مدلسازی فیزیکی و مطالعه آزمایشگاهی تاثیر رژیم تنش ها بر شکست هیدرولیکی

شکست هیدرولیکی، یکی از مهم ترین روش های تحریک مخازن نفت و گاز می باشد که برای افزایش جریان سیال از مخازن با تراوایی پایین به سمت چاه استفاده می شود. عوامل مختلفی، همچون رژیم تنش ها، درزه ها و شکستگی های طبیعی سازند، ریولوژی سیال، خواص مکانیکی سازند، شدت جریان سیال تزریقی و مشبک کاری بر روی فشار و هندسه شکست هیدرولیکی تاثیرگذار هستند. در این تحقیق، برای بررسی آزمایشگاهی تاثیر رژیم تنش ها بر شکست هیدرولیکی، با در نظر گرفتن شرایط مخزن، دستگاه سه محوره ای طراحی و ساخته شد. این دستگاه، توانایی اعمال تنش های ناهمسانگرد برجای زمین در مقیاس آزمایشگاهی را دارا می باشد. سپس 32 نمونه مکعبی سیمانی با ابعاد 10×10×10 سانتیمتر ساخته شد و تاثیر رژیم تنش ها، بر روی هندسه و فشار شکست هیدرولیکی، نمودار فشار-زمان و نحوه گسترش ریز ترک ها و شکستگی های متقاطع در دو حالت چاه قایم و افقی بررسی شد. نتایج مطالعات آزمایشگاهی نشان داد، با افزایش تنش افقی حداکثر در چاه قایم، فشار شکست، یک روند افزایشی- کاهشی و در چاه افقی، فشار شکست، یک روند تقریبا کاهشی را نشان می دهد. در چاه قایم، تاثیر تنش افقی حداکثر بر روی فشار شکست، بیشتر از تنش قایم است، در حالی که در چاه افقی، تاثیر تنش قایم، بیشتر از تنش افقی است. همچنین، با کاهش تنش تفاضلی افقی، در هر دو چاه قایم و افقی، ریز ترک ها و ترک های شاخه ای کوتاه بیشتر می شود. بررسی های آزمایشگاهی این تحقیق با استفاده از مواد شبه سنگی، رفتار مواد سنگی مطالعات قبلی را تایید می کند.