نشریه علمی-پژوهشی مکانیک سنگ

نشریه علمی-پژوهشی مکانیک سنگ

کاربرد روش انتشارآوایی در تحلیل و ارزیابی فرآیند شکست هیدرولیکی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان
1 گروه مکانیک سنگ، دانشکده معدن و مواد، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایران
2 گروه مکانیک سنگ، بخش معدن دانشکده فنی و مهندسی دانشگاه تربیت مدرس
چکیده
با توجه به کاربرد روزافزون و هزینه بالای عملیات شکست هیدرولیکی، طراحی این فرآیند مستلزم شناسایی و داشتن درک مناسب از میزان و نحوه اثرگذاری پارامترهای مختلف در اجرا است. عوامل مختلفی همچون رژیم تنشهای موثر، خواص مکانیک سنگی سازند، وجود درزه و شکستگی‌های طبیعی و همچنین پارامترهای عملیاتی اعم از: رئولوژی سیال(عکس‌العمل یا تغییر فرم سیال در مقابل تنش‌های وارد بر آن)، شدت جریان و نحوه تزریق سیال بر روی فشار و هندسه شکست هیدرولیکی تأثیرگذار است. به منظور مطالعه تاثیرات پارامترهای مذکور، بهره‌گیری از روشهای پیشرفته ارزیابی در آزمایشگاه مورد استفاده قرار می‌گیرد. در این مطالعه با مرور مهمترین روش‌های ارزیابی و تحلیل آزمایش‌های شکست هیدرولیکی، با تشریح روش انتشار آوایی، تقسیم‌بندی کاملی از روش‌های تحلیل داده‌های آوایی ارائه شده است. جنبه‌های مختلف طراحی، جانمایی سنسورها، تعیین حدود مشخصه امواج و نکات اجرایی برداشت مناسب داده‌ها آوایی در آزمایش‌های مختلف مهندسی سنگ را می‌توان طبق توصیه نامه انجمن بین‌المللی مکانیک سنگ بکار برد. در ادامه نیز با مرور مهمترین مطالعات انجام شده، نتایج خاص بدست آمده از روش انتشار آوایی در تحلیل شکل‌گیری و مکانیزم و فشار شکست، گسترش ترکهای ایجاد شده، مکان‌یابی رخدادها و تعیین دقیق هندسه شبکه شکستگی‌های و همچنین تحلیل‌های پارامتریک عوامل مختلف موثر، طبقه‌بندی و مورد بررسی قرار گرفته است. پارامترهای بسیاری بر نوع مکانیزم رخدادهای آوایی موثرند. نتایج مطالعات نشان داد که در فرآیند شکست هیدرولیکی مود غالب شکست برشی است. این در حالی است که با انجام تحلیل مکان‌یابی و مکانیزم مشخص شد که در مرحله ابتدایی، شکست کششی و در مرحله گسترش شبکه شکست، حالت برش در رخدادهای برداشت شده، غالب است.
کلیدواژه‌ها
موضوعات

  1. ابراهیم قربانی، پارامترهای موثر بر نتیجه عملیات شکست هیدرولیکی,” اکتشاف و تولید نفت وگاز،  شماره 1394 (123-1)
  2. Ishida et al., “ISRM Suggested Method for Laboratory Acoustic Emission Monitoring,” Rock Mech Rock Eng, vol. 50, no. 3, 2017, doi: 10.1007/s00603-016-1165-z.
  3. D. Byerlee, “Acoustic emission during fluid injection into rock,” in Proceedings of the 1st Conference on Acoustic Emission/Microseismic Activity in Geologic Structures and Materials, 1977, pp. 87–98.
  4. Lockner and J. D. Byerlee, “Hydrofracture in Weber sandstone at high confining pressure and differential stress,” J Geophys Res, vol. 82, no. 14, pp. 2018–2026, 1977.
  5. Weeks, D. Lockner, and J. Byerlee, “Change in b-values during movement on cut surfaces in granite,” Bulletin of the Seismological Society of America, vol. 68, no. 2, pp. 333–341, 1978.
  6. P. Frash, “Laboratory-scale study of hydraulic fracturing in heterogeneous media for enhanced geothermal systems and general well stimulation,” ProQuest Dissertations and Theses, p. 155, 2014.
  7. P. Frash, “Laboratory simulation of an enhanced geothermal reservoir.” Colorado School of Mines. Arthur Lakes Library, 2012.
  8. Ning, Z. Shicheng, Z. Yushi, M. Xinfang, W. Shan, and Z. Yinuo, “Experimental Analysis of Hydraulic Fracture Growth and Acoustic Emission Response in a Layered Formation,” Rock Mech Rock Eng, vol. 51, no. 4, pp. 1047–1062, 2018.
  9. Li et al., “Acoustic Emission Response of Laboratory Hydraulic Fracturing in Layered Shale,” Rock Mech Rock Eng, vol. 51, no. 11, pp. 3395–3406, 2018.
  10.