Analysis of Underpressured Reservoirs for Waste Disposal

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• 作者：J.J. Jiao ; C. Zheng and R.J.-C. Hennet
• 刊名：Hydrogeology Journal
• 出版年：1997
• 出版时间：March 1997
• 年：1997
• 卷：5
• 期：3
• 页码：19-31
• 全文大小：1,352 KB
• 刊物类别：Earth and Environmental Science
• 刊物主题：Earth sciences
  Hydrogeology
  Geology
  Waste Water Technology, Water Pollution Control, Water Management and Aquatic Pollution
  
• 出版者：Springer Berlin / Heidelberg
• ISSN：1435-0157

文摘

Underpressured reservoirs are known to exist in sedimentary basins throughout the world and are common in North America. Deep-well injection of hazardous liquid wastes into underpressured reservoirs has been mentioned as a safe means for waste disposal because of their tendendy to contain fluids for long periods of time. In this study, a numerical model based on the geological setting of the Hugoton field in the southwestern United States is used to analyze the potential of underpressured reservoirs for safe disposal of liquid wastes. The factors controlling the pressure buildup and disposal volume are evaluated by studying the sensitivities of the numerical model to various flow and reservoir parameters. The safe disposal volume on a per-well basis is estimated under the restrictive conditions that underpressurization persits during and after injection, and that the migration of the waste is restricted to prevent contamination of the overlying aquifers for an operationally permanent time period. This study demonstrates that the presence of the ultra-low permeability formation surrounding an underpressured reservoir makes it possible for the waste to be contained safely and permanently. Even if the pressure in the reservoir and the overlying formations rises to hydrostatic, possible upward migration of the contaminants is likely to be dominated by molecular diffusion across the ultra-low permeability formation and thus would be too slow to be significance at human time scale. Résumé: On sait qu'il existe dans les bassins sédimentaires des réservoirs en dépression et qu'ils sont communs en Amérique du Nord. L'injection en puits profonds de déchets liquides dangereux dans des réservoirs en dépression est considérée comme un moyen sûr de stockage de déchets, parce qu'ils ont tendance à conserver les fluids durant des temps prolongés. Dans cette étude, un modeèle numérique, s'appuyant sur la configuration géologique du site de Hugoton dans le sud-ouest des États-Unis, est utilisé pour analyser le potentiel de réservoirs en dépression pour le stockage en toute sécurité de déchets liquides. Les facteurs qui contrôlent la montée en pression et le volume de stockage sont évalués à partir de l'étude de sensibilité du modèle numérique aux différents paramètres de l'écoulement et du réservoir. Le volume unitaire par puits de déchets à stocker en toute sécurité est estimé à partir des conditions restictives que la dépression se maintient pendant et après l'injection, et que la migration des déchets est limitée pour éviter la contamination des aquifères supérieurs définitivement. Cette étude montre que la présence de formations à très faible perméabilité autour du réservoir en dépression rend possible le stockage de déchets en toute sécurité et de façon permanente. Même si la pression dans le réservoir et dans les formations sus-jacentes atteint la pression hydrostatique, l'éventuelle migration vers le haut des polluants doit être vraisemblablement dominée par la diffusion moléculaire au travers de la formation à très faible perméabilité et, par conséquent, doit être trop lente pour être observable à l'échelle humaine. Resumen: Los embalses subterráneos naturales a baja presión son comunes en cuencas sedimentarias en todo el mundo y, en particular en Norte América. La inyección profunda de residuos líquidos peligrosos a este tipo de embalses subterráneos se ha considerado como una alternativa segura para el almacenamiento de los residuos, por su tendencia a contener fluidos durante largos periodos de tiempo. En este estudio se usa un modelo numérico basado en la configuración geológica de la zona de Hugoton, al oeste de los Estados Unidos de América, para analizar la potencial utilización de estos embalses como lugares de vertido de residuos líquidos. Los factores que controlan los incrementos de presiones y el volumen de vertido admisible se evalúan analizando la sensibilidad del modelo a varios parámetros de flujo. El volumen de vertido por pozo que puede considerarse como seguro se estima bajo la condición restrictiva que las bajas presiones persisten durante y después de la inyección, y que la migración del residuo está restingida para prevenir la contaminación de los acuíferos sobreyacentes para un periodo de operación permanente. Este estudio demuestra que la presencia de la formación con permeabilidad ultra-baja que rodea estas formaciones hace posible que el residuo quede contenido de manera segura y permanente. Incluso en el caso que la presión, tanto en el embalse como en las formaciones superiores, creciera hasta el valor hidrostático, la posible migración de contaminantes hacia la superficie estaría dominada seguramente por la difusión molecular a través de la formación de menor permeabilidad y, por tanto, sería demasiado lenta para ser significante a escalas de tiempo humanas.