ارزیابی مقاومت کششی با استفاده از نتایج آزمایش شکست هیدرولیکی و مقایسه آن با مقاومت کششی برزیلی و مقاومت بار نقطه‌ای: مطالعه موردی (سازند آسماری)

امروزه به دلیل اهمیت منابع هیدروکربنی و بالا رفتن نرخ مصرف در جهان، نیاز به بالا بردن استخراج این مواد بیش از پیش احساس می​شود. از طرفی وجود سازندهای با تخلخل موثر پایین که سنگ مادر مخازن هیدروکربنی محسوب می شوند، مانع از بهره وری مناسب از این مخازن می‌گردند. شکست هیدرولیکی که به عنوان یک فرایند آغاز و گسترش شکستگی ها در اثر تزریق سیال به درون قسمتی از گمانه حفر شده در سازندهای سنگی شناخته می​شود، نقش موثری در افزایش استحصال مخازن هیدروکربنی کم بازده دارا می باشد. آغاز و گسترش شکستگی ها وابستگی بالایی به پارامترها و خصوصیات سنگ مخزن دارند. از میان این پارامترها می​توان به مواردی همچون جنس سنگ های تشکیل دهنده، مقاومت کششی سنگ ها، فشارمنفذی درون سنگ و غیره اشاره نمود. اهمیت مقاومت کششی سنگ به منظور پیش بینی فشار شکست آزمایش شکست هیدرولیکی بسیار بالا بوده و خود این پارامتر نیز تابع سنگ شناسی سنگ مخزن می باشد. از این روی در این پژوهش با نمونه گیری از مقطع تیپ سازند آسماری به بررسی و ارزیابی پارامتر فشار شکست به عنوان تابعی از پارامترهای مقاومت کششی سنگ و سنگ‌شناسی پرداخته شده است. با دستیابی به مقاومت کششی سنگ از آزمایش شکست هیدرولیکی به مقایسه آن با مقاومت کششی برزیلی و مقاومت بارنقطه ای پرداخته شده است. اختلاف میان این نسبت ها نشان از وابستگی پارامتر مقاومت کششی به روش آزمایش دارد. مقاومت کششی به دست آمده از آزمایش شکست هیدرولیکی برای این سازند حدوداً برابر با 20 مگاپاسکال و نسبت میان مقاومت کششی شکست هیدرولیکی به برزیلی معادل 2.35 می باشد. با توجه به حفرات کارستی ریز در ساختار این سنگ ها و به تبع آن تخلخل نسبتاً پایین این سازند و همچنین وجود حفرات درون ذره ای به دلیل وجود فسیل در ساختار سنگ، اختلاف ناچیز در پراکندگی داده ها و ضریب رگرسیونی 0.9 را می توان بدین دلیل دانست. تمام شواهد اعم از نتایج خصوصیات فیزیکی و مکانیکی اثبات کننده تاثیر سنگ‌شناسی بر نتایج مقاومت کششی بدست آمده از آزمایش شکست هیدرولیکی می باشد. همچنین می توان از آزمایش برزیلین برای ارزیابی تنش‌های مورد نیاز جهت شکست هیدرولیکی استفاده نمود.

Evaluation of tensile strength using hydraulic fracturing test results and its comparison with Brazilian tensile strength and point load strength, case study: Asmari formation

Nowadays, the need to enhance the exploitation of hydrocarbon resources due to importance and increase in the rate of consumption of this material is more crucial than ever. On the other hand, the rock formations with low effective porosity, which are considered as hydrocarbon reservoirs prevented to have a suitable productivity of these reservoirs. Hydraulic fracturing is known as a process of initiation and propagation of fractures caused by fluid injection into the part of the boreholes in rock formations, which has an important role in increasing of the exploitation of hydrocarbon reservoirs with low efficiency. Initiation and propagation fractures have a high dependency to the parameters and properties of reservoir rocks. Among these parameters can mention, such as rock material, rock tensile strength, pore pressure and etc. Importance tensile strength of rock for predicting the breakdown pressure of hydraulic fracturing test is remarkable and this parameter is a function of lithology of reservoir rock. Hence, in this study with sampling at typical section of Asmari formation, evaluation of breakdown pressure parameter as a function of rock tensile strength and lithology parameters has been paid. The ratio of hydraulic fracturing tensile strength to Brazilian test tensile strength and Point load test allows prediction of the tensile strength and is an important parameter for simulation of hydraulic fracturing test results. Comparison of these ratios shows that the tensile strength parameter is dependent on the test method. Rock tensile strength that obtained from hydraulic fracturing test is 20.08 MPa and proportion between tensile strength of hydraulic fracturing test to Brazilian test is equal to 2.35. Slight differences in the distribution of data and regression coefficient 0.9 are due to the small karst cavities, relatively low porosity and intragranular voids because of fossils in the rock structure. All evidences, including the results of physical and mechanical properties reveal the influence of lithology on the results of tensile strength obtained from hydraulic fracturing test.