بررسی آزمایشگاهی گسترش شکست هیدرولیکی در محیط های چند لایه

نویسندگان
1 دانشجو
2 مدیر گروه
3 هیات علمی
چکیده
شکست هیدرولیکی به عنوان روشی برای تحریک مخازن نفتی به عوامل مختلفی از جمله خصوصیات محیطی که شکستگی در آن رشد می کند بستگی دارد. ناپیوستگی های موجود در مسیر ترک و خصوصیات مکانیکی آنها به عنوان یکی از مهمترین پارامترهای تأثیر گذار بر روند پیشروی شکست هیدرولیکی و هندسه آن شناخته می شوند. در این تحقیق با بررسی فرآیند برخورد و اندرکنش شکست هیدرولیکی با فصل مشترک لایه ها، نحوه گسترش و چگونگی توقف شکست هیدرولیکی در محیطهای چند لایه، مورد ارزیابی قرار گرفت. با انجام آزمایش شکست هیدرولیکی بر روی نمونه های مکعبی چند لایه، نحوه گسترش آن در سلول سه محوره واقعی و در حضور ناپیوستگی ها مورد بررسی قرارگرفت. همچنین با تغییر پارامترهای مقاومتی محیط دربرگیرنده شکست هیدرولیکی روند رشد ترک از محیط نرم به سخت و از محیط سخت به نرم و تأثیر پارامترهای الاستیک مورد مطالعه قرار گرفت. نتایج نشان داد که نوع ناپیوستگی؛ درزه باز، بسته و دارای پرشدگی تأثیر قابل توجهی بر روند رشد شکست هیدرولیکی دارد و همچنین تغییر خصوصیات الاستیک لایه ها می-تواند نحوه رشد ترک و هندسه آن را تحت تأثیر قرار دهد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله English

experimental investigation of hydraulic fracturing propagation in multi-layer formations

نویسندگان English

mahmoud behnia 1
kamran goshtasbi 2
ali akbar golshani 3
mohammad fatehi 2
ali akbar golshani 3
چکیده English

Hydraulic fracturing as a method for reservoir stimulation depends on the properties of the media that fracture propagates in it. Discontinuities in the media and their mechanical properties greatly affect the geometry and propagation of hydraulic fractures. In this research, the interaction between the hydraulic fractures with the media layers interface, fracture propagation pattern and termination in multi-layered media were investigated. The true tri-axial cell was utilized to conduct experimental tests on cube multi-layered samples with discontinuities. The tests were aimed to investigate propagation of fractures from soft to stiff, stiff to soft media and also the effect of elastic properties of rocks in hydraulic fracturing. Results showed that the condition of discontinuities (healed, open or filled) and elastic properties of the layers influences the geometry and propagation pattern of hydraulic fractures. In the block with the bounded interfaces, the fracture propagates and interacts with the interfaces, then penetrates in the adjacent layers. However, for the block with unbounded interfaces the fracture propagates from the borehole up to the interface, then after filling the interface with the fluid the new fracture will propagate in the adjacent blocks. In sample where the interface was filled, the fracture propagation was terminated and then the fluid started to leak off in the interface. The results also show when the fracture reaches the interface, the pressure increased immediately and more pressure is needed for fracture propagation across the interface. In comparison between the length and width of fractures in soft and stiff layers, the study displays that the fracture width and its penetration length in soft layers are greater than those in stiff layers.

کلیدواژه‌ها English

Hydraulic fracturing
layered formation
fracture propagation
Experimental investigation