فهرست نشریات علمی دسترسی آزاد ایران

با توجه به اهمیت بالای شکست هیدرولیکی در صنایع نفت و گاز برای تحریک و افزایش ظرفیت مخازن نفتی، تحلیل رشد ترک در این محیط‌ها طی این فرآیند، بسیار حایز اهمیت است. با وجود آن که مقدار تخلخل در این مخازن ممکن است پایین باشد اما این تخلخل‌ها و ترک‌ها حتی در مقیاس میکرو به عنوان نقاط ضعف و ناپیوستگی‌های محیط به شمار می‌آیند و عامل تعیین‌کننده‌ای در تعداد و مسیر ترک‌ها هستند. در مقاله حاضر، با استفاده از علم مکانیک شکست الاستیک خطی، نحوه ایجاد، رشد و گسترش ترک در نمونه‌های متخلخل در اثر فشار سیال، به روش اجزای محدود توسعه‌یافته (XFEM) با نرم‌افزار اجزای محدود آباکوس، بر اساس معیار حداکثر تنش اصلی و معیار مستقل از حالت شکست، مدلسازی و تحلیل شده است. برای صحت‌سنجی روش ارایه شده، نتایج مدلسازی عددی با نتایج تحلیلی موجود به روش KGD مقایسه شده و با خطای 04/0 درصد در حداکثر اندازه دهانه ترک و 87/4 درصد در حداکثر طول ترک، تطابق قابل قبولی حاصل شد. صحت نتایج نشان داد که استفاده از المان‌های فنر با عنوان تکیه‌گاه الاستیک برای شبیه‌سازی خواص الاستیک محیط پیرامونی مدل، می‌تواند مفید و موثر باشد. فرآیند مدلسازی شکست هیدرولیکی روی تصاویر میکرو سی‌تی‌‌اسکن سه نمونه واقعی ماسه‌سنگ انجام و مسیر و نحوه رشد ترک تحلیل و بررسی شده است. همچنین میزان انرژی جذب شده در واحد طول در هر نمونه محاسبه و شکل نهایی گسترش ترک با افزایش فشار تزریق ارایه شده است. در ادامه، با محاسبه درصد فضای خالی قبل و بعد از شکست در هر نمونه، شکست مطلق و نسبی در هر مورد محاسبه و نتایج با یکدیگر مقایسه شده‌اند. نتایج نشان می‌دهد که در اثر فشرده شدن و کاهش تخلخل در نمونه‌ها، انرژی جذب شده در واحد طول کاهش یافته است و سطح کمتری از نمونه تحت تاثیر شکست هیدرولیکی قرار می‌گیرد.