خانه :: اساتید :: اخبار

بازدید:29655   بروزرسانی: 10-06-1398

Ali Lakirouhani

علی لکی روحانی و سعید فرخنده
  پارامترهای مؤثر بر فشار شکست در آزمون شکست هیدرولیکی، مدل‌سازی به روش تفاضل محدود
Effective Parameters on Breakdown Pressure in Hydraulic Fracturing, Modeling with Finite Difference Method
چکيده


اگرچه شکست هیدرولیکی دارای کاربردهای فراوانی می‌باشد اما فشار شکست بدست آمده از پروسه شکست هیدرولیکی دارای اهمیت فراوانی است، از این جهت که این فشار به تنش‌های برجای محیطی ارتباط پیدا می‌کند. در شکست هیدرولیکی سیال در طی زمان، به درون یک گمانه تزریق می‌شود تا زمانیکه فشار آن به حدی برسد که در جدار گمانه شکست کششی رخ دهد. فشار سیال درون گمانه، در لحظه رخداد شکست را فشار شکست می‌گویند که معادل است با نقطه پیک بدست آمده از منحنی فشار- زمان. روابط ساده و کلاسیکی وجود دارد که فشار شکست را به تنش‌های برجای محیطی ارتباط می‌دهد و تخمین تنش‌های برجا از چالش‌های مهم در ژئومکانیک می‌باشد. در این مقاله به مدل‌سازی شکست هیدرولیکی با استفاده از شبکه تفاضل محدود پرداخته می‌شود. مدل‌سازی به صورت دوبعدی با فرض کرنش مسطح می‌باشد. هدف از مدل‌سازی بررسی بر روی پارامترهای موثر بر فشار شکست می‌باشد، پارامترهایی که در روابط کلاسیک وجود ندارند اما موثر بر فشار شکست هستند. پس از صحت‌سنجی مدل و مطابق با نتایج این مقاله فشار شکست نه‌تنها به تنش‌های برجا و مقاومت کششی سنگ ارتباط دارد، بلکه شعاع گمانه‌ای که در آن شکست انجام می‌شود و ترک‌های از قبل موجود در جدار گمانه پارامترهایی موثر در شکست هیدرولیکی و فشار شکست هستند. تغییرات شعاع گمانه در حالت تنش‌های برجای همسان، تأثیری بر فشار شکست ندارد، اما در حالت تنش‌های ناهمسان، افزایش شعاع گمانه موجب کاهش فشار شکست می‌شود و با افزایش تنش انحرافی (اختلاف بین تنش‌های برجا)، نرخ کاهش فشار شکست نیز افزایش می‌یابد.