جستجوی مقالات مرتبط با کلیدواژه "شکست هیدرولیکی" در نشریات گروه "زمین شناسی"
تکرار جستجوی کلیدواژه «شکست هیدرولیکی» در نشریات گروه «علوم پایه»-
پیشرفت ها در فناوری های شکست هیدرولیکی و حفاری افقی که استخراج نفت و گاز شیل را امکان پذیر ساخته، بازار جهانی نفت را متحول کرده و پارادایم متعارف بازار سنتی نفت را تغییر داده است. نفت شیل در سال های اخیر به منبع مهمی برای عرضه نفت غیراوپک، به ویژه در ایالات متحده تبدیل شده است. ایالات متحده به لطف نوآوری های فناورانه و قیمت بالای نفت که تولید نفت شیل را سودآور کرد، انقلاب شیل را تجربه کرد. انقلاب شیل توانست چشم انداز انرژی ایالات متحده را متحول کند و آن را از بزرگ ترین مصرف کننده و واردکننده به یکی از بزرگ ترین تولیدکنندگان و صادرکنندگان نفت جهان تبدیل کرده است. یافته ها حاکی از آن است که کشش قیمتی نفت شیل به میزان قابل توجهی از نفت متعارف بیشتر است که درک صحیح چگونگی رفتار تولید نفت شیل به تغییرات قیمت نفت از طریق عامل "چاه های حفر شده اما تکمیل نشده" (DUC) ممکن می شود. سایر یافته های حاکی از آن است که، هزینه تمام شده تولید نفت در مناطق اصلی تولید نفت شیل در گذر زمان به میزان قابل توجهی کاهش یافته است.
کلید واژگان: نفت شیل, شکست هیدرولیکی, حفاری افقی, چاه های حفر شده اما تکمیل نشده -
ثابت بودن منابع نفتی در جهان و کشف بسیاری از مخازن بزرگ نفتی و تولید طولانی مدت از این مخازن و همچنین نیاز روز افزون به منابع هیدروکربوری باعث شده است تا عمده ی مخازن بزرگ در جهان وارد فاز افت فشار شوند و این مسیله خود باعث شده تا شرکت های نفتی ملی و بین المللی طرح ها و پروژه های مختلفی را به منظور نگهداشت و تولید بهینه از مخازن، برای پاسخ به نیاز روزافزون بازار نفت ، برنامه ریزی کنند، با توجه به محدودیت های مالی در زمینه ی سرمایه گذاری، بررسی ابعاد مختلف یک پروژه از جهت مزایا، معایب، هزینه ی اجرای پروژه، سودآوری پروژه و... بسیار اهمیت دارد، با توجه به نیاز مبرم صنعت نفت ایران به سرمایه گذاری در بخش های مختلف، به خصوص برنامه ریزی و پیاده سازی طرح هایی جدید در جهت نگهداشت تولید مخازن و افزایش توان فنی و عملیاتی در بخش تولید نفت، اولویت بندی سرمایه گذاری امری بسیار مهم و پراهمیت است، ازاین رو در مقاله حاضر به تجزیه وتحلیل 4 روش شکست هیدرولیکی ، حفاری چند شاخه ای ، چاه ها و میادین هوشمند و روش های ازدیاد برداشت نفت ، پرداخته شده است و با بررسی مزایا، معایب و سایر جنبه های روش های ذکرشده، اولویت بندی سرمایه گذاری در 3 بخش، کوتاه مدت، میان مدت و بلندمدت ترسیم شده است.
کلید واژگان: ازدیاد برداشت نفت, حفاری میان چاهی, مخازن ایران, شکست هیدرولیکی, میادین هوشمند, چاه های هوشمند, حفاری چند شاخه ای -
شکست هیدرولیکی، یکی از مهم ترین روش های تحریک مصنوعی در سازندهایی با نفوذپذیری کم است. پارامترهای مختلفی مانند رژیم تنش ها، مقاومت کششی سنگ، مدول الاستیسیته، شدت جریان تزریق، نوع سیال شکست، ویسکوزیته سیال، فشار منفذی، مشبک کاری و تنش تفاضلی بر عملیات شکست هیدرولیکی تاثیر می گذارند. در بررسی های آزمایشگاهی، رژیم تنش ها و هندسه نمونه، از جمله عوامل مهم موثر بر شکست هیدرولیکی هستند. در این مقاله، پارامترهای مختلف عملیات شکست هیدرولیکی در 39 نمونه مکعبی سیمانی و 60 نمونه استوانه ای سیمانی تحت تنش های قایم و جانبی مختلف بررسی شده است. نتایج بررسی های آزمایشگاهی نشان داد، در هر دو نوع هندسه بررسی شده، تحت تنش تک محوره، با افزایش تنش قایم، ابتدا میانگین فشار شکست، افزایش و سپس کاهش می یابد. هم چنین، در نمونه استوانه ای تحت تنش سه محوره، با افزایش تنش قایم، ابتدا میانگین فشار شکست افزایش یافته و سپس کاهش می یابد و در تنش های جانبی بالاتر، روند نزولی میانگین فشار شکست سریع تر رخ می دهد.
کلید واژگان: شکست هیدرولیکی, تنش های برجا, هندسه نمونه, فشار شکست, هندسه شکستExperimental Study of the Effects of Sample Geometry on Hydraulic Fracturing Under Triaxial StressesIntroductionHydraulic fracturing is one of the most important stimulation methods for oil and gas reservoirs with low permeability. Various factors, such as in-situ stresses, joints and natural fractures of the formation, fluid rheology, mechanical properties of the formation, injection fluid flow rate and perforation operation, effect on the pressure and hydraulic fracture geometry. Many researchers have studied hydraulic fracturing behavior of rocks since decades ago. The researches have showed that hydraulic fracturing operations increase the production of oil wells by up to 30 percent and increase gas wells by 90 percent. Currently, this operation is performed on about 60% of all drilled wells.
Material and methodsIn this research, for the experimental investigation of the hydraulic fracturing, considering the reservoir condition, 39 concrete cubic samples with 100 × 100 × 100 mm dimensions and 60 concrete cylindrical samples with a diameter of 54 mm and a height of 110 mm were constructed and the effect of the sample geometry and in-situ stress field on the fracture geometry, breakdown pressure, the pattern of crack propagation and finally the cross fractures in vertical wellbores were investigated.
Results and discussionIn cubic specimens under uniaxial stress, with increasing vertical stress to 8 MPa, first the breakdown pressure has been increased by about 132% and then with increasing vertical stress to 16 MPa, the breakdown pressure has been decreased by about 69%. In cylindrical specimens under uniaxial stress, with increasing vertical stress to 12 MPa, first the breakdown pressure increased by about 113% and then with increasing vertical stress to 16 MPa, the breakdown pressure decreased by about 6%. As the vertical stress increases to a certain limit, the pores and micro-cracks inside the sample close, thus the tensile strength and breakdown pressure increase. In the following, increasing vertical stress causes more small cracks to open and reduces the tensile strength of the rock. In cubic specimens under triaxial stresses, with increasing vertical stress, the breakdown pressure has been increased. Also, in cylindrical specimens under triaxial stresses as the maximum horizontal stress increased, the breakdown pressure increased.
ConclusionThe obtained results demonstrated that increasing the uniaxial stress in the vertical wellbore in both types of studied sample geometry, first the breakdown pressure increases and then from one boundary onwards, with increasing vertical stress, the breakdown pressure decreases. In cubic specimens under triaxial stress, with increasing vertical stress, the breakdown pressure increases. Additionally, in cylindrical specimens under triaxial stresses as the maximum horizontal stress increases, the breakdown pressure increases, so that, in the 8 MPa maximum horizontal stress, the breakdown pressure increases by about 81%../files/site1/files/151/3.pdf
Keywords: Hydraulic fracturing, in-situ stress field, sample geometry, breakdown pressure, fracture geometry -
اصطلاح شکست هیدرولیکی بیانگر فرآیند شروع و گسترش ترک در سنگ ناشی از فشار هیدرولیکی اعمال شده توسط سیال است که روشی برجا برای ارزیابی وضعیت تنش های زمین و افزایش بهره وری از مخازن نفتی است. در این تحقیق با انجام آزمون های آزمایشگاهی، اثر ژئومتری ترک ایجاد شده در دیواره ی چاه بر روی فشار شکست هیدرولیکی بررسی می شود. این بررسی از این جهت اهمیت دارد که شرکت های مجری عملیات شکست هیدرولیکی همواره سعی بر این دارند که هزینه ی ناشی از خرید پمپ را کاهش دهند. از این رو بررسی فشار می تواند در انتخاب علمی یک پمپ مناسب، مفید واقع شود. برای انجام آزمایش یک سری نمونه های استوانه ای تو خالی جدار ضخیم از گچ با قطر خارجی 73 میلی متر و قطر داخلی 25 میلی متر و ارتفاع 150 میلی متر آماده می شود، در این نمونه ها ترک های مصنوعی ایجاد کرده و اثر طول، ارتفاع و عرض ترک بر روی فشار شکست هیدرولیکی بررسی می شود. این آزمایش را برای چند حالت مختلف انجام داده و در هر سری یکی از پارامترها را تغییر داده و دو پارامتر دیگر ثابت نگه داشته می شود و تاثیر هر یک از این پارامترها بر روی فشار شکست هیدرولیکی بررسی می شود. برای ساخت نمونه های مصنوعی استوانه ای توخالی قالبی ساخته شد تا این نمونه های ترک دار آماده شود. نتایج آزمایشگاهی نشان می دهد که فشار شکست هیدرولیکی با افزایش طول و ارتفاع ترک، به صورت خطی کاهش می یابد و با افزایش عرض ترک، به صورت غیرخطی کاهش می یابد. همچنین اثر طول ترک بر روی فشار شکست هیدرولیکی بیشتر از ارتفاع ترک و آن نیز بیشتر از عرض ترک است.
کلید واژگان: شکست هیدرولیکی, چاه, عرض ترک, طول ترک, ارتفاع ترکThe term hydraulic fracturing expresses process of beginning and expanding the crack in the rock that caused by hydraulic pressure exerted by the fluid which is a way for assessing state of tensions in the ground and increase the efficiency of oil reservoirs. In this study, by carring out laboratory test, the effect of the geometry of cracking created in the wall of the well is investigated on hydraulic fracture pressure. This investigation is important because the companies that perform the hydraulic fracture are always trying to decrease cost of pump purchase. So pressure investigation can be useful in selecting suitable pump. For testing, a series cylindrical and hollow samples with a 73 mm external diameter, 25 mm inner diameter and 150 mm height are provided. In these samples, artificial cracks were created and the effect of length, height and crack thickness on hydraulic pressure was investigated. These tests are carried out for several different modes that in each series one of the parameters is changed and two other parameters are fixed and the effect of each parameters on the hydraulic fracture pressure is investigated. For the production of cylindrical samples, a mold was made to prepare cracked sample. The experimental results indicate that hydralic fracturing pressure linearly decreases with a increasing in the length and height of the crack. This pressure nonlinearly decreases with a increasing in the crack width. Also, crack length have more effect than crack height on the hydraulic fracture pressure and is also greater than the crack width.
Keywords: hydraulic fracturing, well, crack width, crack length, crack height -
در صنعت نفت به منظور افزایش شاخص تولید و بازیافت از چاه هایی که به علت برداشت طولانی مدت، بازده آن کاهش یافته است یا سنگ های اطراف چاه میزان نفوذپذیری کمی دارند از شکست هیدرولیکی استفاده می شود. از آنجایی که عملیات شکست هیدرولیکی، عملیاتی پر هزینه می باشد، بدست آوردن فشار لازم برای شکست هیدرولیکی و تعیین پمپ مناسب برای این عملیات، برای مجریان پروژه اهمیت به سزایی دارد. در این تحقیق به مدلسازی آزمایشگاهی و عددی شکست هیدرولیکی در ماسه سنگهای لوشان پرداخته شد. هدف از این مدلسازی ها بررسی نحوه ی شکست هیدرولیکی ، وضعیت تنش های اصلی در هنگام آغاز شکست و فشار لازم برای آغاز شکست در این سنگ ها می باشد. در این تحقیق، مدل های عددی ساخته شده بدون ترک و شکستگی پیش فرض بوده و مسیر و نحوه ی رشد ترک بدون هیچ پیش داوری و تعیین قبلی مورد بررسی قرار گرفت. فشار شکست های بدست آمده از مدلسازی عددی اختلاف کمی با آنچه از آزمایشگاه بدست آمده است دارد. در اغلب موارد ترک از قسمت مرکزی نمونه آغاز شده و به سمت دو سر نمونه گسترش می یابد و راستای گسترش ترک در راستای محور گمانه ی داخل نمونه و عمود بر تنش جانبی می باشد. مجریان طرح شکست هیدرولیکی می توانند با روش ارائه شده در این تحقیق و مدلسازی آزمایشگاهی و عددی شکست هیدرولیکی، فشار شکست هیدرولیکی در شرایط مختلف را بدست آورده و پمپ مناسب جهت عملیات را انتخاب نمایند. با توجه به اینکه نتایج بدست آمده از مدلسازی های عددی مطابقت خوبی با نتایج مدلسازی های آزمایشگاهی دارد، محدودیت ظرفیت پمپ موجود در آزمایشگاه را می توان با مدلسازی عددی جبران نمود.کلید واژگان: شکست هیدرولیکی, مدلسازی آزمایشگاهی, مدلسازی عددی, ماسه سنگ های لوشانIntroductionHydraulic fracturing is used in the oil industry in order to increase the index of production and processing in wells whose efficiency has been dropped due to long-term harvest or the rocks around the well are low permeable. Since the hydraulic fracturing operation is costly, it is of special importance to determine the pressure required for hydraulic fracturing and the suitable pump for this operation to the project managers.
The hydraulic fracturing technique refers to the process of initiation and extension of fractures in rocks caused by the hydraulic pressure applied by a fluid. This technique was developed by Clark (19). Haimson and Fairhorst (20) continued the research on the initiation and extension of fracture. Hubbert and Willis conducted comprehensive studies on the mechanics of hydraulic fracturing to determine the direction and condition of principal stresses using the hydraulic fracturing process. Since then, numerous studies and modellings have been conducted to investigate the factors effecting the hydraulic fracturing.
The present research is important because experimental and numerical modeling were used to calculate the hydraulic fracturing pressure for different conditions and to select the suitable pump for the operation.
These simulations are aimed to investigate the fracture pressure in Loshan sandstone to determine a relationship between the pressure needed for fracturing and the confining pressure. Material and methods: The specimen examined in this study is the Loshan sandstone. Sandstone is a sedimentary rock which is formed in all geological periods and is mainly consisted of fine sand particles, different minerals and has various colors. This rock is mainly formed in the shallow seas, deltas, along the coasts, and in hot deserts. Moreover, materials such as clay and silicon oxide contributed to the cementation of its particles.
The rock sample of Loshan sandstone is a calcareous sandstone with a limestone-silica structure whose cement is calcareous (Figure 1). The main and secondary minerals in this rock include calcite, feldspar alkaline, quartz, and opaque minerals. The diagenesis of this rock includes sericitization, chertization, and calcification. The main shapers of this rock are shaped and semi-shaped quartzes with calcite.
The physical and mechanical properties of the specimens are presented in Table 1.
Table 1. Physical and mechanical properties of the Loshan sandstoneEffective Porosity (%)
Dry unit weight (KN/m3 )
Tensile strength (MPa)
Poisson’s ratio
Uniaxial compressive strength (MPa)
Elastic modulus (GPa)
7.5
21.60
6
0.21
54.62
12..22
Figure 1. Loshan sandstoneResults and discussionFracture pressures in the developed models are listed in table 2. The Fracture pressures obtained from numerical modeling had a 10% difference with the experimental modeling results.
Table 2. Experimental ant numerical modeling resultsFracture pressures obtained from experimental modeling
Fracture pressures obtained from numerical modeling
Confining pressure (MPa)
Axial stress
(MPa)
Model number
14.58
13.8
2
2.26
1
15.7
15
2.5
2.5
2
11.16
9.9
0
5
3
11.39
9.9
0
7
4
Figure 2 shows the relationship between the pressure required to initiate hydraulic fracturing and confining pressure for Loshan sandstone. There was a linear relationship between fracture pressure and confining pressure. Thus, with an increase of the confining pressure, the pressure required to initiate hydraulic fracturing increased. The relationship between the fracture pressure and the confining pressure for Loshan sandstone is in the form of Equation (1).
Pf = 1.7386 σ3+ 11.242 (1)
Figure 2. Relationship between fracture pressure and confining pressureConclusionThe following conclusions were drawn from this research.
1. The increase of lateral stress led to an increase in the fracture pressure.
2. Changes in the axial stress did not significantly change the fracture pressure.
3. The results of numerical modellings were well consistent with those of the experimental modellings.
4. Unlike other studies conducted in this field, the numerical modellings in this study were performed without any initial pre-determinations for the crack-less models. Results show that in most cases, cracks initiate from the center and are extended toward both ends of the sample. The crack extension direction was parallel to the borehole axis inside the sample and perpendicular to the lateral stress. This is fully consistent with the observations in the experimental models. -
عملیات شکست هیدرولیکی دو کاربرد عمده و مهم دارد که می توان تعیین وضعیت تنش های برجای منطقه و افزایش بهره وری چاه های نفت به وسیله ی گسترش شکستگی های موجود در منطقه را نام برد. در صنعت نفت به منظور افزایش شاخص تولید و بازیافت از چاه هایی که به علت برداشت طولانی مدت، بازده آن کاهش یافته است یا سنگ های اطراف چاه میزان نفوذپذیری کمی دارند از شکست هیدرولیکی استفاده می شود. در این تحقیق به منظور مدلسازی آزمایشگاهی شکست هیدرولیکی، بر روی سلول سه محوری هوک تغییراتی داده شده است. تا برای مدلسازی شکست هیدرولیکی مناسب سازی شود. نمونه های مورد مطالعه به شکل استوانه ای توخالی جدار ضخیم، دارای قطر خارجی 7/54 میلی متر، قطر داخلی 12 میلی متر، و ارتفاع 108 میلی متر می باشد. این نمونه ها از سنگ های کربناته ی مخزن بنگستان واقع در جنوب غربی ایران تهیه شده است. به کمک این سلول می توان قبل از انجام آزمایش شکست هیدرولیکی در سایت، با مدلسازی آن در آزمایشگاه پمپ مناسب را انتخاب نمود. در تمام آزمایشات، شکستگی های ایجاد شده در راستای قائم (راستای محور نمونه) یا نزدیک به قائم است. با افزایش تنش جانبی، فشار شکست گمانه نیز افزایش می یابد، ولی با تغییر تنش عمودی، فشار شکست تغییر چندانی نمی کند.کلید واژگان: سلول سه محوری هوک, شکست هیدرولیکی, مدلسازی آزمایشگاهیHydraulic fracturing has two major applications: 1. determining the in-situ stress state of a site; 2. increasing the productivity of oil wells by propagating the existing fractures at the site. Hydraulic fracturing is used in the oil industry in order to increase the index of production and processing in wells whose efficiency has been dropped due to long-term harvest or the rocks around the well are low permeable.In this study, the Hoek triaxial cell was adapted for a laboratory modeling of hydraulic fracturing. The specimens under study are in the shape of thick-walled hollow cylinders with an external diameter of 54.7 mm, an internal diameter of 12 mm, and a height of 108 mm. These specimens were taken from the carbonate rocks of the Bangestan reservoir, located in the southwest of Iran. By using the cell, the hydraulic fracturing experiment can be modeled in the laboratory before being conducted at the site, so that a suitable pump can be selected. In all the experiments, the fractures are created with a vertical (along the sample axis) or near-vertical orientation. Borehole breakdown pressure increases with an increase in lateral stress but does not change much with a change in vertical stress.Keywords: Hoek triaxial cell, Hydraulic fracturing, Experimental modeling
-
فناوری شکست هیدرولیکی به منظور افزایش میزان تولید نفت و گاز از لایه های با تراوایی پایین، بسیار موثر است. این فناوری با ایجاد شکاف و افزایش تراوایی در سازندهای هیدروکربوری موجب صرفه اقتصادی استخراج نفت از منابع نامتعارف نظیر شیلهای نفتی و گازی میگردد. اما این عملیات ممکن است اثرات زیست محیطی مخربی به همراه داشته باشد و به خصوص سفره های آب شرب زیرزمینی را آلوده نماید. چراکه شکاف های موردنظر ممکن است در جهت های ناخواسته پیش رفته و اتصالاتی مابین مخازن هیدروکربوری و لایه های آب شرب برقرار نمایند. لذا با ورود مواد شیمیایی مورداستفاده در عملیات شکست هیدرولیکی، ورود آب های شور و فلزات سنگین و مضر سازندهای هیدروکربوری و یا ورود سیالات نفت و گاز به لایه های آب شرب، آلودگی این منابع را به همراه داشته و به تبع آن خطرات بسیار جدی درخصوص سلامت انسانی حادث خواهد شد.
با توجه به گرانی نفت در سال های گذشته، استخراج نفت و گاز از منابع نامتعارف شیلی پیشرفت قابل ملاحظه ای داشته به طوری که با کاهش قیمت نفت در یکسال اخیر، استخراج از منابع نامتعارف تنها مقداری کاهش یافته است. لذا بسیاری از مخاطرات زیست محیطی همچنان به قوت خود باقی هستند. بنابراین در این مقاله به آسیبها و مخاطرات ناشی از آلودگی این منابع پرداخته شده و راهکارهایی جهت کاهش این آسیبها ارائه میگردد.کلید واژگان: توسعه فناوری, شکست هیدرولیکی, تولید نفت و گاز, آلودگی منابع آب -
هدف از این مطالعه بررسی لغزش ناشی از انگیزش گسل در نتیجه آشفتگی تنش توسط شکست هیدرولیکی است. ضرورت این بحث، مشاهده آثار مخرب ساخت سد در مکان های همسایه با گسل های سطحی است. برای این منظور، از برنامه نویسی Matlab و سامانه نگاشت SimDesigner بهره گرفته می شود. پس از تعریف گره ها برای سطوح شکستگی، تنش های نقطه ای اعمال می شوند. با تعیین گسل، تحلیل ها در مسیر تعدیل تنش برای رسیدن به یک حالت موازنه حرکت می کنند. با تعریف نیروهای واکنشی در شرایط مرزی امکان قیاس تغییر مکان گرهی فراهم می شود. تنش اولیه عمودی بر پایه قرارگیری لایه بالایی سنگی و تنش افقی با پیروی از معیار شکست کولمب به دست می آید. آشفتگی تنش توسط یک شکستگی کششی و بر پایه تئوری مدل تنش انتهای درزی به دست آمد. با ترکیب تنش شکستگی و تنش منطقه، شرایط اولیه بررسی لغزش و بزرگای زمین لرزه مرتبط مشخص می شود. نتیجه این محاسبات مقدار برابر با 2 متر برای لغزش تجمعی بیشینه در طول گسل مجاور با شکست هیدرولیکی است. این مقدار لغزش در طول گسل بر پایه محاسبات بزرگای زمین لرزه لحظه ای، معادل با یک زمین لرزه به بزرگای حدود 8/3 به دست می آید. این کار در آینده نیازمند افزایش دقت لغزش گرهی و بهینه سازی اجزای محدود برای بالا بردن نتایج پژوهش است.
کلید واژگان: انگیزش لغزش گسل, آشفتگی تنش, شکست هیدرولیکیThe aim of this research is to investigate triggering of fault slip due to stress perturbation caused by hydraulic fracturing. The importance of this issue is to study the observed destructive effects of dam construction at locations adjacent to the superficial faults. Therefore, we use the Matlab programming and SimDesigner system as an analytical extension. Concentrated stresses are applied after defining the nodes for fracture surfaces. By having the fault surface, analyses start to reach an equilibrium state. By defining the reaction forces in boundary condition, comparison of nodal dislocations become possible. The basis for vertical stress calculation is the upper rock layer and for horizontal stress is Coulomb failure stress. We estimate the stress perturbation through theory of tip stress about tensile fractures. The resultant stress field obtained combination of fractural and regional stresses gives primary condition to study triggered fault slip and related earthquake magnitude. The results show a maximum 2 meters of cumulative slip along the fault surface close to the hydraulic fracturing. Based on moment magnitude of earthquake calculations, this slip gives a magnitude of 3.8 upon the Richter scale. This process needs the increased precision for nodal dislocations and optimized finite elements in order to better improve the future works.
Keywords: Triggering fault slip, Stress perturbation, Hydraulic fracturing -
نیاز روزافزون به منابع سوختی، ارزان بودن سوخت های فسیلی و رو به اتمام بودن مخازن هیدروکربنی متعارف سبب توجه جدی به تولید از مخازن نفت و گاز نامتعارف شده است. حدودا 70 درصد از مخازن نفت و گاز جهان را مخازن نامتعارف تشکیل می دهند که شیل های نفتی از مهم ترین آنهاست. تخلخل و تراوایی این مخازن بسیار کمتر از مخازن متعارف است. همین امر سبب شده حفاری چاه های افقی به همراه ایجاد شکاف هیدرولیکی جهت افزایش بازدهی چاه ها مورد توجه قرار گیرند که این امور خود نیازمند فن آوری های پیشرفته ی خاصی هستند. همچنین به دلیل کم بودن مقدار بازیافت نفت این نوع مخازن، استفاده از روش های ازدیاد برداشت (EOR) در آنها ضروری است. در این مقاله روش های ازدیاد برداشت مورد نیاز در شیل های نفتی بررسی شده و با توجه به شرایط مخزنی و سیال موجود در مخازن شیل نفتی، کارآیی این روش ها مطالعه شده است. از بین روش های ازدیاد برداشت، روش تزریق دوره ای بخار (CSS) در مواقعی که نفت سنگین باشد و روش تزریق گاز (به ویژه دی اکسیدکربن) از بهترین روش ها هستند.
کلید واژگان: مخازن نامتعارف, شیل نفتی, ازدیاد برداشت نفت (EOR), شکست هیدرولیکی, تزریق آب و گاز -
عملیات شکست هیدرولیکی، یکی از روش های افزایش بهره دهی چاه های نفت وگاز محسوب می شود. این عملیات، فرآیندی است که در آن، سیال با نرخ تزریقی نسبتا بالا درون چاه پمپ می شود. عملیات پمپ کردن تا جایی ادامه می یابد که فشار به حدی برسد که باعث ایجاد و سپس، گسترش شکست در دیواره چاه شود. فشار لازم برای به وجود آمدن و گسترش شکستگی، وابسته به پارامترهایی مانند: 1. وجود مواد متخلخل در سنگ بستر، 2. پارامترهای غیرخطی مانند، تغییر شکل پلاستیک، انبساط سنگ، زون چسبناک و تاخیر سیال، 3. فشار جانبی، نوع سیال تزریقی و هندسه مقطع تزریق، 4. مدول یانگ و پارامترهای مقاومتی سنگ بکر(چسبندگی و زاویه ی اصطکاک) و ناپیوستگی های بزرگ موجود در سنگ و 5. تنش زمین، می باشد. در این مقاله، این پارامترها مورد بررسی قرارگرفته و تاثیر هرکدام بر روی شکست هیدرولیکی به طور جداگانه تشریح شده است.
کلید واژگان: شکست هیدرولیکی, گسترش شکاف, تغییر شکل پلاستیک, فشار جانبی, مدول یانگ, چسبندگی -
به دلیل نفوذپذیری کم برخی سازندها و پایین بودن هدایت پذیری شبکه شکاف های طبیعی، به کارگیری عملیات شکاف هیدرولیکی به عنوان روشی برای انگیزش بسیار ضروری و مهم تلقی می شود. به دلیل حضور شکاف های طبیعی با نفوذپدیری و جهت گیری های متفاوت، اجرای این عملیات در مخازن شکاف دار، پیچیده است. بدین منظور دو روش عددی برای شبیه سازی عملیات شکاف هیدرولیکی در مخازن شکاف دار ارائه می شود. در این مطالعه با استفاده از روش تفاضل محدود2، چگونگی توزیع تنش های القایی در اطراف چاه، به منظور تعیین جهتی که شکاف هیدرولیکی در آن راستا تشکیل می شود، شبیه سازی شده است. بعد از تعیین جهت تشکیل شکاف هیدرولیکی، به کمک روش المان مجزا3، عملیات شکاف هیدرولیکی در داخل مخزن شکاف دار با طول های مختلف شبیه سازی می شود و در هر طول، میزان نرخ تولیدی بررسی می گردد. مکش معکوس که پارامتر مهمی است و در عملیات شکاف هیدرولیکی سبب کاهش میزان تولید خواهدشد، در این شبیه سازی مورد مطالعه قرار می گیرد. در هر طول از شکاف هیدرولیکی، میزان نرخ تولید اندازه گیری شده و در خصوص علل تغییرات نرخ ورودی به چاه براساس شکاف های طبیعی قطع شده توسط شکاف هیدرولیکی و القائگی شکاف4بحث می شود. در نهایت مشاهده می شود که بهینه ترین وضعیت شکاف هیدرولیکی زمانی خواهد بود که شکاف هیدرولیکی ایجاد شده بتواند شکاف های طبیعی با جریان های اصلی و بزرگ را به یکدیگر ارتباط داده و در نهایت به چاه متصل کند.
کلید واژگان: شکست هیدرولیکی, نرخ تولیدی, القائگی شکاف, شکاف طبیعی -
ساخت گاه سد البرز از سنگ های مارنی و ماسه سنگی تشکیل شده است. با توجه به این نکته که طرح ارائه شده برای پرده آب بند در سنگ های مارنی (نسبتا نرم با خصوصیات پلاستیکی) نسبت به سنگ های سخت و شکننده حداقل از نظر فاصله های گمانه ها (شعاع تاثیر دوغاب)، فشار تزریق (باربری و مقاومت سنگ) و حتی ترکیب و غلظت دوغاب متفاوت هستند، در این مقاله با تاکید بر دو پارامتر مهم نفوذپذیری و خورند سیمان به ارزیابی طرح تزریق پرده آب بند سد البرز پرداخته شده است. بررسی نتایج خورند سیمان حاکی از فاصله زیاد گمانه های اولیه و عدم ارتباط مناسب بین گمانه های اولیه و ثانویه است. همچنین بررسی نتایج تزریق در گمانه های سری پنجم و ششم نشان می دهد که بعضی از گمانه های سری ششم تا سطح آب بندی اجرا نشده اند. با بررسی نمودارهای نرخ خورند- زمان- فشار و خورند- زمان در تکیه گاه راست سد، می توان به این نتیجه رسید که فشارهای تزریق متناسب با سنگ های مارنی و نفوذناپذیر پی اعمال نگردیده است و باعث شده پدیده هایی نامطلوب، از قبیل باز و بسته شدن درزه ها1 و شکست هیدرولیکی2 با فراوانی زیاد، خورندسیمان در این بخش از ساخت گاه را به طرز چشم گیری افزایش دهند. شایان ذکر است که نتایج گمانه های کنترلی در تکیه گاه سمت راست بیان گر آن است که آب بندی در این محدوده تا حد قابل قبولی فراهم شده است.
کلید واژگان: سد البرز, سنگ مارن, نفوذپذیری, خورند سیمان, اتساع درزه, شکست هیدرولیکیThe Alborz dam rock foundation is composed of marl and sandstone. With regard to the proposed plan for the grout curtain in marly rocks (relatively soft and plastic(which is significantly different from the hard and brittle rocks, the boreholes spacing (influence radius slurry), injection pressure (resistance rock), and even the composition and concentration of slurry are important. In the present paper, in order to evaluate the grout curtain of Alborz Dam, emphasis has been placed on two important parameters, namely, the coefficient of permeability and cement take. The results of cement take suggest that the distance between the primary boreholes is long and there is no proper connection between the primary and secondary boreholes. Moreover, grouting results of the fifth and sixth series of grout holes imply that the depth of some of the sixth series of grout holes has not been attained at the water tightening surface. A review of the rate of the cement take - time - pressure graphs and cement take - time graphs on the right abutment indicates that the injection pressure has not been applied in accordance to marly rocks leading to unfavorable phenomenon of opening and closing of joints (hydrojacking). Notably, the check holes results on the right abutment indicate that water tightening at this area has been provided a satisfactory and acceptable job.
- نتایج بر اساس تاریخ انتشار مرتب شدهاند.
- کلیدواژه مورد نظر شما تنها در فیلد کلیدواژگان مقالات جستجو شدهاست. به منظور حذف نتایج غیر مرتبط، جستجو تنها در مقالات مجلاتی انجام شده که با مجله ماخذ هم موضوع هستند.
- در صورتی که میخواهید جستجو را در همه موضوعات و با شرایط دیگر تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مجلات مراجعه کنید.