فهرست نشریات علمی دسترسی آزاد ایران

فشار شکست سنگ پارامتری کلیدی در طراحی عملیات شکافت هیدرولیکی می‌باشد. فاکتور‌های خواص سنگ (مکانیکی و پتروفیزیکی)، خواص سیال، میدان تنش‌های برجا و فشار منفذی عوامل موثر بر فشار شکست را شامل می‌شوند. براساس داده‌های میدانی، ترکیب یونی آب منفذی و برهم‌کنش‌های ژئوشیمیایی در نقاط مختلف یک سنگ مخزن تحت یک میدان تنش یکسان، می‌تواند متفاوت باشند. بنابراین در این نقاط، فشار شکست نیز می‌تواند متفاوت رفتار کند. به کمک مدل‌های تئوری مختلف می‌توان فشار شکست را تخمین زد. اما در روابط این مدل‌ها اثر تعامل ژئوشیمایی آب منفذی-سنگ مستقیما دیده نمی‌شود. همچنین دقت تخمین فشار این روابط کماکان چالش برانگیز است. در این مطالعه با استفاده از نتایج پژوهش‌های پیشین، دقت مدل‌های مرسوم تخمین فشار شکست و اثرات احتمالی شیمی آب مخزن بر فشار شکست بررسی گردید. همچنین مدل جدیدی با مفهوم تنش موثر در قالب فشار انفصال دانه-به-دانه و به‌کارگیری اصل برهم‌‌نهی توزیع تنش‌های اطراف دیواره چاه توسعه یافت. بر اساس نتایج، اکثر مدل‌های مرسوم تخمین فشار شکست در عملیات شکافت هیدرولیک ناموفق هستند. به عنوان مثال، خطای متوسط مدل بسیار مرسوم هابرت-ویلیس حدود 34.7% می‌باشد. همچنین این بررسی نشان می‌دهد که شیمی آب منفذی بر ترشوندگی و فشار شکست سنگ به‌دلیل مشارکت نیروهای بین سطحی طبق تئوری Derjaguin–Landau–Verwey–Overbeek (DLVO) اثر دارد. اما میزان و نحوه‌ تاثیر ترشوندگی (آب-دوستی یا نفت-دوستی) سنگ کربناته بر فشار شکست سنگ به واسطه‌ تغییر استحکام سنگ مبهم و به نحوه‌ جایگیری فازهای ترکننده در سطوح تماس دانه‌های سنگ وابسته می‌باشد. نتایج مدل مفهومی نشان داد که با افزایش غلظت یون سولفات موجود در آب منفذی سنگ کربناته ریزدانه ( گچی(Chalk) )، فشار شکست سنگ کاهش می‌یابد.