Skip to main content
SUPERVISOR
Saeed Mahdavi,Lohrasb Faramarzi
سعيد مهدوي (استاد مشاور) لهراسب فرامرزي (استاد راهنما)
 
STUDENT
Amin Ajabi Naeini
امين عجبي نائيني

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده معدن
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1390

TITLE

Estimation of crack propagation in homogeneous rock in order to evaluation of hydraulic fracturing in petroleum reservoir
Hydraulic fracturing in the rock mechanics was including of closing part of the wellbore with packer and increasing the fluid flow in the section of wellbore for induction and propagation of crack in the rock. Hydraulic fracturing process was used in inducing fracture in the oil and gas resources, deep water well and geothermal energy and also determination of in situ stress in the rock mass. In this study, based on the importance of this issue, the fracture condition, crack induction and propagation in the brittle rocks were analyzed. For these reasons laboratory andesite rock samples of Pirtaghi dam site was chosen and then all samples were prepared for laboratory tests. In this research, some rock mechanic laboratory tests such as unconfined compressive strength, tri-axial compressive strength, Brazilian test on the Andesite samples with servo-control instruments with 0.001 (mm/s) loading rate were done. In the next step, fracture toughness of the rock samples using of point load instrument and laboratory hydraulic fracturing tests on the 7 rock sample for estimating induction and propagation of crack under different confining pressure condition were performed. Due to the low strain and the high compressive strength of rock samples; as well as; stress intensity, the energy for propagation of crack in the hydraulic fracturing test was provided in the range of elastic behavior. The results of the hydraulic fracturing tests were shown that crack propagation was grown with high speed owing of geometry of fracture and the value of fracture energy. Also, the failed time of rock samples in the hydraulic fracturing tests, induction and propagation of crack in the low range of time were accepted the previous points. Then the numerical modeling with Abaqus software base on the laboratory condition was done. The geometry and the time of induction and propagation of crack in numerical modeling had a high agreement with laboratory results.
اصطلاح شکست هيدروليکي در مکانيک سنگ، شامل مسدود کردن بخشي از يک چاه توسط توپک ( Packer) و سپس افزايش فشار سيال در اين بخش از چاه براي ايجاد و گسترش شکست در سنگ مي باشد. عمليات شکست هيدروليکي کاربرد وسيعي در ايجاد شکستگي در مخازن نفتي و گازي، چاه هاي عميق آب و انرژي ژئوترمال و همچنين تعيين تنش برجا در توده هاي سنگي دارد. با توجه به اهميت اين موضوع در اين مطالعه وضعيت شکست و چگونگي شکل گرفتن ترک وگسترش آن در سنگ هاي شکننده مورد بررسي قرار گرفت. براي اين منظور نمونه هاي مورد آزمايش از ساختگاه سد پيرتقي که عمدتا شامل واحدهاي سنگي آندزيت مي باشند، انتخاب شد و براي انجام آزمايشهاي مختلف آماده سازي گرديد. در اين تحقيق آزمايش هاي مکانيک سنگي شامل آزمايش مقاومت فشاري تک محوري ، مقاومت فشاري سه محوري و آزمايش مقاومت کششي برزيلي برروي نمونه هاي آندزيتي، با دستگاه Servo-control و با نرخ بارگذاري (mm/s) 0.001 انجام شد. در ادامه آزمايش تعيين چقرمگي شکست با استفاده از دستگاه بارگذاري سه نقطه اي، و آزمايش شکست هيدروليکي آزمايشگاهي بر روي هفت نمونه سنگي، به منظور بررسي چگونگي شکل گرفتن و توسعه ترک، تحت شرايط مختلف فشار جانبي انجام شد. با توجه به کرنش پايين و استحکام فشاري بالاي نمونه هاي سنگي و همچنين شدت تنش ايجاد شده، انرژي لازم براي گسترش ترک در محدوده رفتار الاستيک براي انجام آزمايش شکست هيدروليکي فراهم مي باشد. نتايج حاصل از آزمايشهاي شکست هيدروليکي نشان داد که با توجه به هندسه شکست، مقدار انرژي حاصل از شکست نمونه هاي سنگي مورد آزمايش، رشد سريع ترک را به همراه دارد. همچنين زمان شکست نمونه هاي سنگي در آزمايش شکست هيدروليکي، گسترش و شکل گرفتن ترک در اين بازه زماني کوتاه، دليل روشني بر اين موضوع است. در نهايت مدلسازي عددي با در نظر گرفتن شرايط آزمايشگاهي با استفاده از نرم افزار ABAQUS انجام شد که مقايسه شکل و زمان لازم براي گسترش وشکل گرفتن ترک در مدلسازي عددي تطابق خوبي با نتايج آزمايشگاهي را نشان داد

ارتقاء امنیت وب با وف بومی