Analiza numeryczna wgłębiania kulek stalowych w skałę

• Autorzy: Kwietniewski M.

Warianty tytułu

EN

Numerical analysis of steel spheres embedment

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Poprawa efektywności wydobycia gazu z łupków jest dużym wyzwaniem dla naukowców oraz korporacji z branży wiertniczej. Wydobycie jest możliwe dzięki zastosowaniu proppantu, który ma za zadanie zapobiegać zamykaniu się szczelin wytworzonych w procesie szczelinowania. Utrzymanie szczeliny w stanie otwarcia wpływa korzystnie na zdolności przepływu zarówno czynnika szczelinującego, jak i gazu ziemnego uwolnionego ze skały. Proppant stanowią ziarna o kształcie zbliżonym do sferycznego. Najczęściej stosowane są odpowiednio wyselekcjonowane ziarna pasku kwarcowego. Analiza MES zamieszczona w pracy ujawnia mechanizm wgniatania kulek stalowych symulujących proppant w płaską powierzchnię skały. Celem niniejszej pracy jest obserwacja wielkości wgłębienia kulek w skałę łupkową oraz rozkład pola naprężeń w skale. Na podstawie przeprowadzonej analizy można stwierdzić zniszczenie skały przy wgłębieniu 0,01mm.

EN

Improving the efficiency of the extraction of shale gas is a big challenge for researchers and corporations which represent drilling industry. The production is possible by using a proppant that is designed to prevent closing of the fractures which are generated in the fracturing process. Keeping the fracture open has a positive influence on the flow capacity of the fracturing medium and the natural gas released from the rock. Proppant grains have spherical shape and usually are made of quartz sand. FEM analysis conducted in this work simulates the mechanism of embedment of steel spheres which was simulated proppant grains. The aim of this study was to observe the deformation and stress distribution in the shale rocks, which are embed by steel spheres. The analysis show that it is possible to determine the destruction of the rock at the 0.01 mm embedment.

Słowa kluczowe

PL

proppant; niekonwencjonalna formacja łupkowa; szczelinowanie hydrauliczne; metoda elementów skończonych

EN

proppant; unconventional shale formation; hydraulic fracturing; finite element method

• Wydawca: Polskie Towarzystwo Mechaniki Teoretycznej i Stosowanej. Oddział Gliwice
• Czasopismo: Modelowanie Inżynierskie
• Rocznik: 2018
• Tom: T. 35, nr 66
• Strony: 41--45
• Opis fizyczny: Bibliogr. 7 poz.

Twórcy

autor

Kwietniewski M.

• Katedra Mechaniki i Informatyki Stosowanej, Wojskowa Akademia Techniczna

Bibliografia

• 1. Byerlee J.: Friction of rocks. „Pure and Applied Geophysics PAGEOPH” 1978, Vol. 116, Iss. 4-5, p. 615-626.
• 2. LS-dyna keyword user's manual volume I LS-dyna r8.0, Livermore Software Technology Corporation (LSTC).
• 3. LS-dyna keyword user's manual volume II LS-dyna r8.0, Livermore Software Technology Corporation (LSTC).
• 4. Sarnecka E.: Państwowa służba geologiczna: o gazie w łupkach. Warszawa: Państwowy Instytut Geologiczny - Państwowy Instytut Badawczy, 2013.
• 5. Wojnarowski P.: Metody modelowania i oceny efektywności zabiegów szczelinowania hydraulicznego skał złożowych w odwiertach naftowych. Kraków: “Wyd. AGH, 2013.
• 6. www.eesa.lbl.gov (dostęp 28.03.2018).
• 7. Ziętkowski L.: Badania rozspajania bloków skalnych i betonowych metodą elektrohydrauliczną. Rozprawa doktorska. Kraków: AGH, Wydz. Inż. Mech. i Rob. 2007.

Uwagi

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2019).