مروری برکاربرد اندازه گیری تنش برجای سنگ با استفاده از شکافت هیدرولیکی درصنعت نفت و سد سازی

اطلاع ازجهت و مقدارتنش های برجا دراعماق زیاد نکته مهمی درعلوم زمین ومهندسی میباشد. تعیین کمی تنشهای برجا افقی دریک محل ویژه نمیتواند تنها از روی نیروهای گرانشی بوضوح قابل درک باشد بنابراین برای تعیین تنشهای برجا نیازمند اندازه گیری مستقیم درصحرا است. درحال حاضر رایج ترین روش اندازه گیری تنشهای برجا دراعماق متفاوت شکاف هیدرولیکی است. که به دلایلی چون امکان استفاده دراعماق زیاد، عدم نیاز به محاسبات پیچیده و غیره امروزه درصنعت نفت و هم در سدسازی جایگاه مهمی پیداکرده است. این تکنیک اولین بار در ده ه 1940 به عنوان یک روش مدلسازی میادین نفتی، در شکست سگمنتهای چاه پرفشار به کار گرفته شد. به دنبال موفقیت این روش به عنوان یک تکنیک مدلسازی تلاشهایی برای فهم و درک مکانیزم آن انجام شد. بیشترین تلاشها در تفسیر مکانیزم روش شکست هیدرولیکی توسط هوبرت1 و ویلیس 2 انجام شد. این دو نفر با استفاده از تئوری ارتجاعی به این نتیجه رسیدند که جهت توسعه ترک و میزان فشار ثبت شده در فرآیند اعمال فشار به چاه، به طور مستقیم با تنشهای برجا در ارتباط است. آقای فایرهورست اولین کسی بود که از روش شکست هیدرولیکی برای اندازه گیری تنشهای برجا میدان استفاده کرد. همچنین آقایان هامیسون و فایرهورست4 نیز این روش را با استفاده از تئوری بایوت برای بررسی اثر سیال و محیطهای متخلخل توسعه دادند. امروزه شکست هیدرولیکی یکی از روشهای کلیدی پیشنهاد شده از طرف انجمن بین المللی مکانیک سنگ برای تعیین تنشهای برجا میباشد. با توجه به تنوع کارهای تحقیقاتی انجام شده در این زمینه و عدم وجود یک مقاله مروری ، انجام کار پژوهشی جدید را لازم نموده است. هدف از نگارش این مقاله، مروری بر کاربرد اندازه گیری تنش برجا با استفاده از شکافت هیدرولیکی میباشد. نتایج این تحقیقات همگی نشان میدهند، ویژگی اصلی روش شکست هیدرولیکی اندازه گیری تنشهای برجا از طریق مجزا کردن مقطعی از یک گمانه توسط پکرها و اعمال فشار هیدرولیکی به دیواره های آن میباشد. هم چنین نیاز نداشتن شکست هیدرولیکی به اطلاعات زیاد، از تغییر خواص سنگ محل آزمایش میباشد و بدون دشواری در زیر سطح آب نیز قابل انجام است. سادگی روش آزمایش، سهولت در اندازه گیری و محاسبات در عین داشتن تکنیکی پیچیده از دیگر مزایای این آزمایش است. از کاربردهای این تکنیک استفاده در طراحی تونلهای آببر، الگوی تزریق در پی سدها، توسعه مخازن نفت و گاز، استحصال انرژی زمین گرمایی و کاهش انرژی زلزله است.

Keywords:

شکافت هیدرولیکی , تنش برجا , صنعت نفت , سدسازی , مکانیک سنگ