieszczenia nadległego górotworu sięgające do powierzchni terenu. W artykule zostanie przedstawiona metoda obliczania osiadania dowolnego punktu powierzchni terenu, łącząca w sobie rozwiązania klasycznej mechaniki górotworu z teorią geometryczno-całkową Knothego. Połączenie to pozwala na uwzględnienie geometrii przestrzennej złoża fluidalnego, przestrzennej charakterystyki własności fizykomechanicznych skał złożowych oraz zdefiniowanych czasoprzestrzennych rozkładów ciśnienia porowego. Przedstawione rozwiązanie zostanie zilustrowane na przykładzie jednego ze złóż gazu w Europie Zachodniej.