以作者查詢圖書館館藏

、以作者查詢臺灣博碩士

、以作者查詢全國書目

、勘誤回報

、線上人數：47

、訪客IP：18.189.180.134

姓名	林器暉(Qi-hui Lin)  查詢紙本館藏	畢業系所	應用地質研究所
論文名稱	永和山構造現地應力與注氣引發斷層再活動評估 (In-situ Stress and Fault Reactivation Potential in Response to Fluid Injection in Yunghoshan Structure)
相關論文	★ 車籠埔斷層活動構造之數值模擬 ★ 臺灣西南部台南至屏東地區地質構造之研究 ★ 車籠埔斷層斷層岩之變形作用與黏土礦物分析 ★ 利用地形計測指標研究台灣南部潮州斷層沿線之活動構造 ★ 以GPS觀測資料探討鐵砧山地區地表變動與地下構造 ★ 鐵砧山現地應力場與斷層再活動分析 ★ 台灣東部石梯坪地區變形條帶之研究 ★ 探討甲仙地震之地表破壞與觸發斷層之關係 ★ 台灣東北角海岸萊萊地區煌斑岩脈及其圍岩之構造演育探討 ★ 藉離散元素法探討竹山槽溝中斷層引致褶皺之構造演育 ★ 利用電測資料推估台灣彰濱地區鑽井場址的地下應力場 ★ 台灣中部三義斷層於后里-豐原地區之近地表地質構造特性研究 ★ 集集地震17年後地形崖與斷層地表破裂之關係探 ★ 菱鐵礦於高壓下電子自旋態轉變與熱傳導率之研究 ★ 以離散元素法模擬苗栗出磺坑地區構造演育與裂隙分布評估 ★ 台灣西南部中寮隧道北端旗山與龍船斷層帶構造特性研究
檔案	[Endnote RIS 格式]    [Bibtex 格式]    [相關文章]   [文章引用]   [完整記錄]   [館藏目錄]   [檢視]  [下載] 本電子論文使用權限為同意立即開放。 已達開放權限電子全文僅授權使用者為學術研究之目的，進行個人非營利性質之檢索、閱讀、列印。 請遵守中華民國著作權法之相關規定，切勿任意重製、散佈、改作、轉貼、播送，以免觸法。
摘要(中)	本研究利用解析方法模擬二氧化碳注入地層造成孔隙液壓上升，作用在斷層面上的有效正應力減少導致斷層再活動之可能性評估。首先蒐集永和山地區鑽井之井下地質報告及電測資料，求得現地的孔隙液壓、鉛直應力、最小水平應力及最大水平應力隨深度的變化，並利用井徑電測(Caliper log)判釋最大水平應力的方位；研究並蒐集井下地質、震測剖面及構造剖面，利用GOCAD軟體建構永和山氣田地下地層及斷層的三維構造，再使用3DStress和Traptester軟體計算斷層面上各區塊因注氣引發重新滑動的潛勢(slip tendency, Ts)及臨界灌注液壓值(Pcp)。分析結果顯示永和山地區的應力梯度分別為鉛直應力23.3 MPa/km，最小水平應力18.35 MPa/km，最大水平應力根據臨界應力斷層摩擦理論(μ=0.6)求得34.03 MPa/km。依據井徑電測判釋的最大水平應力方位在桂竹林層平均為147°，打鹿砂層為157°。假設μ=0.6情況下，藤坪斷層相對於鹿廚坑斷層與龍港斷層，滑移潛勢最高，但低於0.6，所以在目前現地應力作用下屬於穩定狀態。藤坪斷層在滑動前所能承受的臨界孔隙液壓在魚藤坪砂岩(約海面下1240公尺)為7.6 MPa，在打鹿砂層(約海平面下3180公尺)為22.2 MPa。除了應力場及斷層幾何的因素外，由於打鹿砂層內含天然氣的柱壓較靜水壓為小，所以可承受相對較大的臨界灌注液壓。 針對影響藤坪斷層再活動的各項參數進行參數敏感度分析，結果顯示藤坪斷層在魚藤坪砂岩及打鹿砂岩的深度，敏感度最高皆為最小水平應力。以蒙地卡羅情境分析結果，在魚藤坪砂岩注氣不引發此斷層區塊滑動，可承受最保守的灌注壓力為3.35 MPa，相當於二氧化碳柱高481公尺(假設超臨界狀態二氧化碳密度為0.7 g/cm3)。以魚藤坪砂岩在永和山背斜的構造起伏厚度約為250公尺，表示在不超過滿溢點(spill point)情形下進行二氧化碳封存所增加的地層壓力，對藤坪斷層而言，仍然處於穩定狀態；相同地，在打鹿砂岩灌注二氧化碳，最保守灌注壓力為12.06 MPa，相當於二氧化碳柱高1749.30公尺，以打鹿砂岩的構造起伏厚度約為800公尺，表示在此條件下進行二氧化碳激勵天然氣採收所增加的地層壓力，不致造成藤坪斷層重新活動。
摘要(英)	An analytical method is applied to simulate CO2 injection into reservoir, which could generate high fluid pressure and trigger slip on reservoir-bounding faults. The magnitudes of vertical stress (SV), formation pore pressure (Pf), minimum horizontal stress (Shmin) and maximum horizontal stress (SHmax) are obtained from drilling and down-hole logging data, and 3-D subsurface structure of the Younghoshan filed is modeled using GOCAD software. The risk of fault reactivation is assessed using 3DStress and Traptester. Under current in-situ stress, Tengping fault has higher slip tendency compared to Lungkang and Luchukeng faults, but still less than frictional coefficient of 0.6 a common threshold value for motion on incohesive faults. At the depth of the Yutengping sandstone (1240 mbsl), approximately 7.6 MPa of excess pore pressure would be required to cause the Tengping fault to slip, and at deeper Talu sandstone, approximately 22.2 MPa of excess pressure would be required to cause the Tengping fault to slip. In addition to the stress field and fault plane geometry, the natural gas-bearing Talu sandstone has formation pressure less than the hydrostatic, would take in more fluid injection and pore pressure. Sensitivity analysis of the parameters affecting the slip potential of optimally oriented Tengping fault indicates that Shmin has highest effect on the critical pressure perturbation at the depths of Yutengping and Talu sandstones. Scenarios tests via over 10,000 Monte Carlo Simulations show that in the pessimistic case, the critical perturbation pressure at the depth of the Yutengping sandstone to initiate slip on the Tengping fault is nearly 3.35 MPa (corresponds to a CO2 column height of ~ 481 m). It can be expected that the injection of CO2 will not reach the 3.35 MPa because the structural closure of Yutengping sandstone controls the accumulation of CO2 of 250 m or a pressure of 1.39 MPa. Similar results also indicate that CO2 injection in the deeper Talu sand will not compromise stability of the Tengping fault.
關鍵字(中)	★ 永和山 ★ 現地應力 ★ 地質力學模擬 ★ 斷層再活動	關鍵字(英)	★ Yunghoshan ★ in-situ stress field ★ geomechanical modelling ★ fault reactivation
論文目次	中文摘要 ……………………………………………………………… i 英文摘要 ……………………………………………………………… iii 誌謝 ……………………………………………………………… v 目錄 ……………………………………………………………… vi 表目錄 ……………………………………………………………… xiii 圖目錄 ……………………………………………………………… ix 符號說明 ……………………………………………………………… xv 第一章 緒論………………………………………………………… 01 1.1 研究動機與目的…………………………………………… 01 1.2 研究流程…………………………………………………… 02 1.3 本文內容…………………………………………………… 03 第二章 研究區域…………………………………………………… 05 2.1 區域地質概述……………………………………………… 05 2.2 地層………………………………………………………… 05 2.3 地質構造…………………………………………………… 06 第三章 資料來源與研究方法……………………………………… 13 3.1 資料來源與選取…………………………………………… 13 3.2 電測特性與用途…………………………………………… 14 3.3 現地應力…………………………………………………… 15 3.3.1 地層孔隙液壓…………………………………… 15 3.3.2 鉛直應力………………………………………… 19 3.3.3 最小水平應力…………………………………… 19 3.3.4 最大水平應力…………………………………… 24 3.3.5 應力方位………………………………………… 34 3.4 永和山地區三維地質模型………………………………… 39 3.5 臨界孔隙液壓差與滑移潛勢評估………………………… 39 第四章 研究成果…………………………………………………… 46 4.1 電測解釋…………………………………………………… 46 4.2 永和山現地應力與分析…………………………………… 52 4.2.1 地層孔隙液壓…………………………………… 52 4.2.2 鉛直應力………………………………………… 53 4.2.3 最小水平應力…………………………………… 53 4.2.4 最大水平應力…………………………………… 53 4.2.5 應力方位………………………………………… 56 4.3 抬昇侵蝕量之計算………………………………………… 72 4.4 永和山地區地下三維造模型……………………………… 72 4.5 斷層再活動潛勢評估……………………………………… 75 4.6 斷層參數敏感度分析與情境分析………………………… 88 4.6.1 參數敏感度……………………………………… 88 4.6.2 情境分析………………………………………… 91 第五章 討論………………………………………………………… 103 5.1 永和山構造現地應力場…………………………………… 103 5.2 地質力學模擬結果………………………………………… 103 5.3 二氧化碳封存潛能評估…………………………………… 105 第六章 結論………………………………………………………… 109 參考文獻 ……………………………………………………………… 112 附錄 ……………………………………………………………… 117
參考文獻	Anderson, E. M., The dynamics of faulting, Oliver and Boyd, Edinburgh, 1951. Bell, J. S., In situ stresses in sedimentary rocks (part 1): measurement techniques, Geoscience Canada, 23, 85-100, 1996. Bell, J. S., In situ stresses in sedimentary rocks (part 2): applications of stress measurements, Geoscience Canada, 23, 135-153, 1996. Byerlee, J. D., Friction of rocks, Pure and Applied Geophysics, Vol. 106, 615-629, 1978. Finkbeiner, T., Zoback, M., Stump B. B., Flemings, P. B., Stress, pore pressure, and dynamically constrained hydrocarbon columns in the South Eugene Island 330 Field, Gulf of Mexico, American Association of Petroleum Geologists Bulletin, Vol. 85, 1007-1031, 2001. Hung, J. H. and Wu, J. C., In-situ stress and fault reactivation associated with LNG injection in the Tiechanshan gas field, fold-thrust belt of Western Taiwan, Journal of Petroleum Science and Engineering, 96-97, 37-48, 2012. Jaeger, J. C. and Cook, N. W. G., Fundamentals of Rock Mechanics, Chapman and Hall, New York, third edition, 1979. Morris, A. P., Ferrill, D. A., Henderson, D. B., Slip-tendency analysis and fault reactvation, Geology Society of America, Vol. 24, 275-278,1996. McFarland, M. J., Morris, A. P., Ferrill, D. A., Stress inversion using slip tendency, computers & Geosciences, 41, 40-46, 2012. Reynolds, S., Hillis, R., and Paraschivoiu, E., In situ stress field, fault reactivation and seal integrity in the Bight Basin, South Australia, Exploration Geophysics, Vol. 34, 174-181, 2003. Reynolds,S. D. , Mildren, S. D., Hillis, R. R., and Meyer J. J., Constraining stress magnitudes using petroleum exploration data in the Cooper-Eromanga Basins, Australia, Tectonophysics, 415, 123-140, 2006. Reinecker, J., Tingay, M., and Muller, B., Borehole breakout analysis from four-arm caliper logs, World Stress Map, Guidelines, 1-5, 2003. Suppe, J., Hu, C. T., Chen, Y. J., Present-day stress directions in western Taiwan inferred from borehole, Petroleum Geology of Taiwan, 21, 1-12, 1985. Suppe, J., Principles of Structural Geology, Prentice-Hall, 1985. Segall, P., Fitzgerald, S. D., A note on induced stress changes in hydrocarbon and geothermal reservoirs. Tectonophysics, 289, 117-128, 1998. Shi, T., Wang, C.Y., Pore pressure generation in sedimentary basins: overloading versus aquathermal, J. Geophys. Res, 91(B2), 2153-2162, 1986. Tingay, M., Reinecker, J., Muller, B., Borehole breakout and drilling-induced fracture analysis from image logs, World Stress Map, Guidelines, 1-8, 2008. White, A. and Hillis, R., In-situ stress field and fault reactivation in the Mutineer and Exeter Fields, Australian North West Shelf, Exploration Geophysics, Vol. 35, 217-222, 2004. Wiprut, D. J. and Zoback, M. D., Fault reactivation, leakage potential, and hydrocarbon column heights in the northern North Sea, Hydrocarbon seal quantification, Vol. 11. NPF Special Publication, Elsevier, Amsterdam, 203–219, 2002. Wu, Y. M., Hsu, Y. J., Chang, C. H., Teng, S. Y., Nakamura, M., Temporal and spatial variation of stress field in Taiwan from 1991 to 2007: insights from comprehensive first motion focal mechanism catalog, Earth and Planetary Science Letters, 298, 306-316, 2010. Yang, K. M., Wu, J. C.,Ting, H. H., Wang, J. B., Chi, W. R., Kuo, C. L., Sequential Deformation in Foothills Belt,Hsinchu and Miaoli Areas:Implications in Hydrocarbon Accumulation, Petroleum Geology of Taiwan, 29, 47-74, 1994. Yu, S. B., Chen, H. Y., Kuo, L. C., Velocity field of GPS station in the Taiwan area, Tectonophysics, 274, 41-59, 1997. Yue, L. F. and Suppe, J., Regional pore-fluid pressures in relation to active thrust faulting in western Taiwan: A test of the classic Hubbert-Rubey hypothesis, unpublished paper. Zakharova, N.V. and Goldberg, D.S., 2014, In situ stress analysis in the northern Newark basin: implications for induced seismicity for CO2 injection, Journal of Geophysical Research Solid Earth, 119. DOI:10.1002/2013/13JB010492. Zoback, M. D., Barton, C. A., Brudy, M., Castillo, D. A., Finkbeiner, T., Grollimund, B. R., Moos, D. B., Peska, P., Ward, C. D., Wiprut, D. J., “Determination of stress orientation and magnitude in deep wells”, International Journal of Rock Mechanics & Mining Science, Vol. 40, 1049-1076, 2003. Zoback, M. D., Reservoir Geomechanics, Cambridge university press, New York, 2007. Zoback, M. D., Moos, D., Mastin, L., Well bore breakouts and in situ stress, Journal of Geophysical Research, 90, 5523-5530, 1985. 王墨江、王勝雄、陳永隆、陳大麟、吳健一，利用低熱值礦品氣增產凝結油之可行性研究，中國石油股份有限公司探採研究所研究報告，1993。 陳大麟、陳永隆、吳健一，油氣層流體相態行為之模擬─永和山、鐵砧山、青草湖氣田，中國石油股份有限公司探採研究所研究報告，1992。 曾繼忠，陳大麟，胡興台，林再興，永和山氣田二氧化碳封存先導試驗模擬研究，礦冶，第五十六卷，第一期，第23-40 頁，2012。 范振暉、吳健一、范來富、張福光、吳世雄，注產氣防砂技術評估，石油探採研究彙報，26，363-365 頁，2002。 范振暉、吳健一，利用岩石力學評估鐵砧山儲氣窖鑽水平注產氣井出砂之可能性，石油季刊，38(1)，1-13 頁，2002。 汪蘭君，鐵砧山現地應力場與斷層再活動分析，國立中央大學，碩士論文，2010。 何春蓀，台灣地質概論─台灣地質圖說明書，經濟部中央地質調查所，共169 頁，1986。 毛爾威，台灣石油系統：從大地構造看台灣石油探勘遠景，中國石油股份有限公司台灣油礦探勘總處，1997。 鍾開增，苗栗地區麓山帶之地質構造，國立中央大學，碩士論文，1996。 黃旭燦，楊耿明，吳榮章，丁信修，李長之，梅文威，徐祥宏，斷層活動性觀測與地震潛勢評估調查研究─台灣陸上斷層帶地質構造與地殼變形調查研究(5/5)-台灣西部麓山帶地區地下構造綜合分析，經濟部中央地質調查所報告，第93-13 號，共59頁，2004。 謝青雲，台灣西北部陸海域構造轉換帶特性研究，國立成功大學，碩士論文，2013。 中國石油探採事業部，苗栗縣永和山構造第十七號探井地下地質報告，中國石油公司探採事業部內部報告，1987。 中央地質調查所，苗栗圖幅，1995。 邱紹平、吳金通，油氣井測試-探採叢書之十二，初版，1973。 台灣中油全球資訊網，取自http://www.cpc.com.tw/big5/content/index01.asp?sno=180&pno=108 謝世雄、胡錦城，台灣重力與磁力之研究，台灣石油地質，第10號，第283-322頁，1972。 洪日豪、范振暉，「台灣竹苗地區地下應力狀態評估」，台灣中油公司探採研究所，2009。 嚴珮綺，利用鑽井資料推估台灣新竹至台中地區的地下應力狀態，國立中央大學，碩士論文，2012。 中油股份有限公司，石油探採─訓練叢書(第三冊)，初版，2003。 陳正旺，車籠埔斷層周圍岩石力學之初探，國立台灣大學，碩士論文，2005。 李德河，陸域構造封存機制及注儲工程，行政院環保署內部報告，2010。 張嘉福，苗栗縣鐵砧山氣田淺層構造震測解釋與二氧化碳封存量評估，國立中央大學，碩士論文，2012。 中油股份有限公司，石油探採─訓練叢書(第四冊)，初版，2003。 范振暉，吳建一，利用岩石力學評估鐵砧山儲氣窖鑽水平注產氣井出砂之可能性，台灣中油公司，石油季刊，第38卷，第一期，1-13頁，2002。
指導教授	洪日豪、黃文正(Jih-hao Hung Wen-jeng Huang)	審核日期	2014-8-8
推文	facebook   plurk   twitter   funp   google   live   udn   HD   myshare   reddit   netvibes   friend   youpush   delicious   baidu
網路書籤	Google bookmarks   del.icio.us   hemidemi   myshare