Zeitschrift für Hydrogeologie und Hydrotechnik

Einfluss von Temperatur und Druck auf den Kompressionsmodul eines poroelastischen Systems

Mumuni Amadu und Adango Miadonye

Druck und Temperatur sind allgegenwärtige physikalische Parameter, die sich auf poröse Systeme unter der Oberfläche sowohl unter geologischen Umgebungsbedingungen als auch bei technischen Arbeiten im Zusammenhang mit Flüssigkeitsinjektion und thermischen Arbeiten auswirken. Für eine effiziente Planung von Arbeiten unter der Oberfläche müssen folglich die Trends bei den Variationen der elastischen Parameter in Abhängigkeit von Temperatur und Druck verstanden werden. In der Literatur zu Erdöl wurden Messungen der Wirkung von Temperatur und Druck auf den Kompressionsmodul gesättigter poröser Systeme durchgeführt. Die berichteten experimentellen Ergebnisse sagen interessante und eindeutige Trends voraus. In dieser Arbeit wird die Wirkung von Druck und Temperatur auf den Kompressionsmodul des gesättigten porösen Systems unter undrainierten Bedingungen, die überwiegend auf Umgebungen mit geringer Durchlässigkeit zutreffen, mathematisch untersucht. Die vorgestellte Gleichung kann experimentelle Beobachtungen unter verschiedenen Druck- und Temperaturkombinationen vorhersagen, wie sie in veröffentlichten Arbeiten zu finden sind. Außerdem sagt das Modell für poroelastische Systeme mit geringerer Anfangsporosität bei gegebenen Temperatur- und Druckbedingungen höhere Kompressionsmodule voraus, was durch experimentelle Daten aus der Literatur untermauert wurde. Mithilfe dieses Modells können die kombinierten Auswirkungen von Temperatur und Druck auf die Kompressionsmodule von magmatischen und Sedimentgesteinen analytisch verglichen werden.