بررسی عددی تأثیر میزان نفوذپذیری سازند و هرزروی سیال داخل ترک بر روی مشخصات شکاف هیدرولیکی در مخازن نفت و مقایسه با مدل‌های تحلیلی KGD وPKN

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

دانشکده عمران دانشگاه صنعتی شریف

10.22107/jpg.2022.325939.1156

چکیده

از نقطه نظر مهندسی مخازن نفت، نحوه افزایش تولید از مخازن دارای نفوذپذیری کم و چاه‌های آسیب دیده، یکی از مهم‌ترین و پرچالش‌ترین مسائل می‌باشد. به خصوص اگر این مخازن دارای ذخایر نفتی بالابوده و پتانسیل تولید بیشتری را داشته باشند. روش شکافت هیدرولیکی یکی از روش‌های ازدیاد برداشت از مخازن نفتی است که در چند دهه گذشته مورد توجه بسیاری از محققان قرار گرفته است.
با تزریق سیال تحت فشار به داخل مخزن، می‌توان به تنش‌های برجا و مقاومت کششی سنگ غلبه کرده و در سنگ ترک ایجاد کرد. شرایط ژئومکانیکی مخزن از قبیل سختی سنگ، تنش‌های برجا، مقاومت کششی، میزان نفوذپذیری مخزن، میزان هرزروی سیال داخل ترک به مخزن و ... مستقیماً بر مشخصه‌های شکاف هیدرولیکی ایجاد شده تأثیر می‌گذارند. مدل‌های تحلیلی مختلفی برای پیش‌بینی مشخصه‌های ترک هیدرولیکی وجود دارد. در این میان، دو مدل KGD و PKN از مشهورترین و کاربردی‌ترین مدل‌های تحلیلی شکاف هیدرولیکی هستند. هر دو مدل با در نظر گرفتن شرایط کرنش مسطح در فضای دوبعدی، ولی با دو رویکرد متفاوت ( مدل اول در صفحه افقی و مدل دوم در صفحه قائم ) مشخصه‌های ترک را محاسبه می‌نمایند. در این مدل‌ها برخی از مؤلفه‌های اثرگذار از جمله میزان نفوذپذیری سنگ مخزن و میزان نشت سیال از جداره‌های ترک مورد توجه قرار نگرفته‌اند.
هدف از انجام این پژوهش، بررسی اثر هرزروی سیال تزریق شده به داخل مخزن می‌باشد که تأثیر زیادی در موفقیت یا عدم موفقیت عملیات شکافت هیدرولیکی دارد. در مقاله حاضر، تأثیر دو پارامتر مهم میزان نفوذپذیری سنگ مخزن و میزان نشت سیال از جداره‌های ترک به مخزن بر روی مشخصات شکاف هیدرولیکی، با استفاده از مدل‌سازی عددی به روش XFEM مورد مطالعه قرار گرفته و میزان تأثیر آن‌ها بر طول و عرض ترک و فشار سیال در دهانه ترک مورد ارزیابی قرار گرفته است.

کلیدواژه‌ها