ساخت نمونه‌های مصنوعی به منظور بررسی اثر پارامترهای شکستگی‌ بر نفوذپذیری

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 اکتشاف معدن، دانشکده مهندسی معدن، نفت و ژئوفیزیک دانشگاه صنعتی شاهرود. اصفهان، ایران

2 دانشیار دانشگاه صنعتی شاهرود

3 دانشیار، دانشکده مهندسی معدن، نفت و ژئوفیزیک، دانشگاه صنعتی شاهرود رییس هیات مدیره انجمن ژئومکانیک نفت ایران

4 دانشیار دانشکده معدن نفت و ژئوفیزیک دانشگاه صنعتی شاهرود

10.22107/jpg.2022.283223.1138

چکیده

هندسه شکستگی‌ها شامل جهت‌داری، فاصله‌داری، دهانه بازشدگی و غیره از جمله پارامترهای تأثیرگذار بر میزان نفوذپذیری در سنگ‌ها می‌باشد. مطالعه اثر جهت‌داری و فاصله‌داری بر میزان نفوذپذیری در مقیاس آزمایشگاهی نیازمند انتخاب نمونه مناسب ازنظر ویژگی‌های فیزیکی و مکانیکی می‌باشد. ازاین‌رو در این تحقیق نمونه‌های مصنوعی شامل بتن و فیبر نخ دار انتخاب شدند و پارامترهای فیزیکی و مکانیکی شامل چگالی، میزان جذب آب، تخلخل، سرعت موج فشاری و برشی، نفوذپذیری، مقاومت فشاری تک‌محوره، مدول الاستیک اندازه‌گیری و با یکدیگر مقایسه شدند. نتایج حاصل از آزمایش نشان داد که نمونه‌ بتنی به دلیل میزان تخلخل، جذب آب، نفوذپذیری نسبتاً بالا و شکننده بودن نمی‌تواند نمونه مناسبی برای این تحقیق باشد. از طرف مقابل نمونه ساخته‌شده از فیبر نخ دار نه‌تنها از ویژگی‌های مناسب فیزیکی و مکانیکی برخوردار می‌باشد، بلکه به دلیل رفتار غیرشکننده و منعطف بودن، مطلوب برای ایجاد شکستگی‌ها با زوایای متفاوت، دهانه بازشدگی یکسان و فاصله‌داری‌های مختلف است.

کلیدواژه‌ها


Shedid, S.A. (2005). "Influences of fracture orientation on oil recovery by water and polymer flooding processes: An experimental approach", Journal of Petroleum Science and Engineering, Vol 50, pp 285-292 .
Shedid, S.A. (2009). "Influences of Different Modes of Reservoir Heterogeneity on Performance and Oil Recovery of Carbon Dioxide Miscible Flooding", Journal of Canadian Petroleum Science, Vol 48, pp 29-36
Farzaneh, S. A., Kharrat, R., Ghazanfari, M. H., (2010), "Experimental study of solvent flooding to heavy oil in fractured five-spot micro-models: The role of fractured geometrical characteristics", Journal of Canadian Petroleum Science, Vol 49, pp 36-43
Chen, L., Huang, Y., (2015), "Experimental study and characteristic finite element simulation of solute transport in a cross-fracture", Geoscience Frontiers, pp 1-5.
Peng, H., Zhao, Zh., Chen, W., Chen, Y., Fang, J., Li, B., (2020), "Thermal effect on permeability in a single granite fracture: Experiment and theoretical model", International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences, Vol 131
Gao, Zh., Li, B., Li, J., Wang, B., Ren, Ch., Xu, J., Chen, Sh., (2021), "Coal permeability related to matrix-fracture interaction at different temperatures and stresses", Journal of Petroleum Science and Engineering, Vol 200.
Jiang, T., Yao,W., Sun, X., Qi, Ch., Li, X., Xia, K., Zhang, J., Nasseri, M.H.B., (2020), "Evolution of anisotropic permeability of fractured sandstones subjected to true-triaxial stresses during reservoir depletion" Journal of Petroleum Science and Engineering, Vol 200.
Arianfar, A., Ramezanzadeh, A., (2020), "Numerical study of limestone permeability changes in terms of effective confining stress, case study: SOUTH PARS RESERVOIR LIMESTONE", An International Journal of Special Topics & Reviews in Porous Media. Vol 11, PP 435-452.
Houben, M.E., Van Eeden, J.C.M., Barnhoorn, A., Hangx, S.J.T., (2020), ''Fracture-Induced Permeability in Whitby Mudstone'', Enviormental science & Technology, Vol 54, pp 9564-9572
Arianfar, A., Ramezanzadeh, A., Khalili, M., (2021), "Numerical modeling of closure effect of natural fracture surfaces of rock on behavior of fluid flow", Journal of Bulletin of Engineering Geology and the Environment, Vol 80, pp 2335-2348.
Zhang, Y., Ma, Y., Hu, Zh., Lei, H., Bai, L., Lei, Zh., Zhang, Q., (2019), "An experimental investigation into the characteristics of hydraulic fracturing and fracture permeability after hydraulic fracturing in granite", Journal of Renewable Energy, Vol 140, pp 615-624.
Congbin, Y., (2018), "Test and analysis on the permeability of induced fractures in shale reservoirs", Journal of Natural Gas Industry, Vol 5, pp 513-522.
Chen, Y., Liang, W., Lian, H., Yang, J., Yang, V.P., (2017), "Experimental study on the effect of fracture geometric characteristics on the permeability in deformable rough-walled fractures", International Journal of Rock Mechanics & Mining Sciences, Vol 98, pp 121-140.
Li, D., Liu, X., Liu, X., (2015), "Experimental Study on Artificial Cemented Sand Prepared with Ordinary Portland Cement with Different Contents", journal of materials, Vol 8, pp 3960-3974
Lee, H., Lee, J.W., Oh, T.M., (2021), Permeability evaluation for artificial single rock fracture according to geometric aperture variation using electrical resistivity, Journal of Rock Mechanics and Geotechnical Engineering, Vol 13, pp 787-797.
ISRM (International Society for Rock Mechanics)., (1978) "Suggested methods for determining tensile strength of rock materials". International Journal of Rock Mechanics and Mining Science Geomechanics Abstract, Vol 15, pp 99–103.
صانعیان، س.، (1393)، پایان‌نامه کارشناسی ارشد: "بررسی نقش جهت‌گیری درزه‌های طبیعی در عملیات ازدیاد برداشت توسط تزریق آبشور در مخازن کربناته به‌ وسیله‌ی سیلاب زنی مغزه در مطالعه‌ی آزمایشگاهی"، دانشکده مهندسی معدن، نفت و ژئوفیزیک، دانشگاه صنعتی شاهرود.
محمدی قراگوز، م.، مومیوند، ح. (1397)، "بررسی تأثیر جهت یافتگی، تعداد دسته و فراوانی ناپیوستگی‌های سنگ قبل و بعد از بهسازی با تزریق سیمان در میزان نفوذپذیری"، پژوهش‌های دانش زمین، سال نهم، شماره 36 ،صفحات 114-127.
شریفی گلویک، ح.، آلوکی بختیاری، ح.، اصفهانی،م .ر.، ولی،ج.، صدیقی، ح.، (1394)، مطالعه نفوذپذیری نسبی به روش پایا روی مغزه‌های ترکیبی کربناته با استفاده از پرتو ایکس جهت تعیین اشباع درجا"، ماهنامه علمی-ترویجی اکتشاف و تولید نفت و گاز، شماره 128 ،صفحات 50-43.
لطفی، م.، تخمچی ، ب.، (1398)، "ارایه رویکرد نوینی برای ساخت مغزه‌های مصنوعی شکسته با الگوی زبری تعریف‌شده برای آزمایش در شرایط مخزن"، نشریه مهندسی منابع معدنی ، شماره 3 ،صفحات 85-67.
امیری، م.، مومیوند، ح.، (1396)، "ساخت ماسه‌سنگ مصنوعی با حوزه وسیعی از تخلخل"، نشریه علمی-پژوهشی ژئومکانیک نفت، شماره 1 ،صفحات 99-85.