تحلیل عددی تاثیر اشکال مختلف حفره در رشد ترک کششی

شبیه سازی عددی ژیومکانیکی مخازن نفتی و گازی امروزه جایگاه ویژه ای در علم مهندسی نفت و ژیومکانیک مخزن کسب کرده است. از این جهت ساخت مدل های عددی که متناسب با فضای متخلخل و پرفشار زیرزمینی است، جایگاه بسیار مهمی در تحلیل عددی رفتار سنگ و سیال مخازن هیدروکربوری دارد. یکی از جدیدترین روش های عددی برای مدلسازی رشد ترک، روش اجزا محدود توسعه یافته است. این روش ترک را به وسیله توابعی که به توابع غنی شده مرسوم اند مدلسازی کرده و نیاز به مش بندی مجدد ناحیه آسیب را از بین می ببرد، بنابراین در این پژوهش، به مدلسازی عددی تاثیر اندازه حفره بر رشد ترک و مقایسه تاثیر اشکال مختلف آن با استفاده از روش اجزا محدود توسعه یافته پرداخته شده است، تا بتوان مقاومت بیشینه مخازن و مدل های پیچیده سنگی را به صورت نسبی با یکدیگر مقایسه کرد. در مرحله اول با تغییر اندازه حفره، مقدار فاکتور شدت تنش محاسبه و نحوه رشد ترک ارایه گردید. در مرحله بعد، نتایج نشان داد که شکل های مختلف حفره و زوایای قرارگیری آن بر فرآیند رشد ترک و شکست، تاثیر زیادی دارد. در نهایت با مدلسازی یک نمونه واقعی سنگ و معادل سازی حفرات موجود در آن با اشکال هندسی ساده، درک دقیق تری از نحوه عملکرد هر یک از پارامترهای موثر بر رشد ترک در پدیده هایی مانند شکست هیدرولیک، حاصل شد.