بررسی عددی تأثیر اسیدکاری بر نفوذپذیری درزه‌سنگ‌ها حین حرکت برشی

نویسندگان

1 دانشکده مهندسی معدن، دانشگاه صنعتی اصفهان، اصفهان، ایران

2 دانشکده مهندسی معدن، دانشگاه صنعتی اصفهان، اصفهان، ایران

3 دانشکده مهندسی معدن، دانشگاه صنعتی اصفهان، اصفهان، ایران

4 دانشکده مهندسی معدن، دانشگاه صنعتی اصفهان، اصفهان، ایران

doi
10.22034/anm.2022.2602
چکیده

در یک توده سنگ درزه‌دار، عمدتاً نفوذپذیری از طریق شبکه‌ی درزه یا از طریق مجموعه درزه‌های به‌هم‌پیوسته که به‌صورت کانال‌های جریان درآمده‌اند، صورت می‌گیرد. بررسی وضعیت نفوذپذیری و جریان سیال درون درزه‌های سنگ یکی از پارامترهای مهم و تأثیرگذار در بسیاری از فعالیت‌های مهندسی ازجمله حفاری‌های زیرزمینی، بازیابی و استخراج از مخازن هیدروکربوری و منابع زمین‌گرمایی به شمار می‌رود. اسیدکاری درزه‌سنگ‌ها به‌منظور افزایش میزان نفوذپذیری مخازن صورت می‌گیرد و یک روش کلیدی برای افزایش بهره‌برداری منابع هیدروکربنی است. با توجه به این‌که چاه‌های نفت ایران اغلب در سازند‌های کربناتی قرار دارند، یکی از بهترین روش‌ها برای انگیزش چاه‌ها، اسیدکاری در آنها است. به همین منظور مطالعات آزمایشگاهی و عددی مختلفی باهدف بررسی تأثیر اسیدکاری بر رفتار هیدرولیکی درزه‌ها انجام‌گرفته است. درعین‌حال در اثر جابجایی درزه‌سنگ‌ها، الگوی جریان سیال و میزان جریان عبوری از درزه‌های آسیب‌دیده، تغییر می‌کند که این مورد در مطالعات انجام‌شده درگذشته با شرایط مذکور، موردبررسی قرار نگرفته و هدف اصلی این پژوهش است. در این مطالعه، نمونه‌های مختلف درزه طبیعی به‌وسیله روش کشش غیرمستقیم بر سنگ‌آهک آسماری که سنگ مخزن میدان‌های نفتی جنوب ایران می‌باشد، تهیه شده است. بعد از اسیدکاری به‌وسیله سلول اسیدکاری توسعه داده‌شده، میزان جریان عبوری سیال در شرایط اولیه اندازه‌گیری شد. یک کد عددی بر مبنای روش المان محدود در محیط متلب به‌منظور بررسی عددی تأثیر نرخ برش درزه بر رفتار هیدرولیکی درزه‌ها در شرایط قبل و بعد از اسیدکاری نیز توسعه داده ‌شده است. نتایج عددی با نتایج آزمون‌های آزمایشگاهی اعتبارسنجی شده است. نتایج نشان می‌دهد که با افزایش نرخ برش در هر دو شرایط قبل و بعد از اسیدکاری، میزان دبی عبوری روندی افزایشی دارد. همچنین الگوی جریان سیال با افزایش میزان برش به سمت کانالیزه شدن می‌رود. بعد از اسیدکاری سطح درزه، اختلاف ضریب زبری و زبری خطی سطوح شکستگی بیشتر شده است که باعث افزایش مقدار هدایت هیدرولیکی اولیه شکستگی می‌گردد و تغییرات دبی دارای شیب کمتری نسبت به شرایط مشابه در حالت قبل از اسیدکاری است. در برخی موارد، روند تغییرات دبی در شرایط بعد از اسیدکاری، از الگوی کلی تغییرات دبی پیروی نمی‌کند.