مدلسازي عددي براي تعيين عوامل موثر بر فشار شروع شكست در عمليات شكست هيدروليكي

با توجه به نياز روزافزون كشور به نرخ توليد بيشتر از چاه‌هاي نفتي و بازدهي بيشتر مخازن نفت، فعال‌سازي مجدد چاه‌هاي نفت در ايران امري ضروري به نظر مي‌رسد. توليد نفت باگذشت زمان، به دليل كاهش فشار مخزن و بسته شدن ترك‌ها و منافذ ميكروسكوپي موجود در سنگ مخزن كاهش مي‌يابد. شكست هيدروليكي به‌عنوان روشي براي تحريك مخازن نفتي به عوامل مختلفي ازجمله خصوصيات محيطي كه شكستگي در آن رشد مي‌كند، بستگي دارد. خصوصيات مكانيكي لايه‌ها به‌عنوان يكي از مهمترين پارامترهاي تأثيرگذار بر رونـد گسترش شكسـت هيدروليكي و هندسه‌ي آن شناخته مي‌شوند. در پژوهش حاضر، سعي بر اين است كه عوامل مختلف دخيل در شكست هيدروليكي و تاثير هر يك از آنها بر شكست هيدروليكي بررسي شود تا محل مناسب براي انجام عمليات شكست هيدروليكي انتخاب شود كه باعث مي شود هم هزينه هاي عملياتي پايين بيايد و هم شكست بهتر و موثر تري داشته باشيم. در اين تحقيق، توسط نرم‌افزار ABAQUS مدل‌سازي‌هاي عددي در 10 حالت مختلف انجام‌شده و سپس اثر هر يك از اين پارامترهاي ورودي، روي فشار شكست هيدروليكي با انجام تحليل حساسيت بررسي ‌شده است. اين پارامترهاي ورودي كه درواقع داده‌هاي چاه مي‌باشند شامل مدول الاستيسيته، تنش افقي حداقل و حداكثر، تنش قائم، مقاومت كششي، نسبت پواسون و فشار منفذي مي‌باشند. اطلاعات موردنياز از چاه‌هاي حفرشده در سنگ‌هاي كربناته ي ايران گرفته شده است. نتايج نشان مي‌دهد كه تنش افقي حداقل بيشترين تأثير را بر روي فشار شكست دارد و پارامتر هايي مثل تنش قائم و مدول يانگ در تعيين فشار شكست بي تاثير هستند.

According to increasing demand of the country for more production rates and output from oil reservoirs, it's necessary to re-activate the oil wells in Iran. Oil production in overtime Reduces, The reason of this event is decreased reservoir's Pressure and Closure the cracks and microscopic holes. Hydraulic fracture as a method for stimulating oil reservoirs related to various factors including the characteristics of the environment which the fracture grows. Mechanical properties of the layers recognized as the one of the most effective parameters on the progress of hydraulic fracture and its geometry. In this study, we try to indagate the various factors involved in hydraulic fracture and the effect of each of them on hydraulic fracture until reduce both operation costs and better and more efficient failure. In this research, numerical modeling was done by ABAQUS software in 10 different cases and then, the effect of the each input parameters on the hydraulic fracture pressure was investigated by performing sensitivity analysis. Actually these input parameters are well's data and including Young's modulus, minimum and maximum horizontal stress, vertical stress, tensile strength, poison’s ratio and pore pressure. Required information is obtained from excavated wells in carbonate rocks in Iran. The results show's minimum horizontal stress has the most effect on the hydraulic fracture pressure and parameters such as vertical stress and Young's modulus are not effective in determination of hydraulic fracture pressure.