بخشی از مقاله
چکیده
موضوع اصلی این تحقیق تفسیر و مدلسازی معکوس دوبعدی دادههای مگنتوتلوریک در جهت ارزیابی هر چه دقیقتر مخازن زمینگرمایی، ارئه مدلی واقعبینانه از ساختار این منابع و تعیین نقاط بهینه حفاری جهت بهرهبرداری از این انرژی تجدیدپذیر در منطقه سبلان است. منطقهی مورد مطالعه در درهی موئیل کوه سبلان، در شمال غربی ایران واقع شده است. مدلسازی دوبعدی براساس روال معکوسسازی مکی انجام شده است. نتایج مدلسازیها تطابق مناسبی با واقعیتهای زمینشناسی داشته بهطوریکه در انتها محل ایستگاههای شماره 8، 11، 28 و 18 جهت حفر چاههای استحصال انرژی در منطقه پیشنهاد شده است.
.1 مقدمه
شناسایی و برآورد مخازن زمینگرمایی در هر کشور از اهمیت به سزایی برخوردار است، زیرا با به اتمام رسیدن سوختهای فسیلی ناچار به استفاده از دیگر اشکال انرژی میباشیم. در بسیاری از کشورها به رغم وجود سوختهای فسیلی، انرژی مورد نیازشان را از منابع زمینگرمایی تهیه مینمایند که از جنبههای مختلف به عنوان یک انرژی پاک و تجدیدپذیر جایگزین بسیار خوبی برای سوختهای فسیلی به شمار میآید.
منابع زمینگرماییمعمولاً در عمق 1 تا 5 کیلومتر واقع شدهاند، بنابراین برای بهرهبرداری مناسب از این منابع، روش پیشرفتهای لازم است که در تعیین این ساختار زمینشناسی عمیق کمک کند. از آنجایی که دما و نفوذپذیری پارامترهایی هستند که بر روی مقاومت ویژه الکتریکی تأثیر میگذارند، روشهای الکترومغناطیسی و الکتریکی میتوانند مدل ساختاری زیرسطحی مناسبی را ارائه دهند. روش مگنتوتلوریک - MT - نسبت به تغییرات مقاومت ویژه الکتریکی حساس است و از آنجا که منابع زمینگرمایی، مقاومت ویژه الکتریکی را کاهش میدهند، این روش به خوبی میتواند آنها را شناسایی کند
به منظور دستیابی به مدلی قابل قبول از وضعیت ساختارهای زیر سطحی، ابعاد ژثوالکتریکی آنها بایستی به طریق مناسبی قبل از مدل سازی عددی تعیین گردد، چرا که در غیر این صورت نتایج تفسیرهای انجام گرفته ممکن است سبب گمراهی و خطای مفسر گردد. پس از تفسیر کیفی دادههای مگنتوتلوریک و به منظور ارزیابیهای کمی دقیقتر از هندسه و پارامترهای ناهنجاریهای الکتریکی زیر سطحی، مدل سازی عددی دادهها بایستی انجام شود
هدف این تحقیق آن است که با استفاده از تحلیل دادههای مگنتوتلوریک و انجام مدلسازی و تفسیر نتایج، مدل تغییرات مکانی مقاومت ویژه زمینگرمایی منطقهی سبلان را تعیین نموده و به وسیله این مدل مکانهای مناسب حفر چاه، جهت بهرهبرداری از انرژی زمینگرمایی در این منطقه را تعیین کنیم.
.2 تئوری و پیشینه تحقیق
سابقه روش مگنتوتلوریک به سال 1950 باز میگردد. کانیارد - 1953 - مبانی نظری و نحوه به کارگیری عملی این روش را عرضه نمود .[3] در روش مگنتوتلوریک با اندازهگیری های سطحی مولفههای عمود بر هم میدان الکتریکی و مغناطیسی توزیع مقاومت ویژه زیر سطحی تخمین زده میشود. مولفه های افقی میدان مغناطیسی و الکتریکی توسط تانسور امپدانس به صورت زیر با یکدیگر مرتبط میشوند:
که +[ و+\ مولفههای افقی میدان مغناطیسی، - [ و - \ مولفههای افقی میدان الکتریکی و ، ، ، اجزای تانسور امپدانس هستند. از این تانسور میتوان اطلاعاتی در مورد بعدپذیری و امتداد ساختارهای رسانا و همچنین پارامترهای مقاومت ویژه و فاز امپدانس، جهت تفسیر دادههای مگنتوتلوریک استخراج کرد:
که 0 نفودپذیری فضای آزاد و بسامد زاویهای میباشد
در حالت مدل دوبعدی معادلات امواج الکترومغناطیسی به دو مد قطبش مستقل TE - میدان الکتریکی موازی با مرز ناپیوستگی - و TM - میدان مغناطیسی موازی با مرز ناپیوستگی - تفکیک میشوند. مد TE طبیعت القایی داشته و برای تشخیص ساختارهای عمیق و نارسانا مفید میباشد، در حالیکه مد TM طبیعت گالوانیکی داشته و برای تشخیص ساختارهای کم عمق و رسانا مفید میباشد .[6] در این تحقیق هر دو مد به طور همزمان مدلسازی شدهاند.
.3 مواد و روشها
در این مطالعه دادههای مگنتوتلوریک 21 ایستگاه مربوط به سال 2007 در قالب دو پروفیل P2 - و - P5 متقاطع - جهت پوشش بهتر ساختارهای موجود در منطقه - مورد بررسی قرار گرفتهاند. این دادهها به صورت فایل دادههای
الکتریکی مبادلهای - EDI - میباشند که در حوزهی فرکانس برداشت شدهاند. شکل - 1 - ارتفاع و موقعیت ایستگاهها و پروفیلهای مورد مطالعه در منطقه سبلان را نشان میدهد.
شکل :1 ارتفاع و موقعیت ایستگاهها و پروفیلهای مورد مطالعه در منطقه سبلان.
مدلسازی معکوس دوبعدی دادههای مگنتوتلوریک با کمک نرمافزار تجاری WinGLink صورت پذیرفته است. روال معکوسسازی این نرمافزار که در این تحقیق مورد استفاده قرار گرفته است، معکوسسازی مدل هموار میباشد که توسط مکی توسعه یافته است. این روال با استفاده از روش گرادیانهای مزدوج غیر خطی، حلهای عادی شده - عادیسازی تیخونوف - برای مسائل معکوس دوبعدی دادههای مگنتوتلوریک را مییابد. در این روال شبیهسازیهای مدل پیشرو با استفاده از معادلات تفاضل محدود تولید شده توسط آنالوگهای شبکه برای معادلات ماکسول محاسبه شده است
