Skip to main content
SUPERVISOR
Hamid Hashemalhosseini,AmirMehdi Halabian
حمید هاشم الحسینی (استاد مشاور) امیرمهدی حلبیان (استاد راهنما)
 
STUDENT
Farzad Shoushtarian
فرزاد شوشتریان

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی عمران
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1393
The use of natural resources long after the discovery of fossil resources became exceedingly popular. Extraction more economical is important as a human priority. Using too much of these vessels and using low-pressure reservoirs are unavoidable. Human thought-provoking fell so low-pressure reservoirs. Including the ways in which the process of hydraulic fracturing is used to stimulate reservoirs. Given the high cost of this process, experimental and numerical modeling, especially after the human understanding of fracture mechanics was developed. Two-dimensional models, pseudo three-dimensional models and three-dimensional models based on the interaction of fluid and rock expanded. Most of these models are based on the elastic behavior of bedrock developed and acceptable results in hard rock were shown. However, bedrock reservoirs (eg, soft shale) are not always hard and may be sometimes soft and show inelastic behavior. In order to investigate the inelastic behavior of bedrock, Mohr-Coulomb and Bounding Surface behavioral modeling were used to simulate this process in the predefined and arbitrary crack path. Also, the new crack initiation function were defined to simulate crack tip more realistic. For this purpose Abaqus software packages and Fortran to load Subroutine used for modeling. Results show significant differences in terms of geometry and elastic behavior with elasto-plastic. In general, the more plastic behavior, the more fracture pressure in the reservoir, larger crack width and length is less. In addition, it seems Bounding Surface model predicts the larger width compared to elastic and Mohr-Coulomb in the first stage of the crack, however by propagating crack in the last stage, Mohr-coulomb estimated the larger crack opening. Furthermore, Higher stress distribution was established in case of Bounding surface model against other behavioral modeling. Key Words Hydraulic fracturing, numerical modeling, Elastoplastic, cohesive zone, Extended finite element, Mohr-Coulomb criterion, Bounding Surface, Abaqus software
استفاده از منابع زیرزمینی از دیرباز و پس از کشف منابع فسیلی رواج بسیار یافت. از اولویت‌های بشر استحصال هرچه بیشتر و همچنین مقرون‌به‌صرفه از این منابع است. استفاده بیش‌ازحد از منابع فسیلی، منجر به آن شده که استفاده از مخازن با فشار کم غیرقابل‌اجتناب گردند. بنابراین تحریک مخازن با فشار کم مورد توجه بشر قرار گرفت. فرآیند شکست هیدرولیکی ازجمله روش‌هایی که برای تحریک مخازن استفاده می‌شود. با توجه به هزینه زیاد این فرآیند و پس از پی بردن به به علم مکانیک شکست، مدل‌سازی‌های آزمایشگاهی و عددی توسعه پیدا کرد. بر اساس اندرکنش سیال و سنگ، مدل‌های دوبعدی، شبه سه‌بعدی و سه‌بعدی کامل گسترش‌یافته است. توسعه اغلب این مدل‌ها بر پایه رفتار الاستیک سنگ‌بستر مخزن بوده که نتایج قابل قبولی را در سنگ‌های سخت نتیجه می­دهند. با این‌وجود سنگ‌بستر مخزن (مثلاً شیل نرم) همیشه سخت نبوده و گاهی رفتار نرم و الاستوپلاستیک از خود نشان می‌دهد. در طی سال‌های اخیر روش منطقه­ی چسبنده به‌عنوان روشی برای مدل­سازی الاستوپلاستیک و در نظر گرفتن پلاستیک­شدگی سازند استفاده‌شده است. در این پایان‌نامه با استفاده از روش عددی اجزا محدود توسعه‌یافته، ایده منطقه­ی چسبنده و مدل‌های رفتاری موهر-کلمب و سطح مرزی، به مدل­سازی این فرآیند در مسیر پیش‌فرض و دلخواه پرداخته شده و نتایج حاصل مورد مقایسه قرار گرفته است. بدین منظور از نرم‌افزار آباکوس و از نرم­افزار فرترن به‌منظور بارگذاری سابروتین­ها استفاده‌شده است. نتایج به دست آمده از مدل­سازی­های انجام شده از تفاوت قابل‌توجه در هندسه و شرایط رفتار الاستوپلاستیک و رفتار الاستیک سنگ حکایت دارد. به‌طورکلی، هرچه پلاستیک­شدگی بیشتر باشد، فشار سیال شکست در مخزن بالاتر، عرض ترک بزرگ‌تر و طول آن کمتر خواهد بود. به‌علاوه به نظر می‌رسد عرض ترک در قسمت‌های اولیه در مدل سطح مرزی بیشتر از مدل موهر-کلمب بوده ولی با گسترش ترک در سازند، مدل موهر-کلمب عرض بیشتری را نسبت به مدل سطح مرزی پیدا می‌کند. طول ترک در مدل موهر-کلمب بیشتر از مدل سطح مرزی و هر دو مدل کمتر از مدل الاستیک می‌باشند. فشار سیال در مخزن در مدل‌های الاستوپلاستیک بیشتر از مدل الاستیک است. همچنین تنش ایجادشده در سازند در مدل سطح مرزی از دو مدل الاستیک و موهر-کلمب بالاتر می­باشد. کلمات کلیدی : شکست هیدرولیکی، مدل‌سازی عددی، رفتار الاستوپلاستیک، روش منطقه­ی چسبنده، اجزا محدود توسعه‌یافته، مدل موهر-کلمب، مدل سطح مرزی، نرم‌افزار آباکوس

ارتقاء امنیت وب با وف بومی