تاثير خصوصيات ژئومكانيكي و عملياتي بر فشار شروع شكست هيدروليكي در چاه قائم نفتي

شكست هیدرولیكی را میتوان بصورت فرایندی تعریف كرد كه در طی آن با بارگذاری هیدرولیكی ایجاد شده بوسیله تزریق سیال در قسمتی از چاه، شكستگی در سنگ آغاز شده و گسترش می یابد. در تحقیق حاضر سعی بر تحلیل فشار شروع شكست سازند در این فرایند بر پایه مفاهیم روش المان محدود و بررسی پارامترهای موثر بر آن شده است. بدین منظور با استفاده از نرمافزار ABAQUS شرایط عملیات شكست هیدرولیكی در یك مخزن نفتی شبیه سازی شده و فشار شروع شكست سازند با استفاده از تئوری المان های چسبنده با قانون كشش -جدایش مورد بررسی قرار گرفته است. بر این اساس، به مطالعه تاثیر پارامترهای ژئومكانیكی مخزن شامل مدول یانگ سازند، سختی سنگ مخزن، نسبت پواسون و مقاومت كششی سازند و پارامترهای عملیاتی شامل ویسكوزیته سیال تزریقی و نرخ نشت سیال پرداخته شده است. در نهایت با توجه به نتایج حاصل از نرم افزار میتوان نتیجه گرفت كه میزان فشار شكست سازند با افزایش مدول یانگ، سختی سنگ، مقاومت كششی سنگ و نرخ نشت سیال افزایش مییابد و با افزایش نسبت پواسون نیز این مقدار كمتر میشود. لازم به ذكر است كه با افزایش ویسكوزیته سیال تزریقی، تغییرات فشار شكست سازند دارای رفتار و روند مشخصی نمیباشد

Hydraulic fracturing can be defined as a process in which a hydraulic loading caused by fluid injection in a part of wells, the fracture in the rock initiates and propagates. The present study attempts to analyze the fracture initiation pressure of the process based on the concepts of Finite Element Method and parameters affecting it. For this purpose, ABAQUS software has been used to examine hydraulic fracture initiation pressure in a simulated petroleum reservoir in which the cohesive elements theory with traction-separation law existed. To do so, we studied the influence of parameters such as Formation Youngʹs modulus, fracture stiffness, Poissonʹs ratio and formation tensile strength and operational parameters such as the viscosity of the injected fluid and fluid leak-off rate. Finally, the results of the software show that with the increase of Youngʹs modulus, fracture stiffness, tensile strength of the rock and fluid leak-off rate the fracture pressure increases and with the rise of Poissonʹs ratio it decreases. It should be noted that by increasing the viscosity of the injected fluid, changes of fracture pressure is not clear