مدلسازی شکست هیدرولیکی در چاه نفت با روش اجزای محدود به منظور افزایش ازدیاد برداشت

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی دکترا، گروه زمین شناسی، واحد تهران شمال، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران

2 دانشیار، گروه زمین‌شناسی، واحد تهران شمال، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران

3 استادیار، گروه فیزیک، واحد نجف ‎آباد، دانشگاه آزاد اسلامی، نجف ‎آباد، ایران

4 دانشیار، پژوهشکده علوم زمین، سازمان زمین‌شناسی و اکتشافات معدنی، تهران، ایران

چکیده

شکست هیدرولیک به عنوان یکی از روش های موثر و کاربردی است که باعث افزایش تولید می گردد در مخازن نفتی و گازی که این روش به کارگیری می شود میزان تولید به صورت مستقیم به میزان و نحوه گسترش شکستگی بستگی دارد. در این پژوهش، تحلیل رفتار شکستگی ها و بررسی میزان شکستگی با خروجی مدل‌های قبلی مقایسه شده و نتایج آن نشان می دهد که پس از تزریق و پمپاژ گسترش و بازشدگی شکستگی ها در حال تغییر است. در مرحله بعدی نکته مهم میزان فشار تخلخلی در طول شکستگی است که باید مورد بررسی و تحلیل قرار گیرد. در این روش با در نظر گرفتن دو پارامتر تغییر فشار منفذی در طول شکستگی ها و میزان شکست از طریق عملیات مدلسازی تحت شرایط واقعی سازند بهره ده به روش اجزای محدود انجام گردید. در این روش از ابتدا نحوه تزریق و پمپاژ پروپانت را در نظر گرفته شد و در نهایت مقایسه نتایج با روش ها و مطالعات قبلی بیانگر کاربردی بودن این روش خواهد بود.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Modeling hydraulic fracture in a petroleum well using a finite element approach for enhanced oil recovery

نویسندگان [English]

  • kambiz Mehdizadeh farsad 1
  • davood Jahani 2
  • alireza hajian 3
  • Fereidoun Rezaei 4
1 Ph.D. Student, Department of Geology, North Tehran Branch, Islamic Azad University, Tehran, Iran
2 Associate Professor, Department of Geology, North Tehran Branch, Islamic Azad University, Tehran, Iran
3 Assistant Professor, Islamic Azad University, Najafabad Branch, Tehran, Iran
4 Associate Professor, Research Institute for Earth Science, Geological Survey of Iran, Tehran, Iran
چکیده [English]

Hydraulic fracture is known as one of the effective methods for producing or being caused a change in the physical structure of a reservoir rock. In oil and gas reservoirs which have been fractured by a hydraulic approach, this method causes that a production well and the time of reservoir production increase. In this research, fracture analysis have been comprised with the outputs produced by previous models. Its results show that the opening intersection produced by hydraulic fracture has been being changed in various time during pumpage, therefore, the fracture should be kept open by propanent substances. In the next stage, the amount of porosity pressure in the trend of the fracture is considered. In this survey, two parameters, i.e. the fracture measure and the change of pore pressure have been obtained using the hydraulic fracture modeled process under the actual condition of pay zone and its confining layers, and by the finite element approach. In this method, pumping processing has been assigned for fluid and propanent. At the end, by making a comparison between these result and the results obtained from previous studies, it can be found out that this approach is applicable and efficient.

کلیدواژه‌ها [English]

  • "Hydraulic Fracture"
  • "Finite element"
  • "Modeling"
Abbaszadeh Shahri, A., Rezaei, F., Mehdizadeh Farsad, S., Mehdizadeh Farsad, K. and Panaei, N., 2015- Investigation of engineering geology parameters in creation of hydraulic fracturing in order to enhance oil recovery from oil reservoir using finite element method. Scientific Quarterly Journal (ULUM-I ZAMIN), 24 (94): 3- 8.

Adachi, J., Siebrits, E., Peirce, A. and Desroches, J., 2007- Computer simulation of hydraulic fractures. Int. J. Rock Mech. Min. Sci., 44, 739- 757.

Dean, R. H. and Schmidt, J. H., 2009- Hydraulic-fracture predictions with a fully coupled geomechanical reservoir simulator. SPE Journal, 707- 714.

Dehghan, A. N., Goshtasbi, K., Ahangari, K., Jin, Y., 2014- Experimental investigation of hydraulic fracture propagation in fractured blocks. Bull. Eng. Geol. Environ., 74, 887- 895.

Devloo, Ph. R. B., Fernandes, P. D., Gomesc, S. M., Bravo, C. M. A. A. and Damas, R. G., 2006- A finite element model for three dimensional hydraulic fracturing. Mathematics and Computers in Simulation, 73, 142- 155.

Erdogan, F. and Sih, G. C., 1963- On the crack extension in constraint effects in fracture. ASME, 85, 525- 527.

Fung, R. L., Vilajakumar, S. and Cormack, D. E., 1978- Calculation of vertical fracture containment in layered formations. SPE Formation Eval., 2(4):518–23 [SPE 14707].

Geertsma, J. and De Klerk, F., 1969- A rapid method of predicting width and extent of hydraulically induced fractures. J Pet Tech., 21:1571- 81 [SPE 2458].

Khristianovic, S. A. and Zheltov, Y. P., 1995- Formation of vertical fractures by means of highly viscous liquid. In: Proceedings of the fourth world petroleum congress, Rome, 579- 586.

Kim, J. and Moridis, G. J., 2015- Numerical analysis of fracture propagation during hydraulic fracturing operations in shale gas systems. Int J Rock Mech Min Sci., 76, 127- 137.

Lam, K. Y. and Cleary, M. P., 1987- Three-dimensional analysis of hydraulic fracturing. Computers and Geotechnics, 3, 213- 228.

Ritchie, R. O., Knott, J. F. and Rice, J. R., 1973- On the relationship between critical stress and fracture toughness in mild steel. Journal of the Mechanics and Physics of Solids, 21, 395- 410.

Simonson, E. R., Abou-Sayed, A. S. and Clifton, R. J., 1978- Containment of massive hydraulic fractures. SPE J., 18(1):27–32 [SPE 6089].

Zhou, J., Chen, M., Jin, Y. and Zhang, G. Q., 2008- Analysis of fracture propagation behavior and fracture geometry using a tri-axial fracturing system in naturally fractured reservoirs. Int. J. Rock Mech. Min. Sci., 45, 1143- 1152.