بررسی عددی تاثیر اسیدکاری بر نفوذپذیری درزه سنگ ها حین حرکت برشی

در یک توده سنگ درزه دار، عمدتا نفوذپذیری از طریق شبکه ی درزه یا از طریق مجموعه درزه های به هم پیوسته که به صورت کانال های جریان درآمده اند، صورت می گیرد. بررسی وضعیت نفوذپذیری و جریان سیال درون درزه های سنگ یکی از پارامترهای مهم و تاثیرگذار در بسیاری از فعالیت های مهندسی ازجمله حفاری های زیرزمینی، بازیابی و استخراج از مخازن هیدروکربوری و منابع زمین گرمایی به شمار می رود. اسیدکاری درزه سنگ ها به منظور افزایش میزان نفوذپذیری مخازن صورت می گیرد و یک روش کلیدی برای افزایش بهره برداری منابع هیدروکربنی است. با توجه به این که چاه های نفت ایران اغلب در سازند های کربناتی قرار دارند، یکی از بهترین روش ها برای انگیزش چاه ها، اسیدکاری در آنها است. به همین منظور مطالعات آزمایشگاهی و عددی مختلفی باهدف بررسی تاثیر اسیدکاری بر رفتار هیدرولیکی درزه ها انجام گرفته است. درعین حال در اثر جابجایی درزه سنگ ها، الگوی جریان سیال و میزان جریان عبوری از درزه های آسیب دیده، تغییر می کند که این مورد در مطالعات انجام شده درگذشته با شرایط مذکور، موردبررسی قرار نگرفته و هدف اصلی این پژوهش است. در این مطالعه، نمونه های مختلف درزه طبیعی به وسیله روش کشش غیرمستقیم بر سنگ آهک آسماری که سنگ مخزن میدان های نفتی جنوب ایران می باشد، تهیه شده است. بعد از اسیدکاری به وسیله سلول اسیدکاری توسعه داده شده، میزان جریان عبوری سیال در شرایط اولیه اندازه گیری شد. یک کد عددی بر مبنای روش المان محدود در محیط متلب به منظور بررسی عددی تاثیر نرخ برش درزه بر رفتار هیدرولیکی درزه ها در شرایط قبل و بعد از اسیدکاری نیز توسعه داده شده است. نتایج عددی با نتایج آزمون های آزمایشگاهی اعتبارسنجی شده است. نتایج نشان می دهد که با افزایش نرخ برش در هر دو شرایط قبل و بعد از اسیدکاری، میزان دبی عبوری روندی افزایشی دارد. همچنین الگوی جریان سیال با افزایش میزان برش به سمت کانالیزه شدن می رود. بعد از اسیدکاری سطح درزه، اختلاف ضریب زبری و زبری خطی سطوح شکستگی بیشتر شده است که باعث افزایش مقدار هدایت هیدرولیکی اولیه شکستگی می گردد و تغییرات دبی دارای شیب کمتری نسبت به شرایط مشابه در حالت قبل از اسیدکاری است. در برخی موارد، روند تغییرات دبی در شرایط بعد از اسیدکاری، از الگوی کلی تغییرات دبی پیروی نمی کند.

کلیدواژه ها:

نفوذپذیری ، اسیدکاری ، جابجایی برشی ، مدل سازی عددی ، قانون مکعب