دراسة عددية لنقل المواد الداعمة في الشقوق غير المستوية

الملخص: يعتبر تدفق السوائل الحاملة للرمل في الشقوق الهيدروليكية المعقدة أمرًا بالغ الأهمية لتحسين موصلية الشق. ركزت الأبحاث السابقة حول محاكاة نقل المواد الداعمة بشكل رئيسي على الشقوق المستوية. يقدم هذا البحث نموذج نقل المواد الداعمة في الشقوق غير المستوية. استنادًا إلى الديناميكا الموائع الحسابية (CFD) وطريقة العناصر المنفصلة (DEM)، تم إنشاء نموذج ثلاثي الأبعاد مرتبط لمحاكاة النقل في الشق غير المستوي. يتم تقييم توزيع المواد الداعمة كميًا من خلال الارتفاع والطول عندما تصل طبقة المواد الداعمة إلى حالة التوازن. كما درس النموذج العددي تأثيرات كثافة المواد الداعمة، حجم المواد الداعمة وسرعة السائل على نقل المواد الداعمة. تظهر النتائج أن تدفق السوائل الحاملة للرمل في الشقوق غير المستوية لديه مقاومة تدفق أعلى مقارنة بالشقوق المستوية. المواد الداعمة ذات الحجم الكبير قد تقلل الكمية المستخدمة لكنها تميل إلى تشكيل انسدادات رملية. يكشف التحليل الإضافي أنه مع انخفاض كثافة المواد الداعمة، يزيد الارتفاع المتوسط لطبقة المواد الداعمة أيضًا وتكون مسافة التوزيع أطول بكثير. يمكن أن تساعد النتائج في هذا البحث في تصميم معلمات المواد الداعمة وسوائل التكسير، مما يمكن الشق غير المستوي من الحفاظ على موصلية عالية ودائمة. 1. المقدمة في السنوات الأخيرة، غالبًا ما يكون من المطلوب استخدام تقنية التكسير الهيدروليكي لأداء تحفيز الخزان عند استخراج النفط والغاز غير التقليدي (Barbati et al., 2016). تلعب المواد الداعمة دورًا مهمًا في دعم موصلية الشق بعد التكسير الهيدروليكي. يعد تدفق السوائل الحاملة للرمل عملية معقدة (Osiptsov, 2017؛ Lecampion وGaragash, 2014). لذلك، فإن دراسة نقل وتوزيع المواد الداعمة في الشقوق لها تأثير مهم على تقييم تأثير تحفيز الخزان. كانت معظم الدراسات السابقة مبنية على حقيقة أن الشقوق كانت مستوية، وقد أجرت تجارب على قواعد نقل المواد الداعمة من خلال بناء أجهزة مرئية. اقترح Babcock et al. (1967) لأول مرة معلمتين تصفان توزيع المواد الداعمة، وهما سرعة التوازن وثابت تراكم البنك، من خلال تجارب الشق المستقيم. استنادًا إلى البحث، صمم Clark et al. (1977) نموذج شق شفاف ومستوي لمراقبة تدفق المواد المدعومة. لاحقًا، بناء Roodhart (1985) نموذج تدفق فتحة رأسية لدراسة وضع المواد الداعمة في سوائل التكسير غير النيوتونية. ثم قدم Liu وSharma (2005) دراسة تجريبية للتحقيق في تأثير عرض الشق ولزوجة السائل على نقل المواد الداعمة. أظهر Fernández et al. (2015) الوضع النهائي للمواد الداعمة تحت معدلات ضخ مختلفة وأحجام جزيئات من خلال إعداد شق ضيق على شكل إسفين مستوي. من خلال معدات تجريبية مشابهة، درس Peng et al. (2023) تأثيرات معدلات الضخ، ولزوجة السائل ونوع المواد الداعمة على التحفيز.