مدل‌سازی عددی تاثیر زاویه قرارگیری تخلخل بر شکست هیدرولیکی در مخازن نفتی ماسه سنگی

شکست هیدرولیکی به عنوان روشی برای تحریک مخازن نفتی، به عوامل مختلفی از جمله ویژگی‌های محیطی که شکستگی در آن رشد می‌کند، بستگی دارد. ناپیوستگی‌های قرار گرفته در مسیر ترک، مانند تخلخل، از جمله مهم‌ترین پارامترهایی هستند که بعدها می‌توانند تولید یک چاه را افزایش دهند.به دلیل اینکه عملیات شکست هیدرولیکی وابسته به علوم مکانیک سنگ است، استفاده از مبانی مکانیک سنگ و ژئومکانیک چاه و همچنین استفاده از داده‌های پتروفیزیکی جهت تعیین تنش‌های برجا و بررسی نوع شکست و گسیختگی دیواره از اهمیت بالایی برخوردار است. از این جهت ساخت مدل‌های عددی که متناسب با فضای متخلخل و پرفشار زیرزمینی است، جایگاه بسیار مهمی در تحلیل عددی رفتار سنگ و مخازن نفت دارد. بدین منظور در سال های اخیر روش های عددی بسیاری در تحلیل مسایل محیط های ناپیوسته از جمله گسترش ترک مورد بررسی قرارگرفته اند. یکی از روش‌های محبوب روش اجزای محدود توسعه یافته است که در آن میدان تغییر شکل ناپیوسته توسط توابع شکل ویژه مدل می شوند تا بتوان تغییر شکل ها را تخمین زد. در این مقاله به مدل سازی عددی تاثیر زاویه قرارگیری تخلخل و ترک با استفاده از روش اجزا محدود توسعه یافته پرداخته شده است تا بتوان درک درستی از نحوه شکست در مخازن نفتی و مدل های پیچیده سنگی بدست آورد. در هر مرحله با تغییر زاویه قرارگیری تخلخل، مقدار فاکتور شدت تنش محاسبه و مقاومت بیشینه مدل‌ها ارائه می‌گردد. با افزایش زاویه تخلخل، طول ترک ایجاد شده در نمونه بیشتر می‌شود به طوری که در زاویه 90 درجه مقدار فاکتور شدت تنش نوک ترک بیشترین افزایش را داشته و برابر با 1.09 می‌باشد.

Numerical simulation the effect of porosity angle on hydraulic fracturing in sandstone petroleum reservoirs

Hydraulic failure as a way to stimulate oil reservoirs depends on a number of factors, including the environmental characteristics in which the fracture grows. Discontinuities in the crack path, such as porosity, are among the most important parameters that can later increase the production of a well. Petrophysical data are of great importance for determining in situ stresses and investigating the type of wall fracture and rupture. Therefore, the construction of numerical models that are suitable for porous and high pressure underground space, has a very important place in the numerical analysis of the behavior of rocks and oil reservoirs. To this end, in recent years, many numerical methods in the analysis of discontinuous environments, including crack propagation, have been studied. One popular method is the finite element method, in which the discontinuous deformation field is modeled by special shape functions to estimate the deformations. In this paper, numerical modeling of the effect of porosity and crack angle placement using the finite element method developed to gain an understanding of how to break in oil reservoirs and complex rock models. In each step, by changing the angle of porosity, the amount of stress intensity factor is calculated and the maximum strength of the models is presented. As the porosity angle increases, the length of the crack created in the sample increases so that at a 90 degree angle, the amount of stress intensity factor of the crack tip has the highest increase and is equal to 1.09.