Комплексное гидрогеологическое и геохимическое исследование залежей рассола
КЛИЕНТ
Конфиденциально
МЕСТОПОЛОЖЕНИЕ
Мексика
ПЕРИОД
2022-2023
Описание проекта
Наш проект включал детальное гидрогеологическое и геохимическое исследование залежей рассола, целью которого было разработать сложную связанную численную модель для прогнозирования будущих изменений как в твердых, так и в жидких запасах. Эта модель служила важным инструментом управления для клиента. Проект включал создание комплексной концептуальной гидрогеологической и геохимической модели.
Для численного моделирования мы использовали piChem — передовой код, который интегрировал PHREEQC (для термодинамики равновесия) с FEFLOW (для моделирования сложного потока подземных вод). Ключевым нововведением в этом проекте стало корректирование исходного кода piChem с целью включения пространственного распределения минералов в водоносном горизонте, достигнутого с помощью метода кокрикинга. Это усовершенствование повысило точность прогнозов и качество принятия решений.
Наша работа была признана и выбрана для презентации на международной конференции по моделированию FEFLOW, что подчеркнуло её значимость и инновационный подход.
Объем работы
Это исследование направлено на количественную оценку запасов как жидкой (рассол), так и твердой (осажденная соль в породе-хранилище водоносной системы) фаз в различных сценариях для шахты по добыче сульфата натрия, расположенной в экзорейном бассейне в мексиканской пустыне. Кроме того, оно оценивает влияние поступающих жидких растворов, обедненных целевой солью, на запасы шахты. Анализ основан на данных о добыче за 50 лет, что обеспечивает всестороннее понимание долгосрочной доступности ресурсов и тенденций их истощения.
Задачи
- Структурирование и организация комплексной базы данных для экологического мониторинга шахты.
- Анализ динамики потока в шахте и моделирование притока и оттока воды с учетом воздействия двухгодичных проливных дождей и искусственного пополнения запасов.
- Изучение поведения системы и термодинамических факторов, влияющих на осаждение соли в пределах бассейна.
- Разработка интегрированной гидрогеологической и геохимической модели для улучшения управления ресурсами и повышения точности прогнозирования.
- Проектирование приложения для упрощенного моделирования сценариев, позволяющего повысить эффективность принятия решений и планирования ресурсов.
Решение
На первоначальном этапе был выполнен сбор, стандартизация и критический анализ исторических данных. С использованием валидированных данных была структурирована база данных в программном обеспечении HydroGeo Analyst для хранения информации, а также разработаны запросы и отчеты бизнес-анализа для визуализации и анализа данных. Проект продолжился разработкой концептуальных гидрогеологических и гидрохимических моделей, направленных на понимание потока в гиперсолевой лагуне, минералогической реактивности пород-резервуаров и физико-химических факторов, влияющих на осаждение и растворение соли, особенно при инъекции растворов с низким содержанием соли. Геологическая численная модель была разработана с использованием программного обеспечения Leapfrog, в то время как модель подземных вод была создана в FEFLOW из-за его высокой гибкости в определении численной сетки, что позволяет лучше представлять геометрию и распределение моделируемых геологических объектов. Геохимические модели были разработаны с использованием PHREEQC и PHREEPLOT.
После калибровки отдельных моделей с данными мониторинга была проведена пространственная оценка гидрохимического и минералогического состава вдоль поверхностей модели FEFLOW с использованием программ Surfer и ArcGIS. Этот шаг позволил создать модели PHREEQC для всех узлов модели. Затем модели потока и транспорта были связаны с геохимическими моделями в FEFLOW через адаптацию плагина piChem.
Для моделирования различных сценариев было разработано приложение, которое позволяет пользователям вводить желаемые изменения в концентрации растворов, дебиты инъекционных и насосных скважин, а также включение и исключение поступлений и оттоков растворов. Модель обновляется, и приложение выполняет симуляцию. Результаты автоматически экспортируются и интегрируются в отчет BI, связанный с базой данных, что позволяет напрямую визуализировать калибровку модели, сравнение с историческими данными, растворение и осаждение минералов, а также расчет жидких и твердых ресурсов и запасов.
Результаты
Разработанный интерфейсный инструмент облегчает моделирование широкого спектра сценариев без необходимости в глубоком знании моделирования. Это поддерживает устойчивое управление горными активами и позволяет разрабатывать и визуализировать альтернативы, направленные на оптимизацию добычи руды.
Фазы были установлены в равновесии с физико-химическими условиями шахты и оценены на основе их реакций на поступление различных растворов, будь то более или менее концентрированные, и того, как эти реакции влияют на ресурсы и запасы.
Предлагаемые услуги:
- Сбор, стандартизация и анализ геологических, гидрологических, гидрогеологических, гидрохимических, минералогических и геохимических данных в базе данных, структурированной в HydroGeo Analyst.
- Пересмотр/обновление концептуальных гидрогеологических и геохимических моделей, разработанных в других проектах.
- Создание трехмерной геологической модели в Leapfrog.
- Разработка численной модели потока с использованием программного обеспечения Feflow®.
- Разработка геохимической численной модели с использованием программного обеспечения PHREEQC.
- Интегрированное численное моделирование PHREEQC+ FEFLOW с настройкой плагина piChem.
- Разработка удобного интерфейсного инструмента для упрощенного моделирования сценариев.
Примененные технологии:
- FEFLOW
- HGA+
- PHREEQC
- PHREEPLOT
- Leapfrog
- Surfer
- Разработка кастомизированных технологий