جستجوی مقالات مرتبط با کلیدواژه "breakdown pressure" در نشریات گروه "عمران"
تکرار جستجوی کلیدواژه «breakdown pressure» در نشریات گروه «فنی و مهندسی»-
شکست هیدرولیکی روشی نوین و پرکاربرد جهت استحصال ذخایر و منابع انرژی موجود در اعماق زمین است. با توجه به افزایش مصرف انرژی از یک سو و اتمام ذخایر انرژی از سوی دیگر، در آینده ای نه چندان دور استفاده از این روش به عنوان امری ضروری مبدل خواهد شد. پارامترهای مهم زیادی در این روش تاثیرگذار هستند که از جمله ی آن ها می توان به فشار و نحوه ی اعمال آن به منظور ایجاد شکستگی و پیشرفت درزه درون لایه های سنگی اشاره نمود. پارامتر مهم دیگر در این روش، اندرکنش میان شکستگی های طبیعی از پیش موجود با زوایای مختلف و شکست هیدرولیکی ایجاد شده، می باشد. با توجه به هزینه های بالای این فرآیند، هدف از انجام این پژوهش رسیدن به بهینه ترین حالت ممکن برای بیشترین میزان پیشرفت شکست هیدرولیکی و در عین حال استفاده از کمترین مقدار فشار شکست است که با استفاده از مدل سازی عددی به وسیله ی نرم افزار المان مجزاء PFC از شرکت آیتسکا به صورت دو بعدی بر روی نمونه سنگ های پوچیون گرانیت با رفتار شکننده و مقاومت بالا انجام می شود. برای ساخت نمونه به روش المان مجزا در نرم افزار PFC از دیسک های دایره ای در دو بعد استفاده می شود که این ذرات به وسیله پیوندهایی با یکدیگر در تماس هستند و برای اعمال بارگذاری بر روی نمونه دیوارهایی وجود دارند که با این دیسک ها در تعامل می باشند. به منظور ایجاد پیوند میان ذرات از مدل باند مسطح و برای ایجاد شکستگی های طبیعی از پیش موجود از روش شبکه شکستگی استفاده می شود. با توجه به نتایج به دست آمده مشخص گردید که با افزایش نرخ اعمال بارگذاری، نمونه در زمان کمتری به فشار شکست رسیده و شکسته می شود ولی مقدار فشار شکست افزایش می یابد. هم چنین با افزایش زاویه شکست طبیعی نسبت به افق (در جهت ساعتگرد)، نمونه در فشار شکست کمتری شکسته می شود. در نهایت هم با افزایش فاصله شکست طبیعی از مرکز نمونه، تاثیر حضور درزه در نمونه کاهش می یابد و فشار شکست به حالت بدون درزه نزدیک می شود.
کلید واژگان: شکست هیدرولیکی, شکست طبیعی, روش المان مجزاء, فشار شکست, PFCHydraulic fracturing is a new and widely used method for extracting reserves and energy resources in the depths of the earth. In the near future, due to increase in energy consumption on the one hand and depletion of energy reserves on the other, using of this method will become a necessity. One of the most important and effective parameters in this process is the pressure and how it is applied in order to create fractures and fracture progression in rock layers. Another important parameter is the interaction between pre-existing natural fractures with different angles and hydraulic fracture. Due to the high costs of this process, the purpose of this study is to achieve the optimal state for the maximum progress of hydraulic fracture and the lowest amount of breakdown pressure at the same time. Numerical modeling was performed in two dimensions by Particle Flow Code ( PFC ) software from Itasca company on samples of Pocheon granite rocks with brittle behavior using distinct element method. PFC software uses circular disks in two dimensions to construct and make the sample using distinct element method. These particles are in contact with each other through bonds. In this program there are walls that interact with these disks to apply load on the sample. The flat joint model is used in order to create contacts between particles, and discrete fracture network is uded to to create pre-existing natural fractures for interacting with hydraulic fracture. Given that in the distinct element method (PFC software) our sample consists of a large number of particles in two dimensions that the general characteristics of the sample are formed based on the interaction between these particles, so we need parameters as input data to our software, existing disks and the link between them, to finally obtain the specifications of the same laboratory sample after modeling. These specifications and input data are referred to as micro parameters, and the final specifications, which are the same as our mechanical parameters in the laboratory, are referred to as macro parameters. To find the micro parameters of the sample we use the trial and error method. Here, our modeling is based on Brazilian and uniaxial compression experiments and … performed by Zhuang et al. laboratory investigations. Due to the limitations of PFC software for fluid flow modeling and limitations for using of CFD relationships, pressure equals to fluid pressure can be used as a new solution. In this way, by modeling a number of walls that form a complete circle with overlapping each other, and by considering the servo control mechanism, we move them in the opposite direction of their normal vectors and off-center, creating a comprehensive pressure Which is actually same as the fluid pressure. From the obtained results, it was found that with increasing the loading rate, the sample reaches the breakdown pressure and breaks in less time, but the amount of breakdown pressure increases. Also, by increasing the natural fracture angle relative to the horizon (clockwise), the specimen breaks at a lower breakdown pressure. Finally, by increasing the natural fracture distance from the center of the sample, the effect of the presence of the joint in the sample decreases and the breakdown pressure approaches the seamless state.
Keywords: Hydraulic fracture, Natural fracture, Distinct Element Method, Breakdown pressure, PFC -
اگرچه شکست هیدرولیکی دارای کاربردهای فراوانی می باشد اما فشار شکست بدست آمده از پروسه شکست هیدرولیکی دارای اهمیت فراوانی است، از این جهت که این فشار به تنش های برجای محیطی ارتباط پیدا می کند. در شکست هیدرولیکی سیال در طی زمان، به درون یک گمانه تزریق می شود تا زمانیکه فشار آن به حدی برسد که در جدار گمانه شکست کششی رخ دهد. فشار سیال درون گمانه، در لحظه رخداد شکست را فشار شکست می گویند که معادل است با نقطه پیک بدست آمده از منحنی فشار- زمان. روابط ساده و کلاسیکی وجود دارد که فشار شکست را به تنش های برجای محیطی ارتباط می دهد و تخمین تنش های برجا از چالش های مهم در ژئومکانیک می باشد. در این مقاله به مدل سازی شکست هیدرولیکی با استفاده از شبکه تفاضل محدود پرداخته می شود. مدل سازی به صورت دوبعدی با فرض کرنش مسطح می باشد. هدف از مدل سازی بررسی بر روی پارامترهای موثر بر فشار شکست می باشد، پارامترهایی که در روابط کلاسیک وجود ندارند اما موثر بر فشار شکست هستند. پس از صحت سنجی مدل و مطابق با نتایج این مقاله فشار شکست نه تنها به تنش های برجا و مقاومت کششی سنگ ارتباط دارد، بلکه شعاع گمانه ای که در آن شکست انجام می شود و ترک های از قبل موجود در جدار گمانه پارامترهایی موثر در شکست هیدرولیکی و فشار شکست هستند. تغییرات شعاع گمانه در حالت تنش های برجای همسان، تاثیری بر فشار شکست ندارد، اما در حالت تنش های ناهمسان، افزایش شعاع گمانه موجب کاهش فشار شکست می شود و با افزایش تنش انحرافی (اختلاف بین تنش های برجا) ، نرخ کاهش فشار شکست نیز افزایش می یابد.کلید واژگان: شکست هیدرولیکی, تفاضل محدود, مدل سازی عددی, فشار شکست, تنش های برجاAlthough hydraulic fracturing has many applications, but breakdown pressure from hydraulic fracturing process is very important, since this pressure is related to the in situ stresses. In hydraulic fracturing fluid over time, injected into a borehole until it reaches to the limit such that tensile fractures occur in the wellbore wall. At the moment of occurrence of fracture, fluid pressure within the wellbore, said the breakdown pressure that is equivalent to the peak point of the pressure-time curve. There are simple and classic relations that related breakdown pressure to the in situ stresses. Estimation of in-situ stresses is a major challenge in Geomechanic. In this paper, the finite difference modeling of hydraulic fracturing will be discussed. Modeling is base on two-dimensional plane strain assumptions. The purpose of the modeling is to study on parameters affecting the breakdown pressure, parameters that do not exist in the classical relations but affect the breakdown pressure. After validation of the model and in accordance with the results of this paper breakdown pressure not only is related to the in-situ stresses and rock tensile strength but also wellbore radius and pre-existing cracks in the wall of the wellbore are parameters that involved in hydraulic fracturing and breakdown pressure. For isotropic in situ stresses variation of wellbore radius dont effect on the breakdown pressure but for non-isotropic in situ stresses with increasing wellbore radius breakdown pressure decreases and with increasing deviatoric stresses (difference between in situ stresses), the rate of breakdown pressure reduction increases.Keywords: Hydraulic Fracturing, Finite Difference Method, Numerical modeling, Breakdown Pressure, In situ stresses
- 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.