Процесс инициации трещины является начальным этапом процесса гидроразрыва пласта, который широко применяется в технологии повышения нефтеотдачи. Для ее оптимизации необходимо математическое моделирование обоих этих процессов. Особую роль при этом приобретает моделирование напряженно-деформированного состояния, в котором требуется разрешение внешней задачи упругости, границы которой частично находятся на бесконечности. Применение широко известных методов конечных разностей и конечных элементов становится при этом неэффективным из-за необходимости аппроксимации объема вплоть до удаленной границы большим количеством элементов. Поэтому в работе разработан эффективный многозонный метод граничных элементов для описания напряженно-деформированного состояния внешних задач. Многозонный метод граничных элементов позволяет моделировать неоднородную среду с различными граничными условиями на границах между неоднородностями. В качестве критерия инициации трещины выбрано превышение максимальным напряжением прочности на разрыв породы. Построенная методика моделирования протестирована на ряде как аналитических, так и экспериментальных задач.
Впервые исследована постановка задачи с учетом влияния обсадной скважинной колонны. В зависимости от взаимного расположения перфорации и главных напряжений залегания в породе получено критическое давление жидкости, при котором инициируется процесс гидроразрыва. Также определены положение, начальные размеры зародышевой трещины и направление ее развития в породе. Определено, что наличие обсадной колонны значительно повышает давление необходимое для инициации.
| Abstracts file: | EsipovDV.doc |
| Full text file: | EsipovDV.pdf |