ارایه مدل ترمو-هیدرو-مکانیکی آسیب برای محیط های سنگی متخلخل اشباع تحت میدان تنش سه محوره

سال انتشار: 1399
نوع سند: مقاله ژورنالی
زبان: فارسی
مشاهده: 365

فایل این مقاله در 16 صفحه با فرمت PDF قابل دریافت می باشد

استخراج به نرم افزارهای پژوهشی:

لینک ثابت به این مقاله:

شناسه ملی سند علمی:

JR_MHRE-5-3_003

تاریخ نمایه سازی: 18 بهمن 1399

چکیده مقاله:

تاثیر توامان تنش، حرارت، فشار منفذی و آسیب بر عوامل هیدرولیکی مخازن هیدروکربوری و ژئوترمال و بازدهی چاه‌های تولیدی آنها نشان می‌دهد طراحی واقع‌گرایانه فرآیند تولید از این مخازن، نیازمند بهره‎گیری از یک مدل رفتاری جامع تنش-کرنش است. در این پژوهش با ارایه تعریف جدیدی از آسیب کلی ناشی از اثرات وجود سیال با دمای بالا در محیط متخلخل، معادله رفتاری تنش-کرنش تنیده ترموهیدرومکانیکی‌آسیب سنگ در شرایط بارگذاری سه‎محوری مرسوم بر پایه‌ تئوری محیط موثر، مفهوم تنش موثر بایوت، تابع چگالی احتمال توزیع توانی، انتقال همرفت و رسانش ارایه شده است. نتایج نشان می‎دهد: الف) با افزایش ضریب بایوت، ضریب نفوذپذیری، فشار منفذی و دما، آسیب ترموهیدرومکانیکی در سنگ افزایش می‌یابد، افزایش فشار محصورکننده منجر به کاهش آسیب و در نتیجه بهبود ظرفیت باربری سنگ می‌شود. ب) با افزایش دما، میزان آسیب ترموهیدرومکانیکی کل کاهش می‌یابد و مقدار حداکثر آن در کرنش‌های بزرگ‎تر رخ می‎دهد. این در حالی‎ است‎که نرخ رها‌سازی انرژی منطبق بر تنش‎حداکثر و کرنش متناظر با آن افزایش می‎یابد. ج) معیار شکست لید اصلاح‎شده در مقایسه با معیارهای "موهر-کولمب" و "دراگر-پراگر"، پیش‎بینی واقع‎گرایانه‎تری را از رفتار تنیده ترموهیدرومکانیکی در آسیب سنگ ارایه می‎دهد. از نتایج این پژوهش چنین استنباط می‎شود که در‎نظر گرفتن مفهوم تنش موثر بایوت و آسیب هم‎رفت در کنار تابع توزیع توانی، منجر به ارایه پیش‎بینی‎های دقیق‎تری از پاسخ تنیده ترموهیدرومکانیکی- آسیب‎سنگ‎ها  خواهد شد.

کلیدواژه ها:

مدل رفتاری ترموهیدرومکانیکی- آسیب ، انتقال حرارت همرفت ، تئوری محیط موثر (EMT) ، توزیع توانی ، تئوری بایوت

نویسندگان

عارف فرهی

دانشجوی دکتری، گروه مهندسی مکانیک سنگ، دانشکده مهندسی معدن، دانشگاه صنعتی امیرکبیر، تهران

سعید نیکوسخن

استادیار، گروه مهندسی مکانیک سنگ، دانشکده مهندسی معدن، دانشگاه صنعتی امیرکبیر، تهران

علی مرتضوی

استاد، گروه مهندسی مکانیک سنگ، دانشکده مهندسی معدن، دانشگاه صنعتی امیرکبیر، تهران