تعيين حداقل فشار لازم براي آغاز رشد ترك

در طی دهه های گذشته، مطالعات زیادی در زمینه شكست هیدرولیكی انجام شده است. این تكنیك اساسًا برای افزایش محصول دهی چاههای نفت و گاز مورد استفاده قرار میگیرد. از آنجایی كه عملیات شكست هیدرولیكی یك فرآیند رشد ترك در دیواره چاه است، معمولاً از دیدگاه مكانیك شكست سنگ مورد بررسی قرار می گیرد. شكست و رشد ترك زمانی اتفاق میافتد كه مقدار پارامترهایی نظیر تنش، كرنش و انرژی در اطراف نوك ترك به مقدار بحرانی خود كه معمولاً یك مشخصه ذاتی از هر ماده تركداری است، برسد. یكی از پارامترهای مهم در طراحی و مبحث شكست هیدرولیك، تعیین حداقل فشار لازم برای آغاز رشد ترك میباشد، چرا كه بر اساس این پارامتر پمپهای لازم برای انجام عملیات شكست هیدرولیك تعیین میگردد. برای تعیین این پارامتر از تئوری های شكست استفاده میشود. در این مقاله، با استفاده از اصول مقاومت مصالح و تركیب با تئوریهای شكست، معادله ای برای تعیین حداقل فشار لازم برای آغاز رشد ترك تعیین شد. سپس به بررسی تاثیر پارامترهای مختلف در تعیین حداقل فشار لازم برای شكست پرداخته شد. نتایج نشان دادند كه با افزایش چگالی سنگ، ضریب تنش افقی به قائم، چقرمگی سنگ و عمق سازند برای انجام عملیات شكست هیدرولیك، حداقل فشار لازم برای شكست نیز افزایش یافته و چگالی سیال تاثیر چندانی بر حداقل فشار لازم بر شكست ندارد.

Many studies have been done about hydraulic failuring last decades. This method is mainly used to increase production of oil and gas wells. Since hydraulic fracture treatment is a process of crack growth in the wellbore, it is usually examined from the view of rock fracture mechanics. Fracture and crack growth occur when the value of parameters such as stress, strain, and energy around the crack tip is reached to its critical value that these are usually an inherent feature of any fracturing material. One of the important parameters in the design and concept of the hydraulic fracture is determining the minimum required pressure to initiate crack growth. Because required pumps for hydraulic fracture treatment is determined based on this parameter. For determining of this parameter is used the fracture theories. In this paper, principles of material strength is used in combination with fracture theories, an equation is determined to find the minimum required pressure to initiate crack growth. Then the influence of various parameters was examined. The results showed that by increasing the rock density, the ratio of horizontal to vertical stress, toughness, and rock formations depth to perform hydraulic fracture treatment, the minimum required pressure is increased. Also, fluid density has insignificant effect on the minimum pressure