بررسی تاثیر پارامترهای سنگ و سیال برای مدل تحلیلی شکافت هیدرولیکی PKN

با وجود پیشرفت‌های چشمگیر در روش‌های شبیه‌سازی عملیات شکافت هیدرولیکی  در ازدیاد برداشت از ذخایر هیدروکربوری و ظهور روش‌های پیچیده سه بعدی، همچنان از روش‌های دو بعدی تحلیلی بویژه روش PKN برای اهداف مختلف استفاده می‌شود. فرض‌های بکار گرفته شده در توسعه این مدل آن را قادر ساخته است تا بتواند در اکثر شرایط عملیاتی نتایجی با دقت قابل قبول ارایه کند. دو پارامتر بسیار مهم در عملیات شکافت هیدرولیکی شامل فشار حداقل جهت گسترش شکافت و ابعاد دهانه شکافت در دیواره چاه می‌باشند. در این پژوهش به بررسی اثر خصوصیات سنگ (مدول یانگ و ضریب پواسون) و خصوصیات سیال (گرانروی سیال) بر دو پارامتر هدف یاد شده در مدل PKN پرداخته شده است. بدین ترتیب با انجام تحلیل (آنالیز) حساسیت، اثر مدول یانگ، ضریب پواسون سنگ دربرگیرنده و گرانروی سیال بر دو پارامتر هدف بر حسب توابعی از طول شکاف، با کدنویسی در محیط پایتون انجام گرفته است. نتایج نشان داد که برای یک مدول یانگ ثابت، با افزایش طول شکاف، فشار (انرژی) کمتری برای افزایش هر واحد طول شکاف مورد نیاز است. از طرفی، حداکثر پهنای شکاف در دیواره چاه با افزایش مدول یانگ کاهش می‌یابد. همچنین با افزایش ضریب پواسون، فشار حداقل بزرگتری برای گسترش شکاف مورد نیاز می‌باشد؛ و پهنای شکاف رابطه معکوسی با ضریب پواسون دارد. بطور کلی ضریب پواسون اثر به مراتب کوچکتری در قیاس با مدول یانگ از خود نشان داده و افزایش گرانروی سیال نیز به ترتیب باعث سبب افزایش فشار پمپ برای گسترش شکاف و کاهش پهنای شکاف می‌شود