بررسي عددي تأثير ميزان نفوذپذيري سازند و هرزروي سيال داخل ترك بر روي مشخصات شكاف هيدروليكي در مخازن نفت و مقايسه با مدل‌هاي تحليلي KGD وPKN

از نقطه نظر مهندسي مخازن نفت، نحوه افزايش توليد از مخازن داراي نفوذپذيري كم و چاه‌هاي آسيب ديده، يكي از مهم‌ترين و پرچالش‌ترين مسائل مي‌باشد. به خصوص اگر اين مخازن داراي ذخاير نفتي بالابوده و پتانسيل توليد بيشتري را داشته باشند. روش شكافت هيدروليكي يكي از روش‌هاي ازدياد برداشت از مخازن نفتي است كه در چند دهه گذشته مورد توجه بسياري از محققان قرار گرفته است.با تزريق سيال تحت فشار به داخل مخزن، مي‌توان به تنش‌هاي برجا و مقاومت كششي سنگ غلبه كرده و در سنگ ترك ايجاد كرد. شرايط ژئومكانيكي مخزن از قبيل سختي سنگ، تنش‌هاي برجا، مقاومت كششي، ميزان نفوذپذيري مخزن، ميزان هرزروي سيال داخل ترك به مخزن و ... مستقيماً بر مشخصه‌هاي شكاف هيدروليكي ايجاد شده تأثير مي‌گذارند. مدل‌هاي تحليلي مختلفي براي پيش‌بيني مشخصه‌هاي ترك هيدروليكي وجود دارد. در اين ميان، دو مدل KGD و PKN از مشهورترين و كاربردي‌ترين مدل‌هاي تحليلي شكاف هيدروليكي هستند. هر دو مدل با در نظر گرفتن شرايط كرنش مسطح در فضاي دوبعدي، ولي با دو رويكرد متفاوت ( مدل اول در صفحه افقي و مدل دوم  در صفحه قائم) مشخصه‌هاي ترك را محاسبه مي‌نمايند. در اين مدل‌ها برخي از مؤلفه‌هاي اثرگذار از جمله ميزان نفوذپذيري سنگ مخزن و ميزان نشت سيال از جداره‌هاي ترك مورد توجه قرار نگرفته‌اند.هدف از انجام اين پژوهش، بررسي اثر هرزروي سيال تزريق شده به داخل مخزن مي‌باشد كه تأثير زيادي در موفقيت يا عدم موفقيت عمليات شكافت هيدروليكي دارد. در مقاله حاضر، تأثير دو پارامتر مهم ميزان نفوذپذيري سنگ مخزن و ميزان نشت سيال از جداره‌هاي ترك به مخزن بر روي مشخصات شكاف هيدروليكي، با استفاده از مدل‌سازي عددي به روش XFEM مورد مطالعه قرار گرفته و ميزان تأثير آن‌ها بر طول و عرض ترك و فشار سيال در دهانه ترك مورد ارزيابي قرار گرفته است. از مقايسه نتايج مدلسازي عددي و نتايج به دست آمده از فرمول‌هاي تحليلي KGD و PKN مشخص شد كه دو پارامتر ميزان نفوذپذيري سازند و ضريب نشت جداره‌هاي ترك كه در روابط تحليلي در نظر گرفته نشده‌اند، تأثير زيادي بر روي مشخصات شكاف هيدروليكي دارند. لذا براي طراحي موفقيت‌آميز و بهينه عمليات شكافت هيدروليكي بايد تأثير هرزروي سيال نيز در نظر گرفته شود.