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

ZHANG Jiaji ,  

WU Hongan ,  

LIU Zhenzhen ,  

ZHANG Yonghong ,  

WANG Ziyu ,  

KANG Yonghui ,  

WEI Jujie ,  

摘要

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.

关键词

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

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