Comparative fracturing of marble samples with fluids of different viscosity

• Autorzy: Stanisławek S. , Kędzierski P. , Miedzińska D.

Identyfikatory

DOI

10.15199/28.2017.1.9

Warianty tytułu

PL

Szczelinowanie porównawcze próbek marmurowych za pomocą płynów o różnej lepkości

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

This paper presents an experimental study of rock samples fracturing with pressure from fluids of different viscosity. Fracturing pressure is one of the most important factors influencing effectiveness of a well-stimulation. It influences both the design of the pressure installation and seismic activity of the area. Authors analysed how fluid viscosity influences material resistance to pressure. As the rock type, marble was chosen. Three fracturing fluids were tested: water (20°C), supercritical carbon dioxide (42°C, 10 MPa) and hydraulic oil H46. The obtained results indicate that fracturing fluid viscosity is an important factor influencing the pressure level required to initiate and propagate fractures. The lowest pressure was detected for carbon dioxide (10.0 MPa). For water test pressure was 16.2 MPa while for oil, which has the highest viscosity, it reached 19.2 MPa. Moreover depending on the fluid type, sample damage could be observed in different planes.

PL

Ciśnienie szczelinowania zależy od wielu czynników, w tym w szczególności od wytrzymałości górotworu oraz lokalnie występującego naprężenia. Określenie wektorów naprężenia w kierunkach głównych w miejscu wydobycia jest jednak zadaniem skomplikowanym technicznie, co więcej, tego typu badania można przeprowadzić jedynie w określonych punktach. Niestety nie ma gwarancji, że naprężenia są takie same w ich otoczeniu. Z tego powodu badanie szczelinowania hydraulicznego w kontrolowanych warunkach laboratoryjnych jest tak ważne. Wielu autorów opisuje różnego rodzaju próby wytrzymałościowe, jednak w literaturze trudno znaleźć informacje na temat wpływu parametrów medium szczelinującego na zdolność do wytworzenia spękań, dlatego celem artykułu jest zaprezentowanie analizy mającej określić wpływ lepkości płynu szczelinującego na wytrzymałość materiału skalnego na wywierane przez niego ciśnienie.

Słowa kluczowe

EN

fracturing test stand; hydraulic fracturing; rock tensile strength

PL

stanowisko do szczelinowania; szczelinowanie hydrauliczne; wytrzymałość na rozciąganie skał

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Inżynieria Materiałowa
• Rocznik: 2017
• Tom: Vol. 38, nr 1
• Strony: 51--54
• Opis fizyczny: Bibliogr. 9 poz., fig., tab.

Twórcy

autor

Stanisławek S.

• Military University of Technology, Warsaw

autor

Kędzierski P.

• Military University of Technology, Warsaw

autor

Miedzińska D.

• Military University of Technology, Warsaw

Bibliografia

• [1] Bunger A. P., McLennam J., Jeffery R.: Effective and sustainable hydraulic fracturing. InTech, Brisbane (2013).
• [2] Zoback M. D.: Reservoir geomechanics. Cambridge (2010).
• [3] Ishida T., Aoyagi K., Niwa T., Chen Y., Murata S., Chen Q., Nakayama Y.: Acoustic emission monitoring of hydraulic fracturing laboratory experiment with supercritical and liquid CO2. Geophys. Res. Lett. 39 (2012) 1÷6.
• [4] Murdoch L. C.: Hydraulic fracturing of soil during laboratory experiments Part 1. Methods and observations, Geotechnique 43 (2) (1993) 255÷265.
• [5] Razavi O., Vajargah A. K., Oort E., Aldin M.: Comprehensive analysis of initiation and propagation pressures in drilling induced fractures. J. Petrol Sci. Eng. 149 (2017) 228÷243.
• [6] Caenn R., Darley H. C. H., Gray G. R.: Composition and properties of drilling and completion fluids. Oxford (2011).
• [7] Kędzierski P., Niezgoda T., Sławiński G.: Development of stand for rock material fracturing in laboratory conditions. Sol. St. Phen. (2015) 94÷97.
• [8] Xie H., Pei J., Zuo J., Zhang R.: Investigation of mechanical properties of fractured marbles by uniaxial compression tests. J. Rock Mech. Geotech. Eng. 3 (4) (2011) 302÷313.
• [9] Hearn E. J.: Mechanics of materials. Elsevier, Oxford (1977).

Uwagi

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę (zadania 2017).