مطالعه آزمایشگاهی اثر متغیر‌های عملیاتی پروپنت بر رفتار هدایت ‌پذیری شکاف تحت شرایط تنش افقی حداقل در یکی از مخازن ایران

هدایت‌پذیری شکاف به عنوان مهم‌ترین عامل تعیین ‌کننده موفقیت نهایی عملیات شکاف هیدرولیکی، تحت ‌تاثیر متغیرهای عملیاتی پروپنت شامل اندازه مش، میزان پروپنت در واحد سطح شکاف (چگالی سطحی) و رفتار خردشدگی تحت تنش قرار دارد. جهت مطالعه و شبیه سازی شکاف در یکی از مخازن ایران، نمونه‌‌های رخنمون سازند ایلام تهیه و در ابعاد مورد نظر آماده شد. از معادن فیروزکوه و همدان دو گروه ماسه سیلیس به‌ عنوان پروپنت طبیعی تهیه گردید. پروپنت‌ها در سه اندازه مش 16.30، 20.40 و 30.50 سرند شده و در دو میزان 2و 0.5 پوند بر فوت مربع در واحد سطح شکاف در آزمایش هدایت‌پذیری استفاده شدند. آزمایش‌ها با استفاده از دستگاه اندازه‌گیری قابلیت هدایت‌پذیری شکاف با تزریق گاز نیتروژن درون سلول هدایت‌پذیری در پنج دبی مختلف جهت شبیه سازی جریان سیال گاز با اعمال تنش‌های مختلف بستن شکاف انجام شد. در نهایت درصد خردشدگی پروپنت‌ها تعیین و با استفاده از رابطه فورشهایمر، مقادیر هدایت‌پذیری محاسبه گردید. بر اساس نتایج، مقادیر هدایت‌پذیری با افزایش تنش بستن شکاف و تراکم لایه پروپنت دچار کاهش قابل توجهی شد. پروپنت 20.40 فیروزکوه در مقایسه با 20.40 همدان به دلیل مقادیر بهتر کرویت و گردشدگی، هدایت‌پذیری بیشتر و در نتیجه عملکرد بهتری در محدوده تنش‌های اعمالی از خود نشان داد. مقایسه هدایت‌پذیری پروپنت‌های16.30، 20.40 و 30.50 از ماسه فیروزکوه نشان داد، پروپنت30.50 به علت خردشدگی کمتر، دارای کمترین میزان کاهش مقادیر هدایت‌پذیری نسبت به دو نمونه دیگر تا تنش7251پام بود، زیرا نقاط تماس بین ذرات ریز پروپنت بیشتر و توزیع تنش بین ذرات بهتر بوده و پروپنت‌ها تحت تنش، کمتر دچار خردشدگی شدند. مقایسه دو میزان پروپنت 20.40 فیروزکوه نشان داد، افزایش غلظت پروپنت درون شکاف منجر به تعدد بیشتر ذرات پروپنت درون شکاف، کاهش درصد خردشدگی و در‌نهایت، حفظ بهتر مقادیر هدایت‌پذیری شد.