بررسی عددی پارامترهای مؤثر بر نشت سیال از کارگاه های استخراج UCG

نوع مقاله: علمی-پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی دکترا، دانشکده‌ مهندسی معدن، نفت و ژئوفیزیک، دانشگاه صنعتی شاهرود، شاهرود

2 دانشیار، دانشکده‌ مهندسی معدن، نفت و ژئوفیزیک، دانشگاه صنعتی شاهرود، شاهرود

3 استادیار، دانشکده‌ مهندسی معدن، نفت و ژئوفیزیک، دانشگاه صنعتی شاهرود، شاهرود

چکیده

از جمله معیارها و عوامل تاثیرگذار بر امکان­پذیری و اقتصادی بودن روش گازکردن زیرزمینی زغال­سنگ (UCG) ، نشت گاز از میان درزه و شکاف­های اطراف راکتور زیرزمینیUCG است. گازبند بودن راکتور UCG از نقطه نظر کنترل فرآیند و ظرفیت آلودگی آب‌های زیرزمینی، مساله بسیار مهمی است. عوامل مختلفی بر نشت گاز (سیال) از راکتور UCG موثرند. در این مقاله، عوامل فشار، دما و درزه­داری (شامل بازشدگی، طول و شدت درزه) به عنوان مهم­ترین عوامل موثر بر نشت گاز از شکستگی­های موجود در توده­سنگ، با کاربرد مدلسازی عددی مورد ارزیابی قرار گرفته و به عنوان مورد مطالعاتی به زغال­سنگ­های منطقه مزینو طبس پرداخته شده است. از برنامه کامپیوتری DFN-FRAC3D برای شبیه­سازی تصادفی درزه­ها و ایجاد شبکه لوله معادل و از نرم­افزار Water Gems برای تحلیل جریان استفاده شده است. نتایج، حاکی از آن است که افزایش فشار راکتور و افزایش درزه­داری توده­سنگ اطراف راکتور، باعث افزایش شدت جریان و یا افزایش نشت گاز می­شود و منحنی تغییرات شدت جریان نسبت به هر یک از این عوامل از توزیع نرمال پیروی می‌کند. از طرفی افزایش دمای راکتور تاثیر قابل توجهی بر شدت جریان خروجی ندارد. همچنین موثرترین عامل بر نشت سیال از راکتور UCG، عامل درزه­داری است و از میان ویژگی­های هندسی درزه­داری شامل شدت، بازشدگی و طول درزه، عامل شدت درزه­داری به عنوان مهم­‍‌ترین عامل معرفی شده است.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

umerical Study of Effective Parameters on Fluid Leakage from UCG Extraction Stopes

نویسندگان [English]

  • A. Heydari 1
  • S.E. Jalali 2
  • M. Noroozi 3
1 PhD student, Faculty of Mining, Petroleum & Geophysics Engineering, Shahrood University of Technology, Shahrood, Iran
2 Associate Professor, Faculty of Mining, Petroleum & Geophysics Engineering, Shahrood University of Technology, Shahrood, Iran
3 Assistant Professor, Faculty of Mining, Petroleum & Geophysics Engineering, Shahrood University of Technology, Shahrood, Iran
چکیده [English]

Gas leakage through the cracks and tracks surrounding Underground Coal Gasification (UCG) is of criteria affecting the feasibility of economic methods of the UCG reactor. In terms of process control and groundwater contamination capacity, the sealing of the UCG reactor is very important. Various factors affect the gas leakage from the UCG reactor. In this paper, the parameters of pressure, temperature and joint characteristics (including opening, length and intensity) as the most important factors affecting gas leakage through rock mass fractures are examined using numerical modeling. For this purpose, The Mazino Tabas coal area is studied as a case study. The DFN-FRAC3D computer program is used to stochastically simulate joints and create an equivalent pipe network. Also, Water Gems software is used for flow analysis. The results are shown that increasing the reactor pressure and increasing the rock mass jointing around the reactor increases the flow rate and the gas leakage. On the other hand, increasing the reactor temperature does not have a significant effect on the output flow rate. Besides, jointing is the most effective factor in fluid leakage through the UCG reactor. Among the geometrical features of the joint, including the intensity, the opening and the length of the joint, the joint intensity factor has been introduced as the most important factor.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Numerical modeling؛ UCG
  • DFN؛ Equivalent Pipe network؛ Gas emission