بررسي عددي تأثير اسيدكاري بر نفوذپذيري درزه‌سنگ‌ها حين حركت برشي

در يك توده سنگ درزه‌دار، عمدتاً نفوذپذيري از طريق شبكه‌ي درزه يا از طريق مجموعه درزه‌هاي به‌هم‌پيوسته كه به‌صورت كانال‌هاي جريان درآمده‌اند، صورت مي‌گيرد. بررسي وضعيت نفوذپذيري و جريان سيال درون درزه‌هاي سنگ يكي از پارامترهاي مهم و تأثيرگذار در بسياري از فعاليت‌هاي مهندسي ازجمله حفاري‌هاي زيرزميني، بازيابي و استخراج از مخازن هيدروكربوري و منابع زمين‌گرمايي به شمار مي‌رود. اسيدكاري درزه‌سنگ‌ها به‌منظور افزايش ميزان نفوذپذيري مخازن صورت مي‌گيرد و يك روش كليدي براي افزايش بهره‌برداري منابع هيدروكربني است. با توجه به اين‌كه چاه‌هاي نفت ايران اغلب در سازند‌هاي كربناتي قرار دارند، يكي از بهترين روش‌ها براي انگيزش چاه‌ها، اسيدكاري در آنها است. به همين منظور مطالعات آزمايشگاهي و عددي مختلفي باهدف بررسي تأثير اسيدكاري بر رفتار هيدروليكي درزه‌ها انجام‌گرفته است. درعين‌حال در اثر جابجايي درزه‌سنگ‌ها، الگوي جريان سيال و ميزان جريان عبوري از درزه‌هاي آسيب‌ديده، تغيير مي‌كند كه اين مورد در مطالعات انجام‌شده درگذشته با شرايط مذكور، موردبررسي قرار نگرفته و هدف اصلي اين پژوهش است. در اين مطالعه، نمونه‌هاي مختلف درزه طبيعي به‌وسيله روش كشش غيرمستقيم بر سنگ‌آهك آسماري كه سنگ مخزن ميدان‌هاي نفتي جنوب ايران مي‌باشد، تهيه شده است. بعد از اسيدكاري به‌وسيله سلول اسيدكاري توسعه داده‌شده، ميزان جريان عبوري سيال در شرايط اوليه اندازه‌گيري شد. يك كد عددي بر مبناي روش المان محدود در محيط متلب به‌منظور بررسي عددي تأثير نرخ برش درزه بر رفتار هيدروليكي درزه‌ها در شرايط قبل و بعد از اسيدكاري نيز توسعه داده ‌شده است. نتايج عددي با نتايج آزمون‌هاي آزمايشگاهي اعتبارسنجي شده است. نتايج نشان مي‌دهد كه با افزايش نرخ برش در هر دو شرايط قبل و بعد از اسيدكاري، ميزان دبي عبوري روندي افزايشي دارد. همچنين الگوي جريان سيال با افزايش ميزان برش به سمت كاناليزه شدن مي‌رود. بعد از اسيدكاري سطح درزه، اختلاف ضريب زبري و زبري خطي سطوح شكستگي بيشتر شده است كه باعث افزايش مقدار هدايت هيدروليكي اوليه شكستگي مي‌گردد و تغييرات دبي داراي شيب كمتري نسبت به شرايط مشابه در حالت قبل از اسيدكاري است. در برخي موارد، روند تغييرات دبي در شرايط بعد از اسيدكاري، از الگوي كلي تغييرات دبي پيروي نمي‌كند.