Skip to main content
SUPERVISOR
Saeed Mahdavi,Lohrasb Faramarzi
سعید مهدوی (استاد مشاور) لهراسب فرامرزی (استاد راهنما)
 
STUDENT
Amin Ajabi Naeini
امین عجبی نائینی

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 هیدرولیکی در مکانیک سنگ، شامل مسدود کردن بخشی از یک چاه توسط توپک ( Packer) و سپس افزایش فشار سیال در این بخش از چاه برای ایجاد و گسترش شکست در سنگ می باشد. عملیات شکست هیدرولیکی کاربرد وسیعی در ایجاد شکستگی در مخازن نفتی و گازی، چاه های عمیق آب و انرژی ژئوترمال و همچنین تعیین تنش برجا در توده های سنگی دارد. با توجه به اهمیت این موضوع در این مطالعه وضعیت شکست و چگونگی شکل گرفتن ترک وگسترش آن در سنگ های شکننده مورد بررسی قرار گرفت. برای این منظور نمونه های مورد آزمایش از ساختگاه سد پیرتقی که عمدتا شامل واحدهای سنگی آندزیت می باشند، انتخاب شد و برای انجام آزمایشهای مختلف آماده سازی گردید. در این تحقیق آزمایش های مکانیک سنگی شامل آزمایش مقاومت فشاری تک محوری ، مقاومت فشاری سه محوری و آزمایش مقاومت کششی برزیلی برروی نمونه های آندزیتی، با دستگاه Servo-control و با نرخ بارگذاری (mm/s) 0.001 انجام شد. در ادامه آزمایش تعیین چقرمگی شکست با استفاده از دستگاه بارگذاری سه نقطه ای، و آزمایش شکست هیدرولیکی آزمایشگاهی بر روی هفت نمونه سنگی، به منظور بررسی چگونگی شکل گرفتن و توسعه ترک، تحت شرایط مختلف فشار جانبی انجام شد. با توجه به کرنش پایین و استحکام فشاری بالای نمونه های سنگی و همچنین شدت تنش ایجاد شده، انرژی لازم برای گسترش ترک در محدوده رفتار الاستیک برای انجام آزمایش شکست هیدرولیکی فراهم می باشد. نتایج حاصل از آزمایشهای شکست هیدرولیکی نشان داد که با توجه به هندسه شکست، مقدار انرژی حاصل از شکست نمونه های سنگی مورد آزمایش، رشد سریع ترک را به همراه دارد. همچنین زمان شکست نمونه های سنگی در آزمایش شکست هیدرولیکی، گسترش و شکل گرفتن ترک در این بازه زمانی کوتاه، دلیل روشنی بر این موضوع است. در نهایت مدلسازی عددی با در نظر گرفتن شرایط آزمایشگاهی با استفاده از نرم افزار ABAQUS انجام شد که مقایسه شکل و زمان لازم برای گسترش وشکل گرفتن ترک در مدلسازی عددی تطابق خوبی با نتایج آزمایشگاهی را نشان داد

ارتقاء امنیت وب با وف بومی