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Inversion fine des déformations de surface d’un réservoir de gaz salin par FS-InSAR et analyse des caractéristiques spatio-temporelles

résumé

La Chine fait face à un déséquilibre marqué entre l'offre et la demande de gaz naturel, avec un besoin important de régulation des pics de consommation. Les réservoirs souterrains de type cavité saline sont devenus une infrastructure clé pour assurer la stabilité de l'approvisionnement en gaz. Cependant, le fluage des roches salines sous haute pression dans ces réservoirs provoque des déformations significatives à la surface, menaçant gravement la sécurité opérationnelle. Ainsi, l’acquisition précise des informations sur la déformation de la surface est une condition essentielle pour garantir un fonctionnement sûr et stable. Cette étude s’appuie sur la technologie FS-InSAR (Interférométrie radar à ouverture synthétique pour tout diffuseur) et utilise 79 images radar Sentinel-1 temporelles pour inverser finement le champ de déformation de la surface d’un réservoir de gaz salin de août 2021 à août 2024. L’analyse a porté sur les différences spatiales de déformation ainsi que sur l’évolution temporelle combinée aux données d’injection et de production de gaz. Les résultats montrent que la technologie FS-InSAR permet d’obtenir des informations précises et denses sur la déformation de la surface dans des zones comprenant des étendues d’eau et des terres agricoles, avec une densité expérimentale de surveillance de 1121 points/km², assurant un suivi de tous les pixels hors zones aquatiques. La validation par 28 mesures nivélemétriques indique un écart-type de 2,9 mm/an entre les résultats InSAR et les mesures nivélemétriques. Le réservoir présente des caractéristiques de déformation différenciées selon les zones : les anciennes cavités développent un certain affaissement du sol avec une vitesse maximale de 82 mm/an, tandis que les nouvelles cavités subissent un affaissement moindre, généralement entre 10-20 mm/an, probablement en raison des techniques avancées de création de cavités utilisant du gaz naturel et de l'azote pour inhiber la dissolution. Temporalement, les déformations de surface montrent une périodicité marquée, fortement corrélée aux activités d’injection et de production : soulèvement pendant l’injection, affaissement pendant la production. Cette étude fournit une référence importante pour l’identification précoce des zones à haut risque de déformation dans le réservoir, contribuant ainsi à une gestion scientifique de l’injection et de la production de gaz.

mots-clés

interférométrie radar à synthèse d’ouverture; corps diffus complet; réservoir de gaz salin; déformation de surface; injection et production de gaz

1 Introduction

Le gaz naturel est une source d'énergie importante pour la production industrielle et la vie des habitants. Afin de réguler les contradictions entre l'offre et la demande, les pays du monde entier explorent activement la construction de réservoirs de gaz souterrains. Le stockage du gaz est devenu un élément essentiel du système de réserve énergétique stratégique des pays. Avec l'ajustement profond de la structure de consommation d'énergie, l'offre et la demande de gaz naturel en Chine sont contradictoires et la demande saisonnière de pointe est significative. Ces dernières années, la Chine a progressivement construit des réservoirs souterrains de stockage de gaz couvrant de nombreux types de gisements de pétrole et de gaz épuisés, d'aquifères et de cavités salines, établissant ainsi une base solide pour garantir la sécurité énergétique du pays.

Comparé à d'autres types de réservoirs de stockage de gaz, le réservoir de type à cavité saline présente les avantages d'un coefficient de réglage de crête élevé, d'un débit à court terme élevé, d'un gaz de fond faible et d'une récupération complète, etc. (完颜祺琪等，2020), depuis 2001, la Chine a construit le réservoir de gaz de l'autel d'or, le réservoir de gaz de Jianghan et le réservoir de gaz de Zhang Xing, en plus de plusieurs réservoirs de gaz en construction ou ayant fait l'objet d'études préliminaires. (姚威和肖恩山，2024). Cependant, en raison des caractéristiques de la déformation plastique de la couche de sel sous l'action de la haute pression, l'effet de fluage de la roche saline provoqué par les opérations d'injection à long terme peut facilement entraîner des risques de déformation de la cavité, d'effondrement et d'autres, menaçant directement la production sûre du réservoir de gaz (丁国生，2007;李银平等，2012). Par conséquent, l'acquisition fine d'informations sur la déformation de la surface du réservoir de gaz est devenue une condition préalable importante pour réaliser l'évaluation dynamique de l'état de sécurité du réservoir de gaz de type poche de sel et la prévention et le contrôle des risques.

Les moyens traditionnels de surveillance de la déformation de la surface ont principalement un nivellement précis (杜钊锋等，2025GNSS (Système mondial de navigation par satellite)万玮等，2016), robots de mesure (梅文胜等，2002), etc. Bien que ces méthodes présentent l'avantage d'une grande précision de mesure, elles sont coûteuses sur le plan économique et temporel, et les points de mesure sont épars, ce qui rend difficile la surveillance continue de grandes zones. Avec le développement progressif de la télédétection radar, la technologie INSAR (Interferometric Synthetic Aperture Radar) offre une large gamme de nouveaux moyens de surveillance à haute résolution pour la surveillance de la déformation de la surface. Pour améliorer la précision de la surveillance de la déformation de la surface, les chercheurs ont proposé des techniques INSAR séquentielles qui s'appuient sur les techniques INSAR conventionnelles, telles que le diffuseur permanent PS (persistent scatterer) INSAR (Ferretti 等，2001SBAS (Small Baseline Subsets) InSARBerardino等，2002Diffuseur distribué DS (Distributed scatter) InSARFerretti等，2011Et FS (Full scatter) INSAR (Wu等，2024;吴宏安等，2024), a été largement utilisé dans la surveillance de toutes sortes de déformations de surface telles que l'affaissement du sol, les glissements de terrain, les zones d'extraction d'air, les glaciers, les infrastructures vitales, etc.

En ce qui concerne la surveillance de la déformation du sol des réservoirs de gaz, des chercheurs nationaux et étrangers ont mené des recherches utiles sur différents types de réservoirs de gaz en utilisant la technologie INSAR temporelle.Teatini等（2011）La surveillance de la déformation du réservoir souterrain de pétrole et de gaz épuisé de Lombardie, dans le nord de l'Italie, a été réalisée à l'aide de la technologie PS - InSAR et les effets du stockage souterrain et de la séquestration du gaz sur la déformation de la surface ont été analysés d'un point de vue géomécanique.Fibbi等（2023）Les informations sur la déformation de la surface du réservoir de gaz de type aquifère d'uelsen dans le Centre de l'Espagne pour 2020 - 2021 ont été obtenues à l'aide de la technologie PS - InSAR, qui a permis d'élucider la relation entre l'extraction et l'injection de gaz naturel et la déformation de la surface.Fibbi等（2025）La surveillance de la déformation de surface à l'aide de la technologie MT - InSAR pour différents types de réservoirs de stockage de gaz, tels que le réservoir de stockage de type cavité Saline de yela en Saxe, en Allemagne, le complexe de réservoirs de stockage de type réservoir épuisé de rehden, dans le nord de l'Allemagne, a montré des différences évidentes dans la déformation de surface entre les différents types de réservoirs. Dans le pays,陈威等（2016）La surveillance de la déformation a été effectuée sur un réservoir de type réservoir épuisé à paroi expiratoire à l'aide de la technologie SBAS - InSAR, simulant le champ de déformation à l'aide d'un modèle Mogi à sources multipoints.王泽根等（2022）À l'aide de la technologie SBAS - InSAR, une surveillance de la déformation de la surface du réservoir de gaz de la paroi expiratoire a été effectuée et des études sur le mécanisme de la déformation ont été réalisées. Dans l'ensemble, il y a plus d'études de surveillance de la déformation INSAR séquentielle sur le plus grand réservoir de type réservoir de gaz épuisé du Xinjiang, tandis que les aiguilles ont relativement peu d'études sur d'autres types de réservoirs de gaz.

Cet article utilise un réservoir de stockage de gaz de type cavité saline en Chine comme zone d'étude, compte tenu du fait que les terres agricoles sont plus nombreuses et que le réseau d'eau est dense dans la zone d'étude, il est facile de provoquer une faible cohérence de l'interférogramme INSAR, en outre, en raison de La concentration plus élevée de vapeur d'eau, l'effet de retard atmosphérique est également plus grave, ce qui rend la méthode traditionnelle séquentielle INSAR difficile d'obtenir des informations de haute précision et de haute densité sur la transformation de la surface. À cette fin, le présent document s'appuie sur la dernière technologie FS - InSAR pour obtenir des informations sur la déformation de la surface en pleine résolution dans la zone d'étude et effectuer des analyses de caractérisation de l'évolution spatio - temporelle de la déformation de la surface, en utilisant ses performances en matière de correction des effets atmosphériques, de correction des erreurs d'altitude et de récupération de phase à faible cohérence, afin de fournir des données scientifiques pour une exploitation sûre du réservoir.

2 zone d'étude et données expérimentales

La zone d'étude est située dans une zone minière de sel en Chine, qui a une superficie de 60,5 km ², des réserves de minerai de 162,42 × 10 ⁸ T, une profondeur d'enfouissement de 850 à 1100 m au Sommet de la couche de sel et une épaisseur de 67,85 à 230,95 M. depuis le début de l'extraction du sel dans le premier puits de sel, de nombreuses cavités anciennes se sont accumulées. Ce réservoir de gaz assure la sécurité de l'approvisionnement en énergie en régulant la demande saisonnière de gaz, en assumant les fonctions de Peaking et de réserve d'urgence du gaz naturel dans les zones environnantes.

Surveillance de la déformation de la zone d'étude à l'aide d'images radar de phase 79 acquises par le satellite Sentinel - 1 de l'Agence spatiale européenne 2021 - 08 - 10 - 2024 - 08 - 24. L'image est réalisée en mode interférométrique IW (Interferometric WIDE) avec une largeur de 250 km, une longueur d'onde de 5,56 cm en bande C, une résolution spatiale de 5 m en azimut x 20 m en distance et une polarisation vv. Ce satellite présente l'avantage d'une résolution temporelle élevée avec une période de revisite de 12D.Fig. 1L'amplitude moyenne et le coefficient de cohérence moyen des images SAR de la zone d'étude sont d'environ 4,6 × 3,7 = 17,0 km ². On peut voir qu'il y a plus de terres agricoles et moins de bâtiments dans la zone d'étude, et que le réseau d'eau est dense et la concentration de vapeur d'eau est élevée, ce qui entraîne facilement une faible cohérence de l'interférogramme INSAR, un effet atmosphérique grave et d'autres perturbations, ce qui ne facilite pas l'obtention d'informations de haute précision et de haute densité sur la déformation de la surface.

Fig. 1 Average amplitude and average coherence coefficient map of SAR images over the study area

Les données open source copdem GLO - 30 avec une résolution de 30 m simulent et éliminent les phases de changement de terrain pendant le traitement INSAR. Ce dem a été produit à partir des données acquises par les deux satellites Radarsat TerraSAR / tandem - X. Utilisez des données orbitales de précision pour éliminer l'impact de la phase d'erreur orbitale. En outre, des mesures annuelles ont été recueillies à 28 points horizontaux de la zone d'étude pour vérifier la précision des résultats de surveillance de la déformation de surface de l'INSAR.

3 méthodes de recherche et traitement des données

3.1 principes fondamentaux de FS - InSAR

La technologie FS - InSAR tire pleinement parti des caractéristiques spectrales temporelles des différentes phases contributives de l'interférogramme différentiel, où la phase haute fréquence comprend principalement la phase de retard atmosphérique, la phase d'erreur d'élévation, la phase d'erreur orbitale, la phase de bruit et d'autres composants, et la phase basse fréquence est principalement la phase de déformation. En construisant un filtre passe - Bas à double échelle dans le domaine temporel, la phase de déformation est efficacement séparée des autres phases, ce qui améliore considérablement la qualité de la phase d'interférence et permet une couverture complète des pixels, à l'exception des plans d'eau et des zones de végétation élevée.

Le processus principal de la technologie FS - InSAR comprend les étapes suivantes (Wu等，2024): (1) génération de phase d'instant d'imagerie SAR: basée sur le principe de la combinaison d'interférences de petite ligne de base, un interférogramme différentiel est généré. Suppression du bruit de phase pour le filtrage interférographique avec la méthode de filtrage Goldstein (Goldstein和Werner，1998), et démêlage de phase avec la méthode de flux de dépenses minimales (Eineder等，1998). Lors du démêlage de phase, pour les pixels locaux de faible cohérence, l'information de phase est récupérée par interpolation spatiale. En outre, pour les erreurs de démêlage dans les interférogrammes partiels, la méthode en boucle fermée de phase peut être utilisée pour détecter et corriger (Liu等，2025). Enfin, la phase de démêlage correspondant aux autres images a été calculée en utilisant la méthode des moindres carrés, en prenant comme référence l'image de scène 1. (2) Filtrage passe - Bas dans le domaine temporel à double échelle: la phase de déformation de surface se manifeste principalement dans le domaine temporel des basses fréquences, les autres composants de phase se manifestent principalement dans le domaine temporel des hautes fréquences. Avec cette caractéristique, la construction d'un filtre passe - Bas temporel à double échelle sépare la phase de la déformation des autres phases. Tout d'abord, un filtrage passe - bas de la phase de démêlage séquentiel SAR avec une fenêtre de temps à petite échelle donne une phase basse fréquence:

Dans la formule,La date d'imagerie des n images SAR;La date de l'image à filtrer;Démêler les phases pour la séquence temporelle,Pour la Fonction gaussienne,Taille de la fenêtre de temps à petite échelle. La phase basse fréquence primaire filtrée sera dominée par la phase de déformation, tout en contenant une petite quantité de phase résiduelle telle que la phase d'erreur orbitale, etc.

La phase basse fréquence primaire est retirée de la phase temporelle, ce qui donne une phase haute fréquence primaire. Cette phase comprend principalement la phase atmosphérique, la phase d'erreur d'élévation, la phase de bruit et un petit nombre de phases de déformation haute fréquence. Pour extraire cette partie de l'information de déformation, on utilise une fenêtre temporelle de grande échelle et on filtre à nouveau la phase primaire haute fréquence pour obtenir la phase secondaire basse fréquence:

Dans la formule,Filtrer la taille de la fenêtre pour les grandes échelles. Après deux filtrages, on superpose la phase primaire à la phase secondaire basse fréquence pour obtenir la phase temporelle basse fréquence finale:

(3) génération de phase basse fréquence différentielle avec extraction totale du diffuseur: sur la base de la phase basse fréquence temporelle résultante ci - dessus, la combinaison de paires d'images interférentielles à nouveau peut générer une phase basse fréquence différentielle, qui est principalement la phase de déformation de surface, la phase de retard atmosphérique et la phase de bruit ont été essentiellement éliminées. Ainsi, à l'exception des plans d'eau et des zones à végétation élevée, tout pixel peut être considéré comme un pixel à rapport signal sur bruit élevé, c'est - à - dire un diffuseur total (FS), permettant ainsi une surveillance fine à haute densité.

(4) inversion de la déformation de surface: basé sur la phase différentielle à basse fréquence du diffuseur total, les résultats de la déformation de la ligne de visée vers la surface de la zone d'étude peuvent être inversés à l'aide de la méthode INSAR temporelle conventionnelle, y compris la vitesse de déformation phénoménale moyenne et les variables de forme cumulatives. Pour faciliter la comparaison avec les données horizontales, en supposant qu'il n'y a pas de déformation horizontale dans la zone d'étude, on utilise la formule suivante pour convertir la déformation de la ligne de visée à la déformation verticale:

Dans la formule,etReprésenter les points cibles séparémentLa déformation verticale et la déformation de la ligne de visée,Pour l'angle d'incidence radar.

Fig. 2 Flowchart of FS-InSAR technology

3.2 traitement des données par FS - InSAR

Sentinel - 1 a une période de revisite de 12D et, pour que les interférogrammes aient une cohérence élevée, le seuil temporel maximal a été fixé à 36d. Étant donné que les deux images sont séparées de 48d du 2023 - 06 - 13 au 2023 - 07 - 31, un total de 144 paires d'interférences ont été générées avec une distribution spatio - temporelle de base telle queFig. 3Montré. Les 144 interférogrammes différentiels correspondants ont été générés à l'aide du logiciel de surveillance de la déformation de surface INSAR gdemsi, avec une vision azimutale définie de 2 et une vision de distance définie de 8. Pour supprimer le bruit, l'interférogramme différentiel est soumis à un traitement de filtrage de Goldstein avec un coefficient de filtrage fixé à 0,75 et une taille de fenêtre de filtrage fixée à 32. Le démêlage de phase de l'interférogramme est effectué en utilisant la méthode MCF à flux minimal de dépenses, le seuil de masque de coefficient de cohérence étant fixé à 0,4. La phase des 78 images restantes a été calculée par la méthode des moindres carrés en prenant comme référence la première image de période 20210810. Traitement de filtrage de démêlage temporel par un filtre passe - Bas bi - échelle temporel conçu, référenceWu等（2024）Les résultats de l'expérience de simulation, la fenêtre de petite échelle est fixée à 36 D et la fenêtre de grande échelle est fixée à 72 D. sur la base de la combinaison de paires d'images interférométriques, la phase basse fréquence de la séquence temporelle est à nouveau différentielle, générant une phase basse fréquence différentielle de 144 amplitudes pour L'inversion de la déformation de surface. Pour permettre une surveillance fine, un seuil d'amplitude moyen de 0,5 a été fixé et tous les pixels, à l'exception du plan d'eau, ont été extraits, pour un total de 19 331.

Fig. 3 The spatio-temporal baseline distribution of 144 interferograms

4 Résultats et analyses

4.1 caractéristiques de la distribution spatiale des déformations de surface dans la zone d'étude

Le traitement des images radar Sentinel - 1 de la zone d'étude à l'aide de la technologie FS - InSAR a permis d'obtenir des informations sur la déformation de la surface à très haute densité pour la zone d'étude d'août 2021 à août 2024, avec un nombre cible final de 19 052 points de surveillance et une densité de surveillance de 1 121 Points / km ², ce qui a permis d'effectuer une surveillance complète de la déformation des pixels à l'exception des eaux.Fig. 4Pour la zone d'étude d'août 2021 à août 2024, le taux moyen de déformation géométrique, où les valeurs négatives indiquent que la surface s'éloigne du satellite, c'est - à - dire qu'elle s'affaisse, et les valeurs positives représentent le soulèvement. On voit que les différentes régions présentent des caractéristiques différenciées de la déformation de la surface. La zone de la vieille cavité (cadre en pointillés i) développe un certain degré de sédimentation du sol et le Centre de sédimentation est régulièrement en forme d'entonnoir, avec des vitesses de sédimentation généralement supérieures à 20 mm / A et des vitesses de sédimentation maximales allant jusqu'à 82 mm / a. Par rapport à l'ancienne cavité, la subsidence du sol dans la zone de la nouvelle cavité (cadre en pointillés II) est relativement faible, le taux de subsidence étant principalement de 10 à 20 mm / a. Cette différence peut être étroitement liée aux différents processus de construction adoptés par les cavités anciennes et nouvelles. La plupart des anciennes cavités ont été construites plus tôt, lorsque la technologie de la cavité hydrosoluble n'a pas suffisamment d'expérience, est sujette à des problèmes tels que la déformation de la cavité, la dissolution partielle et d'autres problèmes, les différences de diamètre de cavité de profondeur différente sont plus grandes, ce qui conduit facilement à une force inégale dans la roche environnante saline. La nouvelle cavité adopte la technologie avancée de fabrication de cavité comme la solubilisation par inhibition du gaz naturel, la solubilisation par inhibition de l'azote dans l'eau et d'autres, ce qui peut contrôler efficacement la forme de la cavité pour la rapprocher de la forme cylindrique idéale, réduire la concentration de stress et améliorer la stabilité. Dans le même temps, la nouvelle conception de cavité met davantage l'accent sur l'espacement des puits et la stabilité de la colonne, évitant l'influence mutuelle des cavités en raison du rétrécissement excessif de la colonne.

Fig. 4 Average deformation rate of the study area from August 2021 to August 2024

De plus, les roches salines de cette zone d'étude appartiennent à la catégorie des roches salines lamellaires dont les couches salines sont réparties prosodiquement avec des intercalaires non salins (p. ex. mudstone, plâtre). Les vieilles cavités peuvent être situées dans des zones où il y a plus d'intercalaires et où la pureté de la roche saline est faible, ces intercalaires ont de mauvaises propriétés mécaniques et sont sujets à la déformation plastique sous l'effet de contraintes à long terme. Tandis que la nouvelle cavité donne la préférence aux zones avec une grande pureté de roche saline et peu de sandwich, ce qui réduit encore le risque de sédimentation.

4.2 caractéristiques de l'évolution temporelle des déformations de surface dans la zone d'étude

Pour révéler davantage les caractéristiques évolutives temporelles de la déformation de la surface de la zone d'étude, les dépôts cumulés de la zone d'étude ont été obtenus à l'aide de la technologie FS - InSAR.Fig. 5Les dépôts cumulés pour la période semestrielle dans la zone d'étude 2021 - 08 - 10 - 2024 - 08 - 30 sont répartis sur les périodes 2021 - 08 - 10 - 2022 - 02 - 06, 2021 - 08 - 10 - 2022 - 08 - 17, 2021 - 08 - 10 - 2023 - 02 - 01, 2021 - 08 - 10 - 2023 - 08 - 24, 2021 - 08 - 10 - 2024 - 02 - 08, 2021 - 08 - 10 - 2024 - 08 - 30. On peut voir que la sédimentation cumulative augmente progressivement avec le temps, la régularité est plus évidente, la sédimentation du sol dans la zone de la vieille cavité se développe rapidement, la sédimentation cumulative maximale de 3 ans atteint 266 mm; la sédimentation du sol dans la nouvelle zone de la cavité se développe plus lentement, la sédimentation cumulative de 3 ans ne dépasse généralement pas 50 mm.

Fig. 5 Cumulative deformation of the study area in time series from August 2021 to August 2024

Afin d'analyser la relation entre l'activité d'injection de gaz et la déformation de la surface dans la zone d'étude, des données sur la période d'injection de gaz de 2021 à 2024 ont été recueillies. Étant donné que les variables de forme cumulative acquises par INSAR contiennent à la fois une déformation linéaire et une déformation non linéaire, la déformation non linéaire a été sélectionnée pour une analyse comparative afin de refléter plus clairement la correspondance de la déformation temporelle avec la période d'injection de gaz. Sélection de 4 sites de surveillance INSAR P1 - P4, p1 dans la zone de la vieille cavité et P2 - P4 dans la zone de la nouvelle cavitéFig. 5Triangle vert), dessiner ses courbes variables non linéaires et les périodes d'injection de gaz, telles queFig. 6Montré.Fig. 6L'orange moyen indique la période d'injection d'air et le bleu la période de récupération d'air.

Fig. 6 Comparison between time-series curves of nonlinear deformation at four InSAR points and gas injection-production periods

On voit que les déformations non linéaires de surface présentent des caractéristiques de variation cyclique distinctes et sont fortement corrélées à l'activité d'injection de gaz, c'est - à - dire qu'elles se manifestent principalement par un soulèvement pendant la phase d'injection et par une sédimentation pendant la phase d'extraction. En particulier, de novembre à février - mars de l'année suivante (hiver), les températures sont plus fraîches, l'utilisation du gaz augmente, pour la phase de récupération du gaz, la pression des pores du réservoir est libérée et le squelette rocheux se rétracte élastiquement, provoquant un affaissement de la surface. À l'inverse, de mars à octobre, la phase d'injection d'air est généralement caractérisée par une expansion élastique du squelette rocheux due à une augmentation de la pression des pores du réservoir, ce qui entraîne une tendance générale à l'élévation de la surface. Une analyse plus approfondie a montré que la sédimentation de la surface ne s'arrête pas immédiatement après l'arrêt du prélèvement d'air, mais continue à se décanter pendant un certain temps, avec une période de latence d'environ 60 D. pendant la phase d'injection d'air, qui peut être divisée en trois périodes avant et après, la période antérieure d'environ 45 D est affectée par le prélèvement d'air et la surface continue à se décanter; Augmentation continue vers 90d (à moyen terme) par la suite jusqu'à ce que l'appréciation maximale de levage soit atteinte; Plus tard, sous l'influence de la réduction progressive de l'injection d'air, il y a généralement un phénomène d'affaissement, pour des raisons spécifiques qui doivent être analysées en profondeur en combinaison avec les données de formation de cavité. Il est important de noter que la zone d’étude a été dégagée en raison de 19 jours (2021 - 07 - 22 - 2021 - 08 - 09) avant la surveillance INSAR et que le volume d’air prélevé était important, ce qui a entraîné un affaissement continu du sol au début de la surveillance INSAR.

4.3 vérification de la précision

Les mesures annuelles de 28 points horizontaux de la zone d'étude ont été utilisées pour vérifier séparément la vitesse moyenne de déformation phénoménale de la terre et les variables de forme cumulatives temporelles acquises par FS - InSAR. Tout d’abord, le taux de déformation moyen pour chaque point d’août 2021 à août 2024 a été calculé sur la base de mesures annuelles de 28 points d’horizon; Le point de surveillance INSAR le plus proche dans un rayon de 80 m a ensuite été choisi en fonction du principe de la plus grande proximité et centré sur le point horizontal pour comparer les taux de déformation des deux.Fig. 7La comparaison des vitesses de déformation de 28 points horizontaux et de leurs points INSAR voisins est présentée, la ligne rouge étant la valeur mesurée de niveau et la Ligne bleue la valeur de déformation INSAR. On constate que les tendances des deux résultats de déformation sont globalement cohérentes, avec un maximum de 7,3 mm / a, un minimum de 0,5 mm / A et un écart type de 2,9 mm / a.

Fig. 7 Comparison of deformation rates between 28 leveling points and InSAR in the study area

En outre, une vérification comparative des dépôts cumulés dans le temps a été effectuée à l'aide de mesures de niveau d'année en année.Fig. 8Pour la période de surveillance août 2021 - août 2024, les valeurs de déformation mesurées pour les six points horizontaux sont comparées aux courbes temporelles cumulées de sédimentation de leurs cibles les plus proches des points INSAR. On peut voir que les deux tendances de déformation sont en grande partie cohérentes et que les différences de variables de forme ne dépassent pas 5 mm. Les résultats de la vérification montrent que FS - InSAR peut non seulement obtenir des taux de déformation de surface de haute précision dans la zone d'étude, mais également des variables de forme cumulatives chronologiques fiables.

Fig. 8 Comparison of time series curves of cumulative deformation between six leveling points and InSAR

5 Conclusion

Cet article, basé sur la technologie FS - InSAR, utilise les images radar séquentielles Sentinel - 1 de la phase 79 pour effectuer une surveillance globale des déformations fines dans la zone d'étude d'août 2021 à août 2024, ainsi qu'une analyse détaillée des caractéristiques de la distribution spatio - temporelle des déformations de surface dans la zone d'étude. Les principales conclusions sont les suivantes:

(1) la technologie FS - InSAR peut obtenir des informations de haute précision et de haute densité sur la déformation de la surface dans les eaux et les zones d'étude avec plus de terres agricoles, avec une densité de surveillance expérimentale allant jusqu'à 1121 Points / km ², permettant une surveillance complète de la déformation de la surface du pixel en dehors des plans d'eau. La validation de 28 données de niveau acquises de manière synchrone a montré un écart - type de 2,9 mm / a entre les résultats de la surveillance de la déformation de la surface et le niveau de FS - InSAR.

(2) les cavités anciennes et nouvelles de la zone d'étude présentent des caractéristiques de déformation de surface nettement différenciées. Un certain degré de sédimentation du sol se développe dans la zone de la vieille cavité, avec des vitesses de sédimentation maximales allant jusqu'à 82 mm / A; La décantation de la nouvelle zone de cavité est relativement faible, le taux de décantation est principalement de 10 à 20 mm / a, cette différence peut être liée à l'utilisation de la nouvelle cavité de la technologie avancée de fabrication de cavité comme la solubilisation par inhibition du gaz naturel, la solubilisation par inhibition de l'azote dans l'eau, ce qui permet de contrôler efficacement la forme de la cavité, de réduire la concentration de stress et d'améliorer la stabilité.

(3) L'analyse chronologique montre que la déformation périodique de la surface de la zone d'étude est fortement corrélée à l'activité de gaz de captage par injection. Au cours de la phase d'extraction d'air, la pression des pores du réservoir est libérée, le squelette rocheux subit un retrait élastique et la surface se manifeste principalement par une sédimentation. Inversement, pendant la phase d'injection de gaz, il se manifeste principalement par un soulèvement de surface. Par conséquent, pendant l'exploitation, la pression dans la cavité doit être surveillée de près pour éviter les risques de fluage excessif des formations rocheuses résultant d'une pression trop élevée ou trop faible.

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