مدل‌سازی عددی سه‌بعدی شکست هیدرولیکی: بررسی تأثیر زمان، نرخ تزریق و ویسکوزیته سیال

نویسندگان

1 دانشکده مهندسی معدن، نفت و ژئوفیزیک، دانشگاه صنعتی شاهرود

2 دانشکده مهندسی معدن، نفت و ژئوفیزیک، دانشگاه صنعتی شاهرود

doi
10.22034/anm.2022.2441
چکیده

شکست هیدرولیکی به‌عنوان یکی از مهم‌ترین تکنیک‌های تحریک مخزن دارای پیچیدگی‌های خاصی است. ازآنجاکه این عملیات بسیار هزینه‌بر و حساس است، انجام آن نیازمند یک طراحی دقیق بوده و لازمه طراحی عملیات، آگاهی از میزان رشد شکاف در نرخ‌های تزریق مختلف و پارامترهای هندسی شکاف در شرایط متفاوت است؛ بنابراین مدل‌سازی سه‌بعدی تنها راه به دست آوردن این مجهولات با بالاترین دقت است. در این تحقیق با استفاده از نرم‌افزار اجزاء محدود آباکوس و بر پایه روش ناحیه چسبناک، یک مدل سه‌بعدی غیرخطی کوپله سیال- جامد ایجاد شده است. این عملیات در یک چاه قائم به وسیله این مدل شبیه‌سازی شده است. در ساخت این مدل از گزارش‌های فنی و نیز تست‌های آزمایشگاهی و برجای انجام شده، در مخزن و چاه مدنظر استفاده شد. از ویژگی‌های این مدل‌سازی می‌توان به مقیاس میدانی آن اشاره کرد. پس از تزریق سیال هندسه شکستگی تحت نرخ‌ها و ویسکوزیته‌های مختلف سیال تزریق‌شده موردمطالعه قرار گرفت. با توجه به نتایج به‌دست‌آمده با افزایش مدت تزریق و همچنین نرخ پمپاژ طول شکستگی افزایش می‌یابد و حداکثر طول ایجاد شده برای سیال با ویسکوزیته یک سانتی‌پواز در زمان تزریق 5 دقیقه با نرخ 35 بشکه در دقیقه یا در زمان تزریق 18 دقیقه و با نرخ 10 بشکه در دقیقه حدود 22 متر است. درحالی‌که حداکثر ارتفاع شکستگی حدود 70 متر است. به علت اختلاف کم تنش برجای شکست هیدرولیکی بیشتر تمایل به رشد ارتفاعی دارد. همچنین حداکثر بازشدگی شکستگی حدود 9 میلی‌متر است. افزایش ویسکوزیته سیال موجب افزایش بازشدگی و تا حدودی باعث بیشتر شدن طول شکستگی می‌شود. درنهایت هندسه شکاف پس از شروع و گسترش شکاف تحت نرخ‌ها و ویسکوزیته‌های مختلف سیال شکاف موردمطالعه قرار گرفت.