Studio modellistico dei meccanismi di deformazione della matrice
rocciosa rilevabile in giacimenti a gas con la tecnica dei marker
radioattivi ed applicazione ai pozzi profondi del litorale e
dell'offshore Adriatico - Relazione Tecnica Fase II
D. Bau', M. Ferronato, G. Gambolati, P. Teatini
Dept. Mathematical Methods and Models for Scientific
Applications, University of Padova, Padova, Italy
INTRODUZIONE
Il presente rapporto completa la seconda fase del Progetto
di Ricerca sviluppato dall'Universita' di Padova, Dipartimento di Metodi e
Modelli Matematici per le Scienze Applicate (DMMMSA), su incarico
conferito da ENI S.p.A. - Divisione AGIP ed avente come oggetto lo studio
modellistico dei meccanismi di deformazione della matrice rocciosa rilevabile
in giacimenti a gas con la tecnica dei marker radioattivi ed applicazione
ai pozzi profondi del litorale e dell'Offshore Adriatico.
La Fase 2 e' relativa allo studio con modelli 3-D assialsimmetrici della
deformazione locale rilevabile in situ con la tecnica dei marker radioattivi
in presenza di configurazioni litostratigrafiche
tipiche del bacino Adriatico, caratterizzate, alla scala della misura, da
contrasto di permeabilita' verticale e compressibilita' della roccia e da
alternanze di livelletti sabbiosi ed argillosi. Lo studio prevede l'analisi
dell'influenza della distanza tra il pozzo produttivo ed il pozzo di misura
e la valutazione dell'influenza del coefficiente di Biot.
Il dettaglio litostratigrafico messo a disposizione da AGIP, molto superiore
a quello utilizzato fino ad ora nell'analisi statistica delle compressibilita'
da misure in situ, ha consentito una schematizzazione molto accurata della
successione stratigrafica tipica dei livelli monitorati a marker
nell'Offshore Adriatico. La caratterizzazione attraverso elettrofacies
del pozzo Angela-14 (prevista in un prossimo futuro anche per i pozzi
Barbara-101 e Amelia-21) ha resa necessaria la costruzione di una griglia di calcolo
caratterizzata nella zona di maggiore interesse da un passo di
discretizzazione verticale di 1 m e l'utilizzo di quattro tipologie di
sedimenti con altrettante proprieta' idrauliche.
Lo studio della deformazione in situ e' stato eseguito per diversi scenari
che tengono conto della possibile variabilita' dei dati in input al modello.
In particolare sono state considerate due configurazioni stratigrafiche:
la prima, denominata ''argille'' (CL) e tipica di Angela-14, e'
caratterizzata da livelletti sabbiosi mineralizzati di spessore
ridotto (1 m) all'interno di formazioni argillose piu' potenti;
la seconda, denominata ''sabbie'' (SD) e tipica di Amelia-21, e' invece
caratterizzata da formazioni sabbiose piu' spesse (fino a 10-15 m) separate
da sottili strati di argilla. Sono state prese in
considerazione due tipologie di estrazione, una relativa ad un singolo pozzo,
l'altra alla presenza di piu' pozzi, assimilabile ad un pompaggio
uniformemente distribuito. Individuata una configurazione parametrica di base
in relazione ai valori di permeabilita', compressibilita' e coefficiente
di Biot, e' stata eseguita un'analisi di sensitivita' a tali parametri
con lo scopo di valutare l'influenza sullo stato deformativo locale della
maggiore o minore tenuta delle argille di copertura delle formazioni
mineralizzate, della presenza di strati sovra- o sottoconsolidati e di
grani piu' o meno compressibili.
Le simulazioni degli scenari parametrici prescelti sono state eseguite con il
modello poroelastico accoppiato agli elementi finiti descritto nel rapporto
redatto al termine della Fase 1. La presentazione e' organizzata come segue.
Dapprima vengono descritti i dati a disposizione sui
quali e' stata basata la modellizzazione, la metodologia adottata per la
costruzione della griglia di calcolo ed i parametri utilizzati per la
soluzione del modello agli elementi finiti. Sono quindi definiti i diversi
scenari di simulazione. Vengono infine mostrati e commentati i risultati
ottenuti in termini di campi di flusso e di deformazione, come curve di
compattazione/espansione misurabili da marker presenti nel mezzo poroso e come
valori di compressibilita' calcolate a posteriori sulla base della risposta del
modello. Particolare attenzione e' stata posta nell'individuazione di eventuali
fenomeni espansivi del mezzo poroso che possono pregiudicare il calcolo
di un coefficiente di compressibilita' in situ o portare alla determinazione di
valori non rappresentativi della reale deformabilita' del materiale. Il
rapporto e' completato da una serie di osservazioni conclusive.
