|
|
|
|
بررسی مولفه های نفوذ پذیری و دبی جریان ورودی روی شکاف هیدرولیکی در محیط متخلخل اشباع
|
|
|
|
|
|
|
|
نویسنده
|
بارانی امید رضا ,دستجردی فاطمه ,کلانتری فرزین
|
|
منبع
|
مهندسي عمران اميركبير - 1396 - دوره : 49 - شماره : 1 - صفحه:57 -66
|
|
چکیده
|
در این مقاله یک مدل هیدرومکانیکی برای بررسی محیط متخلخل اشباع دارای ناپیوستگی ارائه شده است. برای مدل سازی ناپیوستگی از مدل رفتاری ترک چسبنده استفاده شده است و جریان در داخل ناپیوستگی لایه ای در نظر گرفته شده است. معادله مومنتوم کل و معادله بقای جرم در ترکیب با فرم کلی قانون دارسی برای فاز سیال نوشته شده است. برای حل معادلات به روش عددی از روش استاندارد اجزا محدود برای پاره سازی معادلات در حوزه مکان و از روش نیومارک برای پاره سازی معادلات در حوزه زمان استفاده شده است. در نهایت اثر نفوذپذیری محیط و نرخ تزریق روی گسترش شکافت هیدرولیکی بررسی شده است.مشاهده شده است که با افزایش نفوذپذیری رشد ترک آرام‌تر و با افزایش نرخ تزریق رشد ترک سریعتر می‌شود. با 3/3 برابر شدن نفوذپذیری، بازشدگی دهانه ترک 8/43 درصد پس از یک ثانیه و 4/29 در صد پس از 6 ثانیه کاهش می یابد. طول ترک نیز 20 درصد پس از یک ثانیه و 9/15 در صد پس از 6 ثانیه کاهش می یابد. با 2،3 و 4 برابر شدن نرخ تزریق، طول ترک پس از 6 ثانیه به ترتیب 5/30، 9/55، 3/76 درصد افزایش می یابد.
|
|
کلیدواژه
|
شکافت هیدرولیکی، محیط متخلخل اشباع، آنالیز همبسته، مدل رفتاری ترک چسبنده، روش اجزا محدود
|
|
آدرس
|
دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی, دانشکده مهندسی عمران, ایران, دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی, دانشکده مهندسی عمران, ایران, دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی, دانشکده مهندسی عمران, ایران
|
|
پست الکترونیکی
|
fkalantary@kntu.ac.ir
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Study of permeability coefficient and inflow rate effects on hydraulic fracturing in saturated porous media
|
|
|
|
|
Authors
|
Barani O. R. ,Dastjerdy F. ,Kalantary F.
|
|
Abstract
|
In this paper, a finite element model is developed for the fully hydromechanical analysis of hydraulic fracturing in saturated porous media. The model is derived within the framework of generalized Biot theory. The fracture propagation is governed by a cohesive fracture model. The flow within the fracture zone is modeled considering the lubrication equation. In order to describe the fracture in the saturated porous media, momentum equation and mass balance equation with Darcy law are employed. The standard Galerkin method and Newmark scheme are used for discretization in space and time, respectively. Finally, the effects of permeability and rate of injection on the hydraulic fracture propagation are studied. It is observed that an increase in permeability leads to slower crack propagation. In addition, increasing flow rate leads to a faster crack propagation. When permeability increases by 3.3 times, CMOD and crack length decreases by 43.8% and 20%, ,respectively after 1 second and decreases by 29.4% and 15.9%, respectively after 6 seconds. In addition, when flow rate increases by 2, 3, and 4 times, the crack length increases by 30.5%, 55.9%, and 76.3% after one second.
|
|
Keywords
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|