تأثیر پارامترهای الاستیک لایه ها بر نحوه ی گسترش شکست هیدرولیکی با استفاده از روش ناپیوستگی- جابجایی

Abstract

شکست هیدرولیکی به عنوان روشی برای تحریک مخازن نفتی به عوامل مختلفی از جمله خصوصیات محیطی که شکستگی در آن رشد می­کند بستگی دارد. خصوصیات مکانیکی لایه­ها به عنوان یکی از مهم‌ترین پارامترهای تأثیرگذار بر روند پیشروی شکست هیدرولیکی و هندسه‌ی آن شناخته می­شوند. در این تحقیق با تغییر پارامترهای مقاومتی محیط دربرگیرنده‌ی شکست هیدرولیکی، فرآیند گسترش شکست هیدرولیکی در محیط‌های چند لایه(محیط نرم و سخت) و تحت تأثیر پارامترهای الاستیک، مورد ارزیابی قرارگرفته است. بدین منظور روش المان مرزی بر اساس فرمول‌بندی ناپیوستگی- جابجایی برای حل گسترش شکست هیدرولیکی در سازندهای لایه­ای مورد استفاده قرار گرفت. از المان‌های مرتبه‌ی بالا برای مدلسازی مرز ترک و محیط به همراه المان نوک ترک برای افزایش دقت این روش عددی ارائه‌شده در محیط­های ناهمگن(2DFPM) استفاده‌شده است. صحت روش عددی ارائه‌شده در مدلسازی مواد ناهمگن، به وسیله‌ی تعدادی مسئله‌ی دارای حل تحلیلی تأیید گردید. در این مطالعه تنش‌های کششی ایجادشده در امتداد فصل مشترک به همراه فاکتور شدت تنش موجود در نوک ترک برای بررسی رفتار گسترش شکست هیدرولیکی در شرایط مختلف محاسبه گردیدند. نتایج نشان می­دهد که بسته به وضعیت قرارگیری شکست هیدرولیکی نسبت به فصل مشترک (عمود، گذرنده و موازی) و همچنین پارامترهای محیط در برگیرنده‌ی شکستگی، میزان فاکتور شدت تنش ایجادی در نوک ترک و تنش­های کششی در امتداد فصل مشترک متفاوت خواهند بود، که این دو پارامتر امکان گسترش شکستگی و یا احتمال توقف آن را تعیین می‌نمایند. همچنین میزان بازشدگی شکست هیدرولیکی به خصوصیات الاستیک لایه‌ها وابسته بوده و تغییر خصوصیات الاستیک لایه­ها می­تواند هندسه شکستگی را تحت تأثیر قرار دهد.