علی پاک - استاد دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه صنعتی شریف

ایجاد شکافهای مصنوعی در مخازن هیدروکربوری با تزریق آب یا سیالات دیگر تحت فشار زیاد، یکی از روش های تحریک چاه های نفت و گاز است که در یکی دو دهه گذشته مورد توجه زیادی قرار گرفته است این روش که ابتدایا برای افزایش تولید در چاه های آسیب دیده مورد استفاده قرار میگرفت، به روشی برای بهره برداری از مخازن غیر متعارف نفت و گاز که دارای ضریب نفوذ پذیری پایینی هستند تبدیل شد. شکافت هیدرولیکی در حال حاضر نه تنها در مخازن با نفوذپذیری پایین بلکه در مخازن با نفوذپذیری بالا نیز بکار میرود و در تعداد قابل توجهی از چاه هایی که جدیدا حفاری میشوند با این روش شکاف ایجاد می شود. در مقابل، مخالفت های مردم و جوامع محلی با استفاده از این روش در گوشه و کنار جهان، خصوصا در کشورهای صنعتی، اوج گرفته است. علت این مخالفت ها از یک طرف، اثرات سوء زیست محیطی این روش بر سفره های آب زیر زمینی، واز طرف دیگر ایجاد زمین لرزه های مصنوعی در پیرامون محل انجام عملیات شکافزایی هیدرولیکی است که باعث نگرانی و اضطراب مردم محلی میشود. دلیل این فرآیند، ایجاد تعادل در فشارهای داخل مخزن است چراکه تزریق سیالات به داخل مخزن، تغییراتی رادر فشارهای منفذی در داخل مخزن ایجاد میکند. مقاله حاضر به مدلسازی شکافت هیدرولیکی درمخازن هیدروکربوری اختصاص دارد. مدلسازی شکافت هیدرولیکی به سه دسته: مدلهای کلاسیک دوبعدی با حل بسته، مدلهای حدی مجانب شونده، و روشهای عددی تقسیم بندی شده و مبانی، رویکرد، و فرضیات هر یک از روشها بازگو شده است. به کمک این روشها پاسخ مخزن به تزریقسیال یررسی شده و الگوی شکاف هیدرولیکی ایجاد شده در داخل مخزن پیش بینی میشود. این سه دسته روش ها، پایه های علمی لازم برای توسعه نرم افزارهای آتی را فراهم می آورند. دراین مقاله، نقاط ضعف و قوت روش ها مورد بحث قرار گرفته و مسیرهای تحقیقات آتی ارایه میشود.

شکاف هیدرولیکی، مدل سازی، پارامترهای ژیومکانیکی، هندسه شکاف، روش های عددی