بررسی عددی پارامترهای مکانیک شکست در فرایند شکافت هیدرولیکی

بررسی عددی پارامترهای مکانیک شکست در فرایند شکافت هیدرولیکی

سعید اسدی، دانشجوی کارشناسی ارشد زمین شناسی مهندسی از دانشگاه تهران، saeedasadi.ut@gmail.com

طیبه یغماییان مهابادی، دانشجوی کارشناسی ارشد زمین شناسی از دانشگاه تهران، t.yghmaeian@gmail.com

بهمن بهلولی، دکترای مکانیک سنگ از دانشگاه چالمرز سوئد 1380، عضو هیئت علمی دانشگاه تهران،bahman.bohloli@gmail.com

محمدرضا ملکی جوان، دکترای ژئوتکنیک از دانشگاه تهران 1386، عضو هیئت علمی دانشگاه تهران، malekijavan@yahoo.com

چکیده :

در صنعت نفت به منظور افزایش نفوذپذیری نفت به داخل چاه، ایجاد ترک مصنوعی با استفاده از تکنولوژی شکافت هیدرولیکی بسیار مورد توجه قرار دارد. از آنجائیکه شکست سنگ درنتیجه انتشار یک یا چند ترک اتفاق می افتد، بنابراین می توان آن را به صورت یک مسئله مکانیک شکست شرح داد. مکانیک شکست، بررسی فرایند رشد ترک در یک نمونه تحت یک میدان معین تنش می‌باشد. پیش بینی دقیق مسیر و میزان رشد ترک، تعیین مقدار دقیق فشار لازم برای به وجود آوردن ترک­های مناسب و پیش رونده در دیواره چاه و سایر پارامتر­های مهم و موثر در این پدیده، ضرورت تعیین پارامترهای مکانیک شکست در سنگ­های اطراف چاه را به خوبی مشخص می­کند. در این تحقیق از روش اجزای محدود برای محاسبه پارامترهای مکانیک شکست و مطالعه خصوصیات شکست در شرایط مختلف استفاده شده است. بر این اساس پارامتر­های فاکتور شدت تنش (KI,KII)، انتگرال  Jو تنش T برای ارزیابی نحوه شروع و گسترش شکستگی­ها محاسبه شده و تاثیر فشار محصور کننده بر روی این پارامتر ها مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج نشان می­دهند که با افزایش فشار محصور کننده فاکتور KI افزایش ولی فاکتور KII ثابت می­ماند. همچنین با افزایش طول ترک، مقدار  انتگرال J و تنش T نیز افزایش می­یابد.

کلید واژه ها: : شکافت هیدرولیکی، مکانیک شکست، روش اجزای محدود، فاکتور شدت تنش