Madame Lelica

Micromechanical interpretatie

We hebben aangetoond dat de Rotokawa Andesiet bevat een groot netwerk van isotrope haarscheurtjes., Vanwege hun isotrope distributie, de meerderheid van deze microscheuren zijn consistent met de resultaten van thermische belasting (Fredrich en Wong ; Reusschlé et al. ; Wang et al. ; David et al. ; Heap et al. ). Inderdaad, de Rotokawa andesiet heeft ervaren verschillende cycli van verwarming en koeling: de eerste uitbarsting van de andesiet, begrafenis in een faulted graben, hydrothermale wijziging, en de uiteindelijke opgraving tijdens core recovery (Rae; Lim et al. )., Onze microstructurele analyse heeft aangetoond dat de doordringende microcracking onafhankelijk lijkt van lithologie, originele mineralogie en secundaire (hydrothermale Alteratie) mineralogie.

het intensieve microkraken in onze monsters is een belangrijke factor gebleken in alle gemeten fysische eigenschappen. Ten eerste heeft microkraken de voortplantingssnelheid van elastische golven door het andesiet sterk verminderd., We zien een duidelijke correlatie van scheurgebied per volume-eenheid (Sv) met de waargenomen compressiegolfsnelheden (figuur 8D) en interpreteren dit als verzwakking van de compressiegolf door de gebarsten intracrystalline en intercrystalline grenzen die overvloedig aanwezig zijn in het andesiet (bijvoorbeeld figuren 3 en 4). Veel auteurs (bijv. Vinciguerra et al. ; Keshavarz et al. ; Blake et al. ; Heap et al. ) hebben ook aangetoond dat de elastische golfsnelheden sterk kunnen worden verzwakt door de aanwezigheid van microscheuren.,

ten tweede hebben de scheuroppervlakte en UCS een uitstekende correlatie opgeleverd (figuur 11B). Zoals opgemerkt door Walsh (,), David et al. (), en Chaki et al. (), is de dichtheid van de scheuren in een specimen kritisch bij het dicteren van zijn sterkte. De ontwikkeling van microscheuren tijdens uniaxiale compressie en de samensmelting van deze scheuren (nieuw gevormde en reeds bestaande), leidt tot het falen van het monster (Brace et al. ; Bieniawski). In monsters die al relatief hoge scheurdichtheden vertonen, is minder energie nodig om bestaande scheuren samen te voegen en dus zijn ze inherent zwakker (David et al., ; Ferrero and Marini; Keshavarz et al. ). Door gebruik te maken van AE monitoring tijdens onze UCS testen, merken we op dat er minder gebeurtenissen optreden tijdens uniaxiale compressie in zwakkere monsters dan die met een hogere sterkte( Figuur 10), wat aangeeft dat er veel meer reeds bestaande scheuren in de zwakkere monsters (Hardy ; Eberhardt et al. ; Nicksiar and Martin). Zo blijkt de aanwezigheid van reeds bestaande microscheuren in het Rotokawa andesiet een sterke controle uit te oefenen op hun uniaxiale druksterkte.

permeabiliteit is een van de belangrijkste eigenschappen van een geothermisch systeem., In deze studie hebben we gezien dat de porositeit (en de dichtheid van het bulkmonster) en de sterkte gerelateerd zijn aan de omvang van het microkraken in het andesiet. We hebben het scheuroppervlak niet gemeten in de monsters die worden gebruikt voor onze permeabiliteitsmetingen (de monsters zullen worden gebruikt voor toekomstige studies; het berekenen van het scheuroppervlak vereist destructieve voorbereiding van de dunne doorsnede). We kunnen echter bij volmacht aannemen dat er een correlatie is tussen de permeabiliteit en de omvang van het microfractuurnetwerk., We tonen aan dat er een duidelijke omgekeerde relatie bestaat tussen de permeabiliteit van het monster en de P-golfsnelheid, zodat de compressiegolfsnelheid afneemt naarmate de permeabiliteit toeneemt (figuur 11F). Deze resultaten komen overeen met de vele onderzoeken hebben een duidelijk verband aangetoond tussen verminderde elastische golfsnelheden en verhoogde permeabiliteit (David et al. ; Vinciguerra et al. ; Chaki et al. ; Nara et al. ; Faoro et al. ; Heap et al. )., Hoewel we de relatie tussen scheurdichtheid en permeabiliteit niet direct in onze dataset hebben gemeten, laten we zien dat Sv en Vp omgekeerd gerelateerd zijn (figuur 8D), en een vergelijkbare relatie bestaat tussen Vp en permeabiliteit. Daarom kunnen we concluderen dat die monsters met hogere scheuroppervlakken inherent meer doorlaatbaar zullen zijn.,

belangrijke empirische relaties

in deze sectie presenteren we relaties van enkelvoudige variabelen die gemakkelijk en gemakkelijk kunnen worden gemeten met behulp van fotomicrografie of geofysische logging tools en hun correlatie met meer gecompliceerde en pertinente fysische eigenschappen. Al deze parameters zijn bijzonder meetbare variabelen die niet afhankelijk zijn van complexe formules voor hun afleiding (zoals dynamic Young ’s Modulus of poisson’ s ratio) en dus zijn geselecteerd als de belangrijkste relaties die we presenteren met relevantie voor de Rotokawa andesiet.,

porositeit en UCS

Er bestaat een exponentiële correlatie tussen de porositeit van het monster en UCS (figuur 11A). Dergelijke correlaties zijn gebruikt door verschillende auteurs (bijvoorbeeld Vernik et al. ; Li en Aubertin; Palchik en Hatzor; Kahraman et al. ; Chang et al. ; Palchik; Pola et al. ) voor een verscheidenheid van clastische en vulkanische rotsen en betonnen materialen. Deze auteurs presenteren empirische pasvormen voor de correlatie van fysische eigenschappen versus UCS en tonen een breed scala van correlatie binnen hun respectieve datasets met R2 waarden van bijna 0,6 tot zo hoog als 0,95., We stellen voor dat onze empirische fit tussen porositeit en UCS (een exponentiële fit met een correlatiefactor van 0,82, figuur 11A) nuttige schattingen van de sterkte van het reservoir rotsen in het Rotokawa andesiet reservoir kan opleveren. Door gebruik te maken van schattingen van UCS afgeleid van de correlatie van porositeit, kan de minimale sterkte van de rotsen worden toegepast op belangrijke technische kwesties zoals wellbore stabiliteit (Chang et al. ; Schöpfer et al. ).

Vp en UCS

Er is een exponentiële correlatie tussen sterkte en Vp met een R2-waarde van 0,74 (figuur 11C)., Zoals opgemerkt door Kahraman (), is de relatie tussen Vp en UCS over het algemeen niet lineair en hoe hoger de sterkte van het materiaal, hoe meer verspreid de datapunten. Heap et al. () kwam tot soortgelijke conclusies na metingen op andesitische rotsen uit Volcán de Colima (Mexico). In onze studie is er een toenemende trend van sterkte met toenemende Vp maar, zoals getoond in Figuur 9, is er een hoge mate van ruimtelijke anisotropie met betrekking tot Vp zodanig dat een robuuste correlatie van sterkte met elastische golfsnelheid moeilijk te verkrijgen is., Echter, Vp is een veel gebruikte logging tool in boorgat geofysica (Chang et al. ), en met behulp van de correlatie die we hebben verkregen, een minimale sterkte criteria kunnen worden vastgesteld uit de reactie van de logging tool. Dit is een belangrijke correlatie omdat geofysische logging veel gemakkelijker, sneller en efficiënter is dan het snijden van spotkernen (zoals de kern voor deze studie werd verkregen), en dus kan de ontwikkeling van empirische correlaties om de sterkte te beperken, zoals die in Figuur 11B kan helpen het risico te beperken en de kosten te verlagen die gepaard gaan met geothermische boorprogramma ‘ s.,

Vp en porositeit

correlaties tussen Vp en porositeit vertonen een toenemende trend van porositeit met afnemende Vp (figuur 11D, ook waargenomen door Al-Harthi et al. ; Rajabzadeh et al. ; Tugrul and Gurpinar; Heap et al. ). Dit kan aan zowel de distributie van de poriestructuur als de graad van microcracking binnen de andesites worden toegeschreven. Uit microstructurele analyse (met behulp van zowel optische als scanning elektronenmicroscoop analyses) blijkt duidelijk dat een groot deel van de porositeit in het Rotokawa andesiet waarschijnlijk bestaat uit (macro – en mesoscale) breuken en microscheuren (bijv., Figuur 6 en 7).

een verklaring voor de variatie en de brede spreiding van de gegevens over de elastische golfsnelheid voor monsters met vergelijkbare porositeiten (met name voor de gegevens die variëren van 4.000 tot 4.400 m/s) is dat er tussen de monsters een variabel poriegehalte (vug/vesicle) of een hydrothermale verandering moet zijn. De aanwezigheid van poriën zal de porositeit sterk vergroten (vanwege hun aspect ratio) maar zal relatief weinig invloed hebben, vergeleken met de microscheuren, op de P-golfsnelheid., De toepassing van onze exponentiële relatie (figuur 11D) kan een ruwe benadering geven voor seismische snelheden afgeleid van verbonden porositeit, of vice versa. Dit kan nuttig zijn bij het boren van extra putten in Rotokawa, waar de porositeit kan worden gemeten op de putsite en een ruwe benadering van P-golfsnelheden oplevert en als zodanig wordt gekoppeld aan onze empirische correlaties van sterkte (figuur 11C).,

permeabiliteit en porositeit

onze gegevens over permeabiliteit en porositeit tonen aan dat er een duidelijke trend is van toenemende porositeit met verhoogde permeabiliteit voor het Rotokawa andesiet (figuur 11E), een veel voorkomende waarneming in meerdere lithologieën (bijv. Heard and Page ; Géraud ; Stimac et al. ; Chaki et al. ; Watanabe et al. ; Heap et al. )., We merken op dat onze relatie tussen porositeit en permeabiliteit kan worden beschreven door een correlatie van de krachtwet en consistent is met de relatie Kozeny-Carman (Guéguen en Palciauskas , zie de sectie ‘Toepassing van micromechanische en geometrische permeabiliteitsmodellen’). De afhankelijkheid van permeabiliteit van porositeit wordt over het algemeen verklaard door de aanname dat een meer verbonden porieruimte (scheuren en poriën) efficiëntere routes biedt voor vloeistofmigratie (bijv. Costa ; Chaki et al. )., We moeten echter rekening houden met die gegevenspunten die een zeer vergelijkbare permeabiliteit hebben (ongeveer 3,2 × 10-17 m2, Tabel 4), met een porositeitsbereik van 7,6 tot 10,3 vol% die erop wijzen dat er variabiliteit is van de monsters met betrekking tot de permeabiliteit die kan worden weerspiegeld in de kwelling van het poreuze netwerk. Dit is in overeenstemming met de bevindingen van Bernard et al. () en Heap et al. () zodanig dat de permeabiliteit in vulkanisch gesteente sterk afhankelijk is van de connectiviteit van de microstructuur.,

met betrekking tot de microstructuur hebben we aangetoond dat de poreusheid zeer nauw verbonden is met het oppervlak van de scheurvorming (figuur 8D) en dat de toenemende scheurdichtheid dus overeenkomt met een monster met een hogere permeabiliteit. De drie monsters die iets buiten de trend van de dataset liggen vertonen verschillende mesofracturen (zwarte sterren in Figuur 11E,F) en dat deze mesofracturen de permeabiliteit van de monsters sterk verbeteren zonder hun porositeit significant te verhogen. Deze specimens tonen hoger dan gemiddelde permeabiliteit voor hun porositeit, die de conclusies van Stimac et al ondersteunt., () dat meso-en macrofracturen van cruciaal belang zijn bij het beheersen van de permeabiliteit van geothermische reservoirsystemen. Op grote schaal zijn macrofracturen nodig voor de vloeistofproductie uit geothermische reservoirs, maar de microstructurele kenmerken van de gastheergesteenten kunnen niet worden verwaarloosd bij het overwegen van vloeistofstroom, opslagcapaciteit en totale permeabiliteit van het reservoir (Jafari en Babadagli ).,

De robuuste relatie tussen porositeit en permeabiliteit heeft bredere reservoirtoepassingen waarbij de noodzaak om de permeabiliteit van het reservoir te begrijpen (de massa zelf, niet die delen met zeer macroscopische fracturen zoals Massiot et al. ) is belangrijk voor reservoir forecasting en modellering. Metingen van de porositeit kunnen dan een goede benadering van de permeabiliteit van het intacte reservoir gesteente bij Rotokawa opleveren door middel van onze krachtwet correlatie (figuur 11E). We dringen echter aan op voorzichtigheid als de porositeit buiten ons gemeten bereik valt., Omdat porositeit een gemakkelijk meetbare eigenschap is door geofysische loggershulpmiddelen (Ellis en Singer ), kan de reactie van een dergelijk instrument, samen met onze empirische fit, ingenieurs en GEO-wetenschappers een benadering geven van de matrixpermeabilities in de Rotokawa Andesite.

permeabiliteit en akoestische snelheden

Er is een duidelijke omgekeerde relatie tussen onze metingen van permeabiliteit en P-golfsnelheid (figuur 11F), zodat hoe meer permeabiliteit het monster, hoe langzamer de compressiegolfsnelheid. Deze bevindingen zijn consistent met de bevindingen van vele andere auteurs (bijv.,, Vinciguerra et al. ; Chaki et al. ; Nara et al. ; Heap et al. ). De correlatie van dergelijke eigenschappen is een uitstekend hulpmiddel om de micro – en mesoscopische breuknetwerken en hun relatie tot de permeabiliteit in het Rotokawa andesiet als volgt te begrijpen: (1) We hebben aangetoond dat de porositeit en de scheurdichtheid nauw met elkaar verbonden zijn (figuur 8A), (2) akoestische snelheid en scheurdichtheid nauw met elkaar verbonden zijn (figuur 8D), en (3) Er is een correlatie tussen de krachtwet en de permeabiliteit (figuur 11F)., Zo is er een directe link van P-golfsnelheid aan permeabiliteit die afhankelijk is van de scheurdichtheid van de monsters. De relatie die we in Figuur 11F presenteren toont een kracht-wet fit die zou aangeven dat de hydraulische stralen van de porieruimte (porie en scheuren) zijn vergelijkbaar in grootte, maar dat hoe hoger de concentratie van scheuren, hoe hoger de permeabiliteit die we waarnemen (Bourbie en Zinszner ).

evenzo zijn er incidentele mesofracturen (met openingen van minder dan 1 mm breed; we merken op dat deze fracturen veel kleiner zijn dan die beschreven in Massiot et al., ) in de monsters die afwijken van de rest van de dataset (zwarte sterren, figuur 11F). De aanwezigheid van deze macrofracturen verhoogt de permeabiliteit (met een factor 2) en lijkt ook schadelijk voor de elastische golfvoortplanting (alle drie monsters die mesofracturen bevatten hebben lage elastische golfsnelheden, hoewel we de invloed van meso – en microbreuken op de snelheden van deze monsters niet kunnen scheiden). Verder zijn elastische golven nuttig voor de detectie van scheuren in steen en beton (Chaki et al. ; Heap et al., ), en een verminderde elastische golfsnelheid correleert goed met meer permeabele media die wordt waargenomen door de drie afgelegen, hogere permeabiliteit, lagere elastische golfsnelheid monsters.

De correlatie tussen elastische golfsnelheid en permeabiliteit buiten het laboratorium heeft potentieel verreikende waarde voor de voorspelling van interacties tussen reservoirpermeabiliteit door middel van draadlogsregistratie en grootschalige seismische en microseismische onderzoeken., Er is een complex microseismisch netwerk geïnstalleerd in Rotokawa, en de locatie van de aardbeving activiteit is nauw verbonden met macroscopische permeabiliteit in het reservoir (Sewell et al. ; Sherburn et al. ). Het bestaande model van de snelheidsstructuur op diepte kan dan verder worden verfijnd met behulp van onze akoestische snelheid en permeabiliteit gegevens voor reservoir rock matrix. Dit kan een dieper en nauwkeuriger begrip van de verdeling van de permeabiliteit op diepte mogelijk maken.,

bovendien kunnen de gegevens die we hebben gepresenteerd ook worden gebruikt om waarden van matrixpermeabiliteit af te leiden uit akoestische draadlogs (dipoolsonic) die worden gebruikt tijdens de exploratie in het nabijgelegen Ngatamariki Geothermisch veld (Wallis et al. ). Indien soortgelijke geofysische logging wordt gebruikt in toekomstige putten geboord in Rotokawa, kan de matrixpermeabiliteit worden geschat met behulp van de relatie die we hier presenteren. Bovendien kan de koppeling van deze gegevens met microseismische gegevens een aanzienlijke toename van het begrip van de complexiteit van het Rotokawa Andesietreservoir mogelijk maken., Hoewel we ons ervan bewust zijn dat macrofracturen de elastische golfsnelheid verhogen tijdens routinematige akoestische profilering (b.v. Barton en Zoback), tonen onze laboratoriumgegevens aan dat hoewel monsters die mesofracturen bevatten (b. v. op de schaal van het monster) worden verschoven naar hogere permeabiliteiten en elastische golfsnelheden, ze niet te ver afwijken van de trend geëxtrapoleerd uit onze macht-wet relatie. Ondanks dit, dringen we aan op een zekere mate van voorzichtigheid, gebaseerd op de potentiële aanwezigheid van grootschalige fracturen, bij het schatten van permeabiliteit met behulp van onze afgeleide permeabiliteit-elastische golfsnelheid relatie.,

toepassing van micromechanische en geometrische permeabiliteitsmodellen

het extraheren van empirische relaties tussen laboratorium-afgeleide gesteenteeigenschappen is nuttig; de parameters zijn echter niet gemakkelijk gerelateerd aan onafhankelijk meetbare grootheden (d.w.z. ze hebben geen fysieke basis). Micromechanische (bijvoorbeeld het vleugel-crack model van Ashby en Sammis ) en geometrische permeabiliteitsmodellen (bijvoorbeeld de kozeny-Carman relatie, Guéguen en Palciauskas) kunnen beter worden beperkt omdat de parameters die in dergelijke modellen worden gebruikt een duidelijke fysieke betekenis hebben., In deze sectie proberen we zowel sliding wing-crack modellering als Kozeny-Carman permeability modellering om de microstructurele controles op vervorming en vloeistofstroom te onderzoeken, respectievelijk.

micromechanische modellering

micromechanische modellering kan nuttige inzichten bieden in de mechanica van compressiefalen in broos gesteente (Wong en Baud ). Aangezien de rotsen van deze studie hoge microcrackdichtheden bevatten, zullen we het glijdende vleugelscheurmodel van Ashby en Sammis () gebruiken., Dit model idealiseert de rots microstructuur als een elastisch continuüm ingebed met hellende (45°) microscheuren (lengte 2c). Deze microscheuren fungeren als spanningsconcentratoren voor het initiëren van “vleugelscheuren” wanneer de wrijvingsweerstand van de gesloten scheur is overwonnen en de spanning aan de punt van de scheur de kritische spanningsintensiteit factor (KIC) overschrijdt. De scheuren kunnen zich dan verspreiden in de richting van de maximale hoofdspanning. Uiteindelijk samensmelten de scheuren, wat resulteert in het falen van het elastische medium. In het geval van uniaxiale compressie, Baud et al., () afgeleid van een analytische benadering van de schatting UCS:

waarbij μ de wrijvingscoëfficiënt van de schuifscheur is en D0 een initiële schadeparameter is die een functie is van de hoek van de aanvankelijke microscheur ten opzichte van de maximale hoofdspanning en het aanvankelijke aantal schuifscheuren per oppervlakte-eenheid (Ashby en Sammis).

de hierboven gepresenteerde analytische oplossing (die uitgaat van een scheurhoek van 45°) bevat vijf parameters., We hebben, door middel van experimentele gegevens en waarnemingen, een goede greep op drie van de parameters: (1) We hebben de UCS van 22 monsters gemeten (Tabel 3), (2) μ wijkt zelden af van 0,6 tot 0,7 (Byerlee ), en (3) C kan worden bepaald door optische microscopie (we bepaalden c door het meten van de geschatte gemiddelde lengte van de microscheuren onder de microscoop). We hebben geen laboratoriumbepaalde waarde voor KIG ‘ s. Terwijl de KIC van andesite eerder is gemeten op ongeveer 1,5 MPam0, 5 (Ouchterlony; Obara et al. ; Tutluoglu and Keles; Nara et al., ), is er geen garantie dat deze waarde representatief is voor de Rotokawa andesiet, die waarschijnlijk lager zal zijn dan deze waarden als gevolg van hydrothermale verandering. Daarom hebben we voor onze Analyse een iets lagere KIG van 1,0 MPam0, 5 gekozen. Met behulp van onze UCS-gegevens kunnen we vergelijking 10 oplossen om een waarde van D0 toe te wijzen aan elk experiment (met behulp van μ = 0,6; KIC = 1,0; c = 0,001 m)., Het doel van een dergelijke analyse, ervan uitgaande dat de andere parameters ruwweg constant blijven tussen verschillende monsters/kernen, is om D0 te schatten met behulp van een gemakkelijk gemeten fysische eigenschap, zoals Vp (waardoor we gesteentesterkte kunnen voorspellen, met behulp van het micromechanische model, alleen op basis van Vp-metingen). Onze analyse toont aan dat D0 varieert van 0,0019 tot 0,26 voor de 22 gemeten monsters (met een gemiddelde van 0,039). D0 wordt uitgezet tegen het scheuroppervlak per volume-eenheid (Sv) en Vp in Figuur 12 en geeft aan dat D0 toeneemt naarmate Sv toeneemt (figuur 12A)., Hoewel dit logisch lijkt (D0 is een functie van de initiële scheurdichtheid), dient het als een bemoedigend bewijs van het concept. De toename van D0 met scheurdichtheid is niet lineair; D0 neemt sneller toe dan 10 mm-1 (Figuur 12A). We zien ook dat Vp afneemt met het verhogen van D0; in detail, Vp daalt snel als D0 stijgt van 0 naar 0,05 en dan daalt meer geleidelijk boven 0,05., Helaas is de relatie tussen D0 en Vp iets meer vertroebeld (de gegevens zijn meer verspreid, figuur 12B) en vertegenwoordigt waarschijnlijk variabele vesikeldichtheid (het model gaat ervan uit dat blaasjes geen rol spelen bij het falen van compressie) en hydrothermale verandering (we gaan ervan uit dat KIC en de gemiddelde scheurlengtes constant zijn). De conclusie van deze pilotanalyse is dat de variabiliteit binnen het Rotokawa andesiet potentieel te groot is om betekenisvolle microstructurele vleugelscheurmodellering mogelijk te maken, maar dat meer succes kan worden bereikt met laboratoriumbepaalde waarden voor KIG ‘ s., Daarom, als micromechanische modellering moet worden ingezet als een haalbare methode om de sterkte van Rotokawa andesiet reservoir rotsen voorspellen, de monsters/kernen moeten worden gegroepeerd op hun verandering, en KIG gemeten voor elke verandering groep.

Permeabiliteit modellering

waar kKC is de permeabiliteit, φ is de aangesloten porositeit, b is een geometrische factor, τ is de kronkeligheid van het equivalent kanaal (d.w.z. de verhouding van de werkelijke nominale lengte), en rH is de hydraulische straal (d.w.z. het volume van de poriën gedeeld door het oppervlak van de poriën). De macht wet exponent voor onze gegevens (met uitzondering van die monsters met macrofracturen) is ongeveer 2.,2 (Figuur 11E) en is dus consistent met het Kozeny-Carman-model (Bourbie en Zinszner ; Doyen). In detail, zou men een machtswicht exponent van 2 of 3 verwachten als de elementen die de permeabiliteit controleren buizen of scheuren zijn, respectievelijk (Guéguen en Palciauskas). Onze krachtwet exponent zit tussen deze twee waarden. Dit is enigszins verrassend, gezien het alomtegenwoordige breuknetwerk in deze materialen, maar kan de stroom weerspiegelen door een combinatie van scheuren en buizen of onze beperkte porositeit bereik., Aangezien de gehele dataset kan worden beschreven door een enkele macht wet exponent, concluderen we dat binnen ons beperkte bereik van verbonden porositeiten, er geen dramatische verschuiving in poriën ruimte connectiviteit of tortuositeit, zoals het geval was voor Fontainebleau zandsteen bij een porositeit van 9 vol % (Bourbie en Zinszner) en andesiet monsters uit Volcán de Colima (Mexico) bij een porositeit van ongeveer 11 vol% (Heap et al. ). Extrapoleren naar porositeiten buiten dit bereik kan verraderlijk zijn vooral naar lagere porositeiten waar monsters kunnen worden onderworpen aan een hogere macht wet exponent., Echter, binnen de dataset, voorspelt het model een toename van de permeabiliteit van een factor 1,5 voor een toename van de porositeit van 1 vol% (een toename niet ongewoon voor rock na een thermische stress episode; bijvoorbeeld, Chaki et al. ).

toepassing van de resultaten op geothermische exploratie en gebruik

de relaties tussen porositeit, akoestische golfsnelheden, sterkte en permeabiliteit zijn waardevol voor het begrijpen van een geothermisch reservoir. Onze gegevens wijzen op sterke correlaties tussen deze parameters, zoals waargenomen door Stimac et al. (,) onder andere., De gegevens die we hebben verkregen zijn van kernen afkomstig uit drie productieputten. Dergelijke materialen zijn erg duur te verkrijgen, tijdrovend, en, als ontkernen niet ging zoals gepland, kan groot risico van het verliezen van de put (vinger en Blankenship ; gat) vormen. De microstructurele en empirische correlaties die in deze studie worden gepresenteerd, kunnen worden toegepast op nieuwe putten die in geothermische omgevingen worden geboord en kunnen helpen bij het verfijnen van studies op reeds bestaande putten, als onze correlaties gelden op de schaal van het reservoir., Sommige fysische parameters, zoals porositeit en elastische golfsnelheden, zijn gemakkelijk te verkrijgen door het gebruik van down-hole geofysische logging suites. De empirische correlaties die in deze studie worden getoond (versterkt door onze toepassing van klassieke modellen) tonen aan dat gemakkelijk meetbare fysische eigenschappen daarom kunnen worden gebruikt om complexere en pertinente eigenschappen zoals sterkte en permeabiliteit te voorspellen. Dergelijke correlaties en kalibraties zijn gebruikelijk in de koolwaterstof-industrie vooral tijdens exploratieboringen (bijv. Vernik et al., en we zijn van mening dat onze dataset kan helpen het begrip van het rotokawa reservoir te verbeteren en tegelijkertijd het risico voor toekomstige booractiviteiten te minimaliseren.

een duidelijk inzicht in de factoren die de permeabiliteit van het reservoirgesteente controleren, is van fundamenteel belang voor de planning van stimulatie-en verbeteringsoperaties die nodig kunnen zijn wanneer de rotokawa-veld-en reservoirdynamiek veranderen bij voortdurende productie. De noodzaak om extra putten te boren of reeds bestaande putten opnieuw te werken kan duidelijk worden en het gemak waarmee het reservoir vloeistoffen kan accepteren en leveren (d.w.z.,, de permeabiliteit) zal van het grootste belang zijn. De thermische stimulatie van injectieputten vindt al enige tijd plaats in Rotokawa door de injectie van condensaten en verbruikte brines van de centrale (Siega et al. ), maar de techniek kan een belangrijke rol spelen bij het verbeteren van de productieputten in een toekomstig Stadium.

daarom is een dieper inzicht in hoe de permeabiliteit door stimulatie kan worden verhoogd belangrijk. De toepassing van modellen zoals de Kozeny-Carman kan inzicht geven in de verbetering van de permeabiliteit., Een verhoging van de porositeit van reservoirgesteente met 1 vol%, volgens het geometrische model, zou de permeabiliteit met een factor 1,5 moeten verhogen. In het geval van een verouderend veld en verouderende wellbores, kan een dergelijke toename de levensduur van het veld aanzienlijk verlengen. In het belang van het commercieel economisch houden van geothermische projecten, wordt het fundamenteel inzicht in de eigenschappen van het reservoir rots essentieel voor de voortzetting van het gebruik en beheer van het veld.