مدلسازی تحلیلی و عددی شکست هیدرولیکی - مطالعه موردی

انجام عملیات شکست هیدرولیکی سهم قابل توجهی در افزایش تولید نفت و گاز در دنیا داشته است. اگرچه بیش از 60 سال است که در صنعت نفت دنیا شکست هیدرولیکی با موفقیت اجرا می شود، اما در ایران گزارشی از اجرای موفق این عملیات ارایه نشده است. همین امر لزوم توجه هر چه بیشتر دانشمندان ایرانی به این مهم را آشکارتر می سازد. در مدل ایجاد شده توسط نرم افزار آباکوس، مدل سازی چاه به صورت استوانه ای درون بلوک سه بعدی انجام پذیرفت و با در نظر گرفتن المان چسبناک به عنوان ترک فرضی و قرار دادن آن در جهت عمود بر تنش حداقل، از این مدل برای بررسی پیشرفت شکاف در عملیات شکست هیدرولیکی استفاده گردید. پارامترهایی که مورد بررسی قرار گرفتند به دو دسته پارامترهای مربوط به محیط سنگی از جمله تنش های افقی، مدول الاستیک، مقاومت کششی و پارامتر های مربوط به سیال تزریقی از جمله ویسکوزیته سیال تزریقی و دبی سیال تزریقی تقسیم بندی شدند. همچنین، مشکل جریان سیال کوپل شده و توسعه شکاف حل شده است. بخش جریان سیال، با استفاده از روش المان محدود گالرکین حل گردید. متدولوژی کوپل کردن معادله روان سازی با مدل fem برای مدل اثر تقابلی جریان سیال درون شکاف و سنگ های تغییرشکل یافته، توسعه یافته است که نتایج مدل fem تطابق مناسبی با مدل kgd دارد. کلیدواژه ها: شکست هیدرولیکی، لایه شکافی هیدرولیکی، المان چسبناک، اجزا محدود توسعه یافته، مکانیک شکست، آباکوس، جریان سیال کوپل شده، سیال نیوتنی، سیال غیرنیوتنی، شاخص پاورلا، هندسه شکاف. keywords: hydraulic fracturing, extended finite element method, xfem, fracture mechanics, coupled fluid flow, newtonian fluid, non-newtonian fluid, power-law index, fracture geometry, cohesive element.