بررسی تاثیر پارامترهای سنگ و سیال برای مدل تحلیلی شکافت هیدرولیکی PKN

با وجود پیشرفت های چشمگیر در روش های شبیه سازی عملیات شکافت هیدرولیکی  در ازدیاد برداشت از ذخایر هیدروکربوری و ظهور روش های پیچیده سه بعدی، همچنان از روش های دو بعدی تحلیلی بویژه روش PKN برای اهداف مختلف استفاده می شود. فرض های بکار گرفته شده در توسعه این مدل آن را قادر ساخته است تا بتواند در اکثر شرایط عملیاتی نتایجی با دقت قابل قبول ارائه کند. دو پارامتر بسیار مهم در عملیات شکافت هیدرولیکی شامل فشار حداقل جهت گسترش شکافت و ابعاد دهانه شکافت در دیواره چاه می باشند. در این پژوهش به بررسی اثر خصوصیات سنگ (مدول یانگ و ضریب پواسون) و خصوصیات سیال (گرانروی سیال) بر دو پارامتر هدف یاد شده در مدل PKN پرداخته شده است. بدین ترتیب با انجام تحلیل (آنالیز) حساسیت، اثر مدول یانگ، ضریب پواسون سنگ دربرگیرنده و گرانروی سیال بر دو پارامتر هدف بر حسب توابعی از طول شکاف، با کدنویسی در محیط پایتون انجام گرفته است. نتایج نشان داد که برای یک مدول یانگ ثابت، با افزایش طول شکاف، فشار (انرژی) کمتری برای افزایش هر واحد طول شکاف مورد نیاز است. از طرفی، حداکثر پهنای شکاف در دیواره چاه با افزایش مدول یانگ کاهش می یابد. همچنین با افزایش ضریب پواسون، فشار حداقل بزرگتری برای گسترش شکاف مورد نیاز می باشد؛ و پهنای شکاف رابطه معکوسی با ضریب پواسون دارد. بطور کلی ضریب پواسون اثر به مراتب کوچکتری در قیاس با مدول یانگ از خود نشان داده و افزایش گرانروی سیال نیز به ترتیب باعث سبب افزایش فشار پمپ برای گسترش شکاف و کاهش پهنای شکاف می شود

Keywords:

شکافت هیدرولیکی , مدل PKN , تحلیل حساسیت , پایتون