مطالعه آزمایشگاهی اثر متغیر های عملیاتی پروپنت بر رفتار هدایت پذیری شکاف تحت شرایط تنش افقی حداقل در یکی از مخازن ایران

هدایت پذیری شکاف به عنوان مهم ترین عامل تعیین کننده موفقیت نهایی عملیات شکاف هیدرولیکی، تحت تاثیر متغیرهای عملیاتی پروپنت شامل اندازه مش، میزان پروپنت در واحد سطح شکاف (چگالی سطحی) و رفتار خردشدگی تحت تنش قرار دارد. جهت مطالعه و شبیه سازی شکاف در یکی از مخازن ایران، نمونه های رخنمون سازند ایلام تهیه و در ابعاد مورد نظر آماده شد. از معادن فیروزکوه و همدان دو گروه ماسه سیلیس به عنوان پروپنت طبیعی تهیه گردید. پروپنت ها در سه اندازه مش ۳۰/۱۶، ۴۰/۲۰ و ۵۰/۳۰ سرند شده و در دو میزان ۲و ۵/۰ پوند بر فوت مربع در واحد سطح شکاف در آزمایش هدایت پذیری استفاده شدند. آزمایش ها با استفاده از دستگاه اندازه گیری قابلیت هدایت پذیری شکاف با تزریق گاز نیتروژن درون سلول هدایت پذیری در پنج دبی مختلف جهت شبیه سازی جریان سیال گاز با اعمال تنش های مختلف بستن شکاف انجام شد. در نهایت درصد خردشدگی پروپنت ها تعیین و با استفاده از رابطه فورشهایمر، مقادیر هدایت پذیری محاسبه گردید. بر اساس نتایج، مقادیر هدایت پذیری با افزایش تنش بستن شکاف و تراکم لایه پروپنت دچار کاهش قابل توجهی شد. پروپنت ۴۰/۲۰ فیروزکوه در مقایسه با ۴۰/۲۰ همدان به دلیل مقادیر بهتر کرویت و گردشدگی، هدایت پذیری بیشتر و در نتیجه عملکرد بهتری در محدوده تنش های اعمالی از خود نشان داد. مقایسه هدایت پذیری پروپنت های۳۰/۱۶، ۴۰/۲۰ و ۵۰/۳۰ از ماسه فیروزکوه نشان داد، پروپنت۵۰/۳۰ به علت خردشدگی کمتر، دارای کمترین میزان کاهش مقادیر هدایت پذیری نسبت به دو نمونه دیگر تا تنش۷۲۵۱پام بود، زیرا نقاط تماس بین ذرات ریز پروپنت بیشتر و توزیع تنش بین ذرات بهتر بوده و پروپنت ها تحت تنش، کمتر دچار خردشدگی شدند. مقایسه دو میزان پروپنت ۴۰/۲۰ فیروزکوه نشان داد، افزایش غلظت پروپنت درون شکاف منجر به تعدد بیشتر ذرات پروپنت درون شکاف، کاهش درصد خردشدگی و در نهایت، حفظ بهتر مقادیر هدایت پذیری شد.

Keywords:

عملیات شکاف هیدرولیکی , هدایت پذیری شکاف , پروپنت , دستگاه اندازه گیری هدایت پذیری شکاف , تنش افقی حداقل , ژئومکانیک مخزن