شبیه‌سازی روش شکست هیدرولیکی به کمک مدل ترک چسبنده

Abstract

فرایند شکست هیدرولیکی یکی از روش های متداول برای افزایش بهره وری چاه های نفتی است. در این روش، اعمال فشار هیدرولیکی در نقطه ی مشخصی از چاه، باعث ایجاد شکستگی هایی در مخازن شده و تراوایی آن افزوده می شود. در این تحقیق، روش شکست هیدرولیکی بر پایه مفاهیم روش المان محدود شبیه‌سازی شده است. بدین منظور با استفاده از نرم‌افزار ABAQUS شرایط معمول عملیات شکست هیدرولیکی در یک مخزن نفتی شبیه‌سازی شده و از تئوری مدل ترک چسبنده با قانون کشش- جدایش المان محدود توسعه یافته برای ایجاد و گسترش شکاف در درون مدل سه‌بعدی المان محدود استفاده شده است. نتایج نشان می‌دهد که فشار شکست سازند با مقدار تحلیلی آن تطابق خوبی دارد. نمودار نرخ نشت سیال سه مرحله زمانی مختلف را نشان می‌دهد که دو مرحله اول، بیان کننده جهش در هدرروی سیال و مرحله سوم نیز هدرروی دینامیکی را نشان می‌دهد. تغییرات فشار سیال در راستای شکاف روند کاهشی را از خود نشان داد به طوریکه در یک ناحیه میزان فشار سیال از فشار منفذی اولیه مخزن کمتر است که ناشی از پدیده تاخیر سیال در نوک شکستگی می‌باشد. در نهایت نیز تحلیل حساسیتی بر روی تعدادی از پارامترهای موثر بر روی فشار شروع شکست انجام شد که با افزایش همه پارامترها به جز نسبت پواسون، فشار شروع شکست نیز بیشتر شد. همچنین با محاسبه تابع حساسیت و فاکتور حساسیت برای هر یک از پارامترها مشخص شد که مدول یانگ بیشترین و ضریب نرخ نشت سیال کمترین تاثیر را بر روی فشار شروع شکست دارد.