Reversão detalhada das deformações superficiais de reservatório de caverna salina por FS-InSAR e análise das características de evolução espaço-temporal

ZHANG Jiaji ,  

WU Hongan ,  

LIU Zhenzhen ,  

ZHANG Yonghong ,  

WANG Ziyu ,  

KANG Yonghui ,  

WEI Jujie ,  

摘要

A China enfrenta um conflito marcante entre a oferta e a demanda de gás natural, com uma grande necessidade de regulação de picos, tornando os reservatórios subterrâneos do tipo caverna salina uma infraestrutura chave para garantir a estabilidade no fornecimento de gás. No entanto, o fluência da rocha salina sob alta pressão nestes reservatórios provoca deformações significativas na superfície, ameaçando gravemente a segurança operacional. Portanto, a obtenção precisa das informações sobre a deformação superficial do reservatório é uma condição essencial para garantir sua operação segura e estável. Este estudo baseia-se na tecnologia FS-InSAR (InSAR de corpo de espalhamento completo) e utiliza 79 imagens de radar Sentinel-1 em série temporal para reverter com precisão o campo de deformação superficial de um reservatório de caverna salina de agosto de 2021 a agosto de 2024. Foram analisadas as diferenças espaciais na deformação, combinadas com dados de injeção e produção de gás para comparar a evolução temporal da deformação. Os resultados mostram que a tecnologia FS-InSAR pode obter informações de deformação superficial com alta precisão e densidade em áreas com grande distribuição de corpos d’água e terras agrícolas, com uma densidade experimental de monitoramento de 1121 pontos/km², alcançando o monitoramento da deformação superficial em todos os pixels, exceto nas áreas aquáticas. A validação com 28 dados nivelados mostrou um desvio padrão de 2,9 mm/ano entre os resultados de deformação InSAR e as medições de nivelamento. Diferentes zonas do reservatório apresentam características diferenciadas de deformação superficial, sendo que a área de câmaras antigas apresenta certo grau de subsidência do solo com uma taxa máxima de 82 mm/ano; a área de câmaras novas apresenta subsidência relativamente menor, geralmente entre 10-20 mm/ano, possivelmente relacionada às avançadas técnicas de criação de câmaras que utilizam inibição por gás natural e inibição por nitrogênio. Temporalmente, a deformação superficial apresenta uma periodicidade significativa, altamente correlacionada com as atividades de injeção e produção, elevando a superfície durante a fase de injeção e causando subsidência durante a fase de produção. Este estudo fornece uma referência importante para a identificação precoce de áreas de alto risco de deformação em todo o reservatório, auxiliando na programação científica e gestão das operações de injeção e produção de gás.

关键词

interferometria radar de abertura sintética; corpo de dispersão completo; reservatório de caverna salina; deformação superficial; injeção e produção de gás

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