ارزيابي مقاومت كششي با استفاده از نتايج آزمايش شكست هيدروليكي و مقايسه آن با مقاومت كششي برزيلي و مقاومت بار نقطه‌اي: مطالعه موردي (سازند آسماري)

Evaluation of tensile strength using hydraulic fracturing test results and its comparison with Brazilian tensile strength and point load strength, case study: Asmari formation

امروزه به دليل اهميت منابع هيدروكربني و بالا رفتن نرخ مصرف در جهان، نياز به بالا بردن استخراج اين مواد بيش از پيش احساس مي​شود. از طرفي وجود سازندهاي با تخلخل موثر پايين كه سنگ مادر مخازن هيدروكربني محسوب مي­شوند، مانع از بهره ­وري مناسب از اين مخازن مي‌گردند. شكست هيدروليكي كه به عنوان يك فرايند آغاز و گسترش شكستگي­ها در اثر تزريق سيال به درون قسمتي از گمانه حفر شده در سازندهاي سنگي شناخته مي​شود، نقش موثري در افزايش استحصال مخازن هيدروكربني كم بازده دارا مي­باشد. آغاز و گسترش شكستگي­ها وابستگي بالايي به پارامترها و خصوصيات سنگ مخزن دارند. از ميان اين پارامترها مي​توان به مواردي همچون جنس سنگ­هاي تشكيل دهنده، مقاومت كششي سنگ­ها، فشارمنفذي درون سنگ و غيره اشاره نمود. اهميت مقاومت كششي سنگ به منظور پيش­بيني فشار شكست آزمايش شكست هيدروليكي بسيار بالا بوده و خود اين پارامتر نيز تابع سنگ­شناسي سنگ مخزن مي­باشد. از اين روي در اين پژوهش با نمونه­گيري از مقطع تيپ سازند آسماري به بررسي و ارزيابي پارامتر فشار شكست به عنوان تابعي از پارامترهاي مقاومت كششي سنگ و سنگ‌شناسي پرداخته شده است. با دستيابي به مقاومت كششي سنگ از آزمايش شكست هيدروليكي به مقايسه آن با مقاومت كششي برزيلي و مقاومت بارنقطه­اي پرداخته شده است. اختلاف ميان اين نسبت­ها نشان از وابستگي پارامتر مقاومت كششي به روش آزمايش دارد. مقاومت كششي به دست آمده از آزمايش شكست هيدروليكي براي اين سازند حدوداً برابر با 20 مگاپاسكال و نسبت ميان مقاومت كششي شكست هيدروليكي به برزيلي معادل 35/2 مي­باشد. با توجه به حفرات كارستي ريز در ساختار اين سنگ­ها و به تبع آن تخلخل نسبتاً پايين اين سازند و همچنين وجود حفرات درون ذره­اي به دليل وجود فسيل در ساختار سنگ، اختلاف ناچيز در پراكندگي داده­ها و ضريب رگرسيوني 9/0 را مي­توان بدين دليل دانست. تمام شواهد اعم از نتايج خصوصيات فيزيكي و مكانيكي اثبات كننده تأثير سنگ‌شناسي بر نتايج مقاومت كششي بدست آمده از آزمايش شكست هيدروليكي مي­باشد. همچنين مي­توان از آزمايش برزيلين براي ارزيابي تنش‌هاي مورد نياز جهت شكست هيدروليكي استفاده نمود.

Nowadays, the need to enhance the exploitation of hydrocarbon resources due to importance and increase in the rate of consumption of this material is more crucial than ever. On the other hand, the rock formations with low effective porosity, which are considered as hydrocarbon reservoirs prevented to have a suitable productivity of these reservoirs. Hydraulic fracturing is known as a process of initiation and propagation of fractures caused by fluid injection into the part of the boreholes in rock formations, which has an important role in increasing of the exploitation of hydrocarbon reservoirs with low efficiency. Initiation and propagation fractures have a high dependency to the parameters and properties of reservoir rocks. Among these parameters can mention, such as rock material, rock tensile strength, pore pressure and etc. Importance tensile strength of rock for predicting the breakdown pressure of hydraulic fracturing test is remarkable and this parameter is a function of lithology of reservoir rock. Hence, in this study with sampling at typical section of Asmari formation, evaluation of breakdown pressure parameter as a function of rock tensile strength and lithology parameters has been paid. The ratio of hydraulic fracturing tensile strength to Brazilian test tensile strength and Point load test allows prediction of the tensile strength and is an important parameter for simulation of hydraulic fracturing test results. Comparison of these ratios shows that the tensile strength parameter is dependent on the test method. Rock tensile strength that obtained from hydraulic fracturing test is 20.08 MPa and proportion between tensile strength of hydraulic fracturing test to Brazilian test is equal to 2.35. Slight differences in the distribution of data and regression coefficient 0.9 are due to the small karst cavities, relatively low porosity and intragranular voids because of fossils in the rock structure. All evidences, including the results of physical and mechanical properties reveal the influence of lithology on the results of tensile strength obtained from hydraulic fracturing test