تاثیر شکست هیدرولیکی غیر هم دما بر بازیابی نفت از مخازن

درک و کنترل بهتر جهت رشد ترک در طول عملیات شکست هیدرولیکی (HF) برای افزایش بهره وری مخازن نفت، گاز و پروژه های زمین گرمایی ضروری است. تجزیه وتحلیل ساختاری انتشار ترک و تاثیر آن بر جریان سیال به دلیل پیچیدگی خواص سنگ و جنبه های فیزیکی شکست سنگ و رشد ترک، یک موضوع چالش برانگیز است. تفسیر واقعی از فعل و انفعالات پیچیده بین تغییر شکل سنگ، جریان سیال، انتقال حرارت و انتشار شکستگی های ناشی از تزریق سیال برای طراحی شبکه شکست هیدرولیکی بسیار حیاتی است. در این پژوهش، از مدل عددی برای شبیه سازی شکست سنگ و انتشار شکست هیدرولیکی استفاده می شود. تاثیر تغییر شکل سنگ، جریان سیال و انتقال حرارت بر فرآیندهای شکست با استفاده از تجزیه و تحلیل ترمو-هیدرو-مکانیکی (THM) موردمطالعه قرار می گیرد. مشکلات تنیدگی ترمو-هیدرو-مکانیکی به طور گسترده در مهندسی زیرزمین مانند شکست هیدرولیکی و توسعه مخازن زمین گرمایی (EGS) وجود داشته است. سیال سرد تزریق شده به مخازن داغ منجر به تغییر فشار سازند و تغییر دما می شود که باعث ایجاد تغییر شکل هندسه ی ترک در محیط متخلخل می شود. به عنوان یک مشکل عملی، فرآیند شکست هیدرولیکی اغلب شامل تغییر فشار سیال ناشی از تزریق مایع شکستگی، نشت مایع و انتشار شکستگی با رفتار سنگ های شکننده و ناهمگونی های تنش های بر جا است. در این مقاله، تغییر شکل ترمو-پورالاستیک و جریان سیال غیر هم دما در محیط شکسته در نظر گرفته می شوند، سپس روش المان محدود توسعه یافته(XFEM) برای گسسته سازی مدل تنیده شده اتخاذ می شود و مدل توسعه یافته در برابر مدل های تحلیلی انتشار شکست و انتقال حرارت اعتبار سنجی می شود. علاوه بر این، در طراحی مخازن زمین گرمایی و نفت، مهندسان می توانند از شکست حرارتی که هنگام انتقال حرارت بین جریان تزریق شده و ماتریس سنگ برای محاسبه ی تغییرات دهانه ی شکستگی های ایجادشده برای به دست آوردن نفوذپذیری جدید، استفاده کنند. این تنش های حرارتی با استفاده از تحلیل THM تنیده شده محاسبه می شوند و تاثیر آن ها بر انتشار ترک در طول فرآیند شکست هیدرولیکی در مخزن با استفاده از مکانیک آسیب و الگوریتم های بارگذاری حرارتی برای سطوح تازه شکسته شده بررسی می شوند و درنهایت افزایش میزان تولید نفت و منحنی کاهش تولید برای تخمین بهبود برداشت هیدروکربن از مخازن با نفوذپذیری کم محاسبه می شود.

کلیدواژه ها:

ژئومکانیک ، شکست هیدرولیکی(HF) ، تحلیل ترموهیدرومکانیک (THM) ، انتقال حرارت ، رشد ترک ، المان محدود توسعه یافته (XFEM)