مدل سازی به روش المان محدود توسعه یافته فرآیند شکست هیدرولیکی در یکی از مخازن هیدروکربنی در خلیج فارس

در طی دهههای گذشته مطالعات زیادی پیرامون شکست هیدرولیکی در اطراف چاه های نفت و گاز انجام شده است. شکست هیدرولیکی به فرایند ایجاد ترک به وسیله تزریق تحت فشار یک سیال ویسکوز به داخل گمانه برای تحریک مخازن نفتی می باشد. اطلاعات صحرایی مربوط به عملیات شکست هیدرولیکی عمدتا به صورت نمودار فشار - زمان است که تعیین هندسه ترک از این نمودار ممکن نیست. در این راستا بررسی مدلهای تحلیلی و عددی دو بعدی یا سه بعدی جهت پیش بینی گسترش ترک لازم است. قبل از هر مدلسازی با توجه به محیط سنگی مخزن شناخت کامل پارامترهای مکانیک سنگی و مکانیک شکست سنگ از اهمیت زیادی برخوردار است. یکی مهمترین پارامترهای ترک ایجاد شده در عملیات شکست هیدرولیکی بررسی ضرایب شدت تنش نسبت به تنش های منطقه و زاویه ترک اولیه و زاویه چاه می باشد. این مدلسازی سه بعدی توسط نرم افزار آباکوس و با روش المان محدود توسعه یافته انجام شده است. نتایج بدست آمده نشان می دهد که با افزایش تنش افقی مینیمم ضریب شدت تنش کاهش، با افزایش تنش افقی ماکزیمم وتنش عمودی ضریب شدت تنش افزایش، با افزایش نسبت تنش افقی ماکزیمم به تنش افقی مینیمم ضریب شدت تنش افزایش، با افزایش زاویه صفحه ترک نسبت به چاه ضریب شدت تنش کاهش و با افزایش زاویه چاه نسبت به حالت عمود ضریب شدت تنش در این منطقه تا زاویه 40 درجه کاهش و از آن به بعد افزایش می یابد.

کلیدواژه ها:

شکست هیدرولیکی ، گسترش ترک ، پارامترهای مکانیک سنگی ، ضریب شدت تنش