Akademik tadqiqotlar, tushunarli til

Verianla | O‘zbekcha akademik tadqiqotlar va ilm-fan

27 Sentabr 2026, Yakshanba
VERİANLAMustaqil ilmiy nashriyot
Menyuni ochish yoki yopish
...
Bosh sahifa / Amaliy fanlar / Muhandislik / Geotermal suyuqlik inyeksiyasida siljish yorig‘ini qafaslash: inyeksiya tezligi, qovushoqlik va induksiyalangan seysmiklik
Muhandislik

Geotermal suyuqlik inyeksiyasida siljish yorig‘ini qafaslash: inyeksiya tezligi, qovushoqlik va induksiyalangan seysmiklik

Ushbu tadqiqot takomillashtirilgan geotermal tizimlarda suyuqlik inyeksiyasining oldindan zo‘riqtirilgan yoriqni harakatga keltirish xavfini kamaytirish uchun taklif etilgan siljish yorig‘ini qafaslash usulini laboratoriya miqyosida o‘rgangan.

28/07/2026  Veri Anla 36 marta ko‘rildi
Geotermal suyuqlik inyeksiyasida siljish yorig‘ini qafaslash: inyeksiya tezligi, qovushoqlik va induksiyalangan seysmiklik

Ushbu tadqiqot takomillashtirilgan geotermal tizimlarda suyuqlik inyeksiyasining oldindan zo‘riqtirilgan yoriqni harakatga keltirish xavfini kamaytirish uchun taklif etilgan siljish yorig‘ini qafaslash usulini laboratoriya miqyosida o‘rgangan. Tadqiqotchilar markaziy inyeksiya qudug‘idan 3 cm masofada joylashtirilgan to‘rtta ishlab chiqarish qudug‘idan iborat qafasni 8,81 cP va 404 cP qovushoqlikka ega moylar hamda 3,2, 16 va 80 mL/dak inyeksiya tezliklarida sinagan. Qafassiz tajribalarda yuqori tezlik yoki yuqori qovushoqlik kichik hajmlarda to‘liq yoriq buzilishini qo‘zg‘atgan bo‘lsa, qafasli tajribalarda 520 mL suyuqlik yuborilganiga qaramay to‘liq yoriq buzilishi yuz bermagan. Biroq natijalar laboratoriya miqyosiga tegishli, tadqiqot taqrizdan o‘tmagan va qafas o‘lchamini haqiqiy yoriq o‘lchamiga qanday masshtablash kerakligi hozircha noma’lum.

Qafassiz, past qovushoqlikli tajribalarda inyeksiya tezligi 3,2 mL/dak bo‘lganda 520 mL moy to‘liq yoriq buzilishini keltirib chiqarmagan; 16 mL/dak tezlikda 161 mL, 80 mL/dak tezlikda esa atigi 26 mL moy kritik buzilishni qo‘zg‘atgan. Xuddi shu 16 mL/dak tezlikda 404 cP qovushoqlikli moy ishlatilganda esa to‘liq yoriq buzilishi faqat 21 mL inyeksiya va 13,4 MPa bosimdan keyin sodir bo‘lgan. Bu natijalar qafas hosil qilinishidan oldin yuqori qovushoqlik bosimni inyeksiya nuqtasi atrofida jamlab, erta buzilish xavfini oshirishi mumkinligini ko‘rsatadi.

Qafasli tajribalarda yuqoriroq inyeksiya tezliklari qafassiz tizimlardan farqli xatti-harakatni yuzaga keltirgan. Past qovushoqlikli moyda tezlik 3,2 mL/dak dan 16 mL/dak ga oshirilganda ishlab chiqarish sarfiga asoslangan qayta olish samaradorligi %70 dan %88 ga ko‘tarilgan, yuqori bosimli hudud radiusi 14,4 cm dan 6,6 cm ga va past bosimli tarqalish hududi 18,4 cm dan 10,3 cm ga kamaygan. Tezlikni 16 mL/dak dan 80 mL/dak ga oshirish esa sezilarli qo‘shimcha yaxshilanish bermagan. Bu holat qafaslash samaradorligi ma’lum bir tezlikdan yuqorida plato hosil qilishi mumkinligiga ishora qiladi.

Akustik emissiya o‘lchovlarida qafas hosil bo‘lishi ko‘pchilik tajribalarda avval mikrocho‘qqi faolligining keskin ortishi, so‘ngra esa yaqqol kamayishi yoki sukunat bilan birga kuzatilgan. Tadqiqotchilar ishlab chiqarish quduqlaridan oqim boshlanganligi tasdiqlangan qafas tizimida bu naqshni har doim yaqinlashib kelayotgan katta buzilish deb talqin qilmaslik kerakligini ta’kidlaydi. Biroq 80 mL/dak tajribasida akustik faollik inyeksiya to‘xtatilguncha davom etgan; demak, mikro-seysmik sukunat barcha qafas tajribalari uchun majburiy yoki o‘zi yetarli ko‘rsatkich emas.

Tadqiqotning asosiy muammosi nima?

Takomillashtirilgan geotermal tizimlarda issiq, biroq tabiiy o‘tkazuvchanligi past tog‘ jinslari massasiga suyuqlik yuborilib, mavjud yoriqlarning ochilishi, siljishi yoki o‘zaro bog‘lanishi ko‘zda tutiladi. Hosil bo‘lgan o‘tkazuvchan tarmoq yer ostidagi issiqlikni yuzaga olib chiqishga imkon beradi. Xuddi shu bosim ortishi kritik zo‘riqish holatidagi tabiiy yoriqlarning ishqalanish qarshiligini kamaytirib, istalmagan seysmik siljishga ham olib kelishi mumkin.

An’anaviy seysmiklik boshqaruvida inyeksiya tezligi yoki bosimi kuzatilgan seysmik faollikka qarab kamaytiriladi yoki to‘xtatiladi. Bu yondashuv xavfni kamaytirishi mumkin, biroq suyuqlik aylanishi va issiqlik chiqarish quvvatini ham cheklaydi. Siljish yorig‘ini qafaslash yondashuvi esa inyeksiya qudug‘i atrofiga ishlab chiqarish yoki chegara quduqlarini joylashtirib, bosimli hududni fizik va gidravlik jihatdan cheklashni maqsad qiladi.

Qafas quduqlari bosim uchun nazorat qilinadigan chiqish yo‘llari kabi ishlaydi. Yuborilgan suyuqlik shu quduqlardan ishlab chiqarilganda bosim to‘planishi kamaytirilishi, suyuqlik qayta olinishi va buzilgan yoriq maydonining qafas tashqarisiga tarqalishi cheklanishi mumkin. Tadqiqotning asosiy savoli ushbu mexanizm turli inyeksiya tezliklari va juda farqli suyuqlik qovushoqliklarida ishlaydimi, degan savoldir.

Tadqiqot gipotezasi nima?

Tadqiqotchilar qafassiz tizimlarda yuqori inyeksiya tezligi va yuqori qovushoqlik inyeksiya nuqtasi yaqinida g‘ovak bosimini tez oshirib, kritik yoriq buzilishini osonlashtirishini taxmin qilgan. Qafasli tizimlarda esa xuddi shu parametrlar chegara quduqlari tomon oqimni, bosimning bo‘shatilishini va qayta olishni kuchaytirib, to‘liq yoriq buzilishini oldini olishi mumkinligi haqidagi gipoteza sinovdan o‘tkazilgan.

Bu ikki qarama-qarshi kutilma muhimdir. Yuqori tezlik va qovushoqlik qafas hali shakllanmagan paytda xavfli mahalliy bosim yig‘ilishini yuzaga keltirishi mumkin. Ammo injektor bilan ishlab chiqarish quduqlari o‘rtasida gidravlik bog‘lanish o‘rnatilgach, ayni yuqori tezlik yoriqlarni ochiq saqlab, o‘tkazuvchanlik va suyuqlikni tutib olish qobiliyatini oshirishi mumkin.

Siljish yorig‘ini qafaslash qanday ishlaydi?

Tajriba qurilmasida bitta markaziy inyeksiya qudug‘i to‘rt tomondan ishlab chiqarish quduqlari bilan o‘ralgan. Yuborilgan suyuqlik dastlab inyeksiya nuqtasi atrofidagi zaif interfeysga kiradi. Bosim oshgan sari interfeys ochiladi, siljiydi yoki mahalliy yoriqlar hosil bo‘ladi. Yoriqlar tarmog‘i ishlab chiqarish quduqlariga yetgach, yuborilgan suyuqlik shu quduqlardan chiqishni boshlaydi.

To‘rtta ishlab chiqarish qudug‘ining barchasida oqim kuzatilishi tadqiqotda qafas o‘rnatilganining vizual mezoni sifatida qo‘llanilgan. Shu bosqichdan keyin ishlab chiqarish quduqlari suyuqlik va bosim uchun periferik chiqish nuqtalarini hosil qiladi. Natijada bosimli va shikastlangan hududning cheksiz kengayishi o‘rniga, u markaz bilan chegara quduqlari orasida qolishi ko‘zda tutiladi.

Qafasning juda katta bo‘lishi esa afzallik bermasligi mumkin. Yuqori qovushoqlikli moy bilan uzoqroqdagi ishlab chiqarish quduqlaridan foydalanish rejalashtirilgan tajribada suyuqlik chegara quduqlariga yetmasdan oldin 13,4 MPa bosimda to‘liq yoriq buzilishi yuz bergan. Bu kuzatuv ishlab chiqarish quduqlari inyeksiya nuqtasidan haddan tashqari uzoqda bo‘lsa, qafas o‘z vaqtida shakllanmasligi mumkinligini ko‘rsatadi.

Tajriba qurilmasi qanday tayyorlangan?

1-rasmda ko‘rsatilgan siljish bloki 34,5 cm chuqurlik, 24,4 cm kenglik va 26,9 cm balandlikka ega. Qurilma 6061-T6 alyuminiydan tayyorlangan ikkita pona va ularning orasiga quyilgan 8 mm qalinlikdagi gips asosli zaif interfeysdan tashkil topgan. Ponalar geometriyasi 45° qiyalikdagi sun’iy yoriq tekisligini hosil qilgan.

Alyuminiy yuzalar takrorlanuvchan yopishishni ta’minlash uchun 120 gritli silliqlash qog‘ozi bilan tayyorlangan. Gips, suv va sekinlashtiruvchi modda 1,8:1,0:0,0015 nisbatda aralashtirilgan va xona haroratida kamida 24 soat qotirilgan. Gips qatlami laboratoriya miqyosida tabiiy yoriq ichidagi g‘ovak yoriq to‘ldirgichi yoki maydalangan tog‘ jinsi materialini ifodalaydi.

Yuqori ponada diametri 4 mm bo‘lgan jami 17 quduq mavjud. Ulardan biri markaziy inyeksiya qudug‘i. Qolgan 16 quduq markazdan 3, 6, 9 va 12 cm radiuslarda to‘rttadan guruh qilib joylashtirilgan. Ushbu tadqiqotdagi qafas tajribalarida faqat 3 cm masofadagi eng ichki to‘rtta quduq ochiq qoldirilgan, qolgan quduqlar epoksi bilan yopilgan. Qafassiz tajribalarda barcha atrof quduqlari yopiq tutilgan.

Sun’iy yoriqning mexanik xususiyatlari qanday?

O‘lchangan xususiyatTajriba qiymatiBirligi yoki ma’nosi
Zichlik1.197 ± 6kg/m³
G‘ovaklilik%46,2 ± 0,6Suyuqlik saqlanishi mumkin bo‘lgan bo‘shliq ulushi
Young moduli1,80 ± 0,23GPa
Poisson nisbati0,18 ± 0,08O‘lchovsiz
Bir o‘qli siqilish mustahkamligi6,1 ± 0,39MPa
Interfeys ishqalanish burchagi39,0 ± 3,5Daraja
Interfeys koheziyasi0,787 ± 0,462MPa
Qoldiq ishqalanish burchagi35,6 ± 9,3Daraja
Qoldiq koheziya0,709 ± 0,98MPa

Yuqori g‘ovaklilik past tezlikdagi inyeksiyada suyuqlikning gips qatlamiga tarqalishiga va sezilarli miqdordagi suyuqlikning g‘ovaklarda saqlanishiga imkon bergan. Bu xususiyat laboratoriya modelining suyuqlik yo‘qotilishi va bosim tarqalishi xatti-harakatida muhim rol o‘ynaydi.

Qaysi suyuqliklar va inyeksiya tezliklari ishlatilgan?

Tajribalarda kuzatish uchun bo‘yalgan ikki xil moy ishlatilgan:

  • Past qovushoqlikli moy: 8,81 cP.
  • Yuqori qovushoqlikli moy: 404 cP.

Yuqori qovushoqlikli moy past qovushoqlikli moydan taxminan 46 baravar qovushoqroq. Past qovushoqlikli moy 3,2, 16 va 80 mL/dak tezliklarda; yuqori qovushoqlikli moy esa 16 mL/dak tezlikda yuborilgan. Aniqligi yuqori shprits nasoslari doimiy sarfni saqlagan va tajribalarda ko‘pi bilan 520 mL maqsadli hajm qo‘llangan.

Jami sakkizta tajriba baholangan: bitta mexanik siljish tajribasi, uchta qafassiz gidrosiljish tajribasi va to‘rtta qafasli siljish yorig‘i tajribasi. Ulardan past qovushoqlikli moyning 16 mL/dak tezlikdagi qafassiz va qafasli sharoitlari avvalgi tadqiqotda xabar qilingan va taqqoslash uchun qayta ishlatilgan. Shu sababli xulosadagi “oltita yangi tajriba” iborasi jami sakkiz sharoitdan oltitasi yangi ekanini anglatadi.

Yoriq qanday yuk ostida ushlab turilgan?

Dastlabki mexanik siljish tajribalarida blokka 0,05 mm/dak tezlikda yuk qo‘llanib, to‘liq buzilish uchun o‘rtacha kritik yuk 121 ± 35 kN deb aniqlangan. Suyuqlik inyeksiyasi bajarilgan tajribalarda yoriq shu qiymatning taxminan %50’i, ya’ni 60 kN o‘qli yuk ostida ushlab turilgan.

Bu yondashuv sun’iy yoriqni o‘z-o‘zidan buzilmaydigan, biroq g‘ovak bosimining ortishi bilan harakatga keltirilishi mumkin bo‘lgan kritik zo‘riqish holatiga olib kelgan. Yuklashdan so‘ng akustik faollik barqarorlashishi uchun 10 daqiqa kutilgan va shundan keyin inyeksiya boshlangan.

Tajriba jarayoni qaysi bosqichlardan iborat bo‘lgan?

  1. Siljish yukini qo‘llash.
  2. Kritik yuk ostida 10 daqiqa kutish.
  3. Belgilangan tezlikda suyuqlik inyeksiyasini boshlash.
  4. Ishlab chiqarish quduqlaridan oqim bilan tasdiqlangan qafas hosil bo‘lishi.
  5. Inyeksiyadan keyin 10 daqiqa kutish.
  6. Blokni ochish va interfeysni tekshirish uchun mexanik to‘liq buzilish.

Qafassiz tajribalar inyeksiya to‘liq yoriq buzilishini qo‘zg‘atishi bilan yakunlangan. Qafasli tajribalarda inyeksiya to‘liq buzilish hosil qilmasa, tajriba oxirida sun’iy yoriq mexanik ravishda buzilgan. Bu yakuniy buzilish suyuqlik tarqalgan hududni kuzatish va qurilmani keyingi tajribaga tayyorlash uchun amalga oshirilgan; inyeksiya vaqtida yuz bergan xavfsizlik muvaffaqiyatsizligi sifatida talqin qilinmasligi kerak.

Akustik emissiya tizimi nimani o‘lchagan?

Mikroyoriqlar, ishqalanishli siljish va to‘liq buzilish vaqtida hosil bo‘ladigan yuqori chastotali elastik to‘lqinlar 16 ta akustik emissiya sensori bilan kuzatilgan. Sensorlarning sakkiztasi katta amplitudali hodisalar uchun yuqori kattalik tizimiga, sakkiztasi esa kichik hodisalarni aniqlash uchun yuqori sezgirlik tizimiga ulangan.

Yuqori kattalik sensorlari 100–900 kHz oralig‘ida va 190 hamda 350 kHz rezonans cho‘qqilarida ishlagan. Yuqori sezgirlik sensorlari 125–750 kHz oralig‘ida va taxminan 300 kHz rezonansda ishlagan. Yuqori sezgirlik tizimidagi 7-raqamli sensor ayrim tajribalarda to‘g‘ri ishlamagani sababli tajribalar o‘rtasidagi izchillikni saqlash uchun ushbu sensor ma’lumotlari barcha ma’lumot to‘plamlaridan chiqarilgan.

Sensorlar po‘lat sharchalarni ma’lum balandliklardan tashlash orqali kalibrlangan. 2-rasmda 1-kanal uchun sharchadan uzatilgan energiya bilan o‘lchangan eng yuqori kuchlanish o‘rtasidagi moslik quyidagicha berilgan:

\[ E = 0{,}0448V^{1{,}77} \]

Bu yerda \(E\) blokka uzatilgani hisoblangan energiyani joul birligida; \(V\) esa sensor o‘lchagan eng katta mutlaq kuchlanishni volt birligida ifodalaydi. 1-kanal uchun moslik koeffitsiyenti R²=0,971. Har bir kanal alohida kalibrlangan.

Akustik energiyadan moment kattaligi qanday hisoblangan?

Tadqiqotdagi yagona raqamlangan tenglama laboratoriya akustik emissiya energiyasidan taqqoslama moment kattaligini hisoblash uchun ishlatilgan:

\[ M_w = \frac{\log_{10} M_0 - 9{,}1}{1{,}5} \]

  • \(M_w\): hisoblangan moment kattaligi.
  • \(M_0\): N·m birligidagi seysmik moment.
  • 9,1 va 1,5: moment va moment kattaligi o‘rtasidagi empirik o‘zgartirish koeffitsiyentlari.

Tadqiqotda seysmik moment ajralib chiqqan akustik emissiya energiyasiga teng deb qabul qilingan. Mualliflar bu kattaliklar faqat tajribalar o‘rtasida taqqoslash maqsadini ko‘zlashini va dala zilzilalari yoki boshqa laboratoriya tizimlari bilan bevosita taqqoslanmasligi kerakligini aniq ta’kidlagan.

Yuqori sezgirlik tizimidagi kuchlanishlar ishonchli kattalik hisoblash uchun juda kichik bo‘lgani sababli xabar qilingan \(M_w\) qiymatlari faqat yuqori kattalik tizimidan olingan. Bundan tashqari, 4, 6 va 7-raqamli yuqori kattalik sensorlarida ayrim to‘liq buzilish signallari to‘yinganlikka yetib, kesilgan. Shu sababli faqat bitta eng yuqori kattalik o‘rniga barcha sensorlardagi to‘lqin shakllari ham taqqoslangan.

Qafassiz past tezlikdagi inyeksiya nimani ko‘rsatgan?

8,81 cP moy 3,2 mL/dak tezlikda yuborilganda bosim taxminan 0,6 MPa dan 1,5 MPa ga ko‘tarilgan. Nasosning hajm chegarasi bo‘lgan 520 mL ga yetilganiga qaramay inyeksiya to‘liq yoriq buzilishini keltirib chiqarmagan. Yoriq tajribadan keyin 79 kN mexanik yuk qo‘llash orqali buzilgan.

Mexanik buzilishdagi taqqoslama kattalik −5,95 \(M_w\) deb baholangan. Bo‘yoq tasvirlarida yuqori bosimli ichki hudud radiusi taxminan 14,8 cm, past bosimli tarqalish hududi radiusi esa 24,4 cm deb baholangan. Suyuqlik deyarli butun yoriq yuzasiga tarqalgan.

Past tezlikda bosim nisbatan past qolgan, biroq uzoq inyeksiya muddati suyuqlikning keng hududga diffuziyasiga imkon bergan. Bu sharoit qisqa muddatda suyuqlik sababli to‘liq buzilish hosil qilmagan; biroq qafasli tizim nuqtai nazaridan ishlab chiqarish quduqlariga yo‘nalish o‘rniga atrofdagi g‘ovak materialga qochib ketgan suyuqlik miqdorini oshirgan.

Qafassiz o‘rta tezlikdagi inyeksiya nimani ko‘rsatgan?

Past qovushoqlikli moy 16 mL/dak tezlikda yuborilganda yoriq boshlanishi 7,1 MPa da kuzatilgan. Bosim 9,6 MPa ga va yuborilgan hajm 161 mL ga yetganda to‘liq yoriq buzilishi sodir bo‘lgan.

To‘liq buzilishdagi eng yuqori taqqoslama kattalik −6,28 \(M_w\) deb xabar qilingan. Yuqori bosimli hudud radiusi 10,8 cm, past bosimli tarqalish hududi radiusi 11,9 cm deb baholangan.

Bu tajriba pastroq tezlikdagi 520 mL inyeksiyaga qaraganda kamroq suyuqlik bilan to‘liq buzilish hosil qilgan. Inyeksiya tezligi oshganda suyuqlikning keng maydonga tarqalishi uchun kamroq vaqt qolgan va bosim inyeksiya nuqtasiga yaqinroq hududda jamlangan.

Qafassiz juda yuqori tezlikdagi inyeksiya nimani ko‘rsatgan?

Past qovushoqlikli moy tezligi 80 mL/dak ga oshirilganda bosim 10,2 MPa ga yetgan va to‘liq yoriq buzilishi inyeksiya boshlanganidan keyin bir daqiqadan kam vaqt ichida sodir bo‘lgan. Kritik buzilish uchun atigi 26 mL moy kerak bo‘lgan.

Taqqoslama kattalik −6,50 \(M_w\) deb hisoblangan. Yuqori bosimli hudud radiusi taxminan 3,9 cm, past bosimli tarqalish hududi esa 8,3 cm. Buzilish maydoni kichikroq bo‘lishiga qaramay tez mahalliy bosim oshishi to‘liq yoriq harakatini qo‘zg‘atgan.

Tezlik 16 mL/dak dan 80 mL/dak ga besh baravar oshirilganda kritik hajm 161 mL dan 26 mL ga tushgan. Boshqacha aytganda, yuqori tezlikdagi tajriba taxminan olti baravar kamroq suyuqlik bilan to‘liq buzilish hosil qilgan.

Yuqori qovushoqlik qafassiz yoriq xatti-harakatini qanday o‘zgartirgan?

404 cP moy 16 mL/dak tezlikda yuborilganda atigi 21 mL suyuqlikdan keyin bosim 13,4 MPa ga yetgan va to‘liq yoriq buzilishi yuz bergan. Eng yuqori taqqoslama kattalik −6,33 \(M_w\) deb xabar qilingan.

Xuddi shu tezlikdagi past qovushoqlikli tajriba uchun 161 mL kerak bo‘lgan bo‘lsa, yuqori qovushoqlikli moy atigi 21 mL bilan buzilish hosil qilgan. Demak, kritik hajm taxminan 7,7 baravar kamaygan. Yuqori qovushoqlikli suyuqlikning sekinroq tarqalishi bosimning inyeksiya qudug‘i yaqinida jamlanishiga olib kelgan.

Post-mortem tekshiruvda siljish yorig‘iga qo‘shimcha ravishda inyeksiya qudug‘i yaqinida cho‘zilish yoriqlari kuzatilgan. Yuqori bosimli hudud radiusi 3,9 cm, past bosimli tarqalish hududi esa taxminan 2,0 cm deb baholangan. Suyuqlik keng hududga tarqalmagan; aksincha, mahalliy bosim yoriqning tez buzilishi uchun yetarli bo‘lgan.

Bo‘yalgan suyuqlik tasvirlari nimani ko‘rsatadi?

6-rasmda tajribadan keyin ochilgan yoriq yuzalari ko‘rsatilgan. To‘q qizil hududlar ko‘proq bo‘yalgan moy oqimini va tadqiqotchilar talqiniga ko‘ra yuqori bosimli stimulyatsiya maydonini ifodalaydi. Ochroq qizil tashqi hududlar past bosimli diffuziv oqimni, oq hududlar esa moy yetib bormagan buzilmagan joylarni ko‘rsatadi.

Past tezlik va past qovushoqlikda qizil maydon deyarli butun yuzani qoplagan. Tezlik oshgan sari bo‘yalgan maydon kichrayib, inyeksiya qudug‘iga yaqinlashgan. Yuqori qovushoqlikli moyda tarqalish yanada toraygan va inyeksiya qudug‘i atrofida cho‘zilgan tortilish yoriqlari hosil bo‘lgan.

Tasvirlardagi vertikal oqish chiziqlari tajriba paytida yuzaga kelgan yer osti oqimi emas, blok ochilayotgan paytda yuz bergan sirt ifloslanishidir. Qafasli past qovushoqlikli tajribalarda ko‘ringan ayrim katta yoriqlar ham suyuqlik inyeksiyasi bilan emas, tajribadan keyingi mexanik ajratish jarayoni bilan hosil bo‘lgan.

Qafasli past tezlikdagi tajriba nimani ko‘rsatgan?

Past qovushoqlikli moy 3,2 mL/dak tezlikda qafasli tizimga yuborilganda yoriq boshlanishi 2,1 MPa da sodir bo‘lgan va bosim 5,4 MPa gacha ko‘tarilgan. Avval pastki ishlab chiqarish qudug‘i inyeksiya boshlanganidan taxminan 10 daqiqa o‘tib 0,74 mL/dak sarf bilan ishlab chiqarishni boshlagan. Boshqa quduqlar keyinroq va pastroq sarflarda oqim bergan.

Oxirgi ishlab chiqarish qudug‘ida ham oqim ko‘rinishi uchun taxminan 182 mL moy yuborilishi kerak bo‘lgan. Shu nuqtada akustik emissiya faolligi keskin oshib, keyin sekinlashgan. Tadqiqotchilar bu xatti-harakatni to‘liq qafas bog‘lanishining shakllanishi bilan bog‘lagan.

Jami 520 mL inyeksiyaga qaramay to‘liq yoriq buzilishi yuz bermagan. Inyeksiya oxirida jami ishlab chiqarish sarfining inyeksiya sarfiga nisbati %70 ± 1. Biroq kumulyativ hajm balansida atigi 278 mL, ya’ni yuborilgan hajmning %53,5 ± 1’i ishlab chiqarilgan. Taxminan %43,5 gips ichida qolgan, %3 esa tashqi sizib chiqish sifatida qayd etilgan.

“Qayta olish samaradorligi” bilan “ishlab chiqarilgan jami hajm ulushi” bir xil ko‘rsatkich emas. Tadqiqotdagi %70 qiymati tajriba oxiridagi sarflar nisbatini, %53,5 qiymati esa butun tajriba davomida qayta olingan jami hajmni ifodalaydi.

Tajribadan so‘ng yoriqni ajratish uchun 73 kN mexanik yuk kerak bo‘lgan va buzilishdagi taqqoslama kattalik −5,96 \(M_w\) deb hisoblangan. Yuqori bosimli hudud radiusi 14,4 cm, past bosimli hudud radiusi 18,4 cm.

Bu sharoitda qafas to‘liq yoriq buzilishini oldini olgan bo‘lsa-da, suyuqlikning katta qismi gipsga tarqalib, ishlab chiqarish quduqlariga yetib bormagan. Shu sababli tadqiqotchilar past tezlikdagi qafaslashni gidravlik qayta olish va bosimli hududni cheklash jihatidan eng kam samarali sharoit deb baholagan.

Qafasli 16 mL/dak tajribasi nimani ko‘rsatgan?

Past qovushoqlikli moy 16 mL/dak tezlikda yuborilganda siljish harakati 9,9 MPa atrofida boshlangan va bosim 11 MPa ga yetgan. Bu bosim xuddi shu tezlikdagi qafassiz tajribada to‘liq yoriq buzilishini keltirib chiqargan 9,6 MPa qiymatidan yuqori; shunga qaramay qafasli yoriq to‘liq buzilmagan.

Pastki quduq 4,8 mL/dak, yuqori va o‘ng quduqlarning har biri 3,4 mL/dak, chap quduq esa 2,6 mL/dak ishlab chiqarish sarfiga yetgan. Maqsadli hajmning taxminan %25’i yuborilganda akustik faollik keskin oshib, keyin yaqqol kamaygan. Bu o‘zgarish to‘rtta ishlab chiqarish qudug‘ining oqimga kirishi bilan bir davrda yuz bergan.

Jami 520 mL suyuqlik yuborilgan va yoriq inyeksiya davomida barqaror qolgan. Tajriba oxiridagi ishlab chiqarish sarfiga asoslangan qayta olish samaradorligi %88 ± 2. Kumulyativ ravishda 400 mL, ya’ni jami hajmning %77’i ishlab chiqarilgan; 120 mL gips ichida qolgan.

Tajribadan so‘ng yoriqni mexanik ravishda ochish uchun 134 kN yuk kerak bo‘lgan. Bu qiymat past tezlikdagi qafas tajribasidagi 73 kN dan ancha yuqori. To‘liq mexanik buzilishdagi taqqoslama kattalik −5,96 \(M_w\) deb hisoblangan.

Yuqori bosimli hudud radiusi 6,6 cm, past bosimli tarqalish hududi radiusi 10,3 cm. Qafassiz 16 mL/dak sharoiti bilan taqqoslaganda yuqori bosimli hudud taxminan %39, diffuziya hududi esa taxminan %13 kichraygan.

Qafasli tezlik 3,2 mL/dak dan 16 mL/dak ga oshirilganda sarfga asoslangan qayta olish %70 dan %88 ga, ya’ni 18 foiz punktga oshgan. Yuqori bosimli va past bosimli hudud radiuslari mos ravishda taxminan %54 va %44 kamaygan.

Qafasli 80 mL/dak tajribasi nimani ko‘rsatgan?

Past qovushoqlikli moy 80 mL/dak tezlikda yuborilganda yoriq boshlanishi 10,7 MPa da sodir bo‘lgan. Eng yaqin joylashgan pastki quduq taxminan 21 mL/dak ishlab chiqarishga yetgan; boshqa quduqlar 13,9–18,9 mL/dak oralig‘ida oqim bergan.

Yuqori sezgirlikdagi akustik emissiya soni inyeksiya davomida ortishda davom etgan va faqat inyeksiya to‘xtatilganda tugagan. Bu tajriba muvaffaqiyatli qafaslash har doim akustik sukunat yaratmasligini ko‘rsatadi.

Jami 520 mL moy yuborilganiga qaramay to‘liq yoriq buzilishi yuz bermagan. Sarfga asoslangan qayta olish samaradorligi %86 ± 1, kumulyativ ishlab chiqarilgan hajm ulushi esa %77. Tajribadan keyin to‘liq buzilish uchun 147 kN mexanik yuk kerak bo‘lgan va taqqoslama kattalik −5,96 \(M_w\) deb xabar qilingan.

Yuqori bosimli hudud radiusi 7,4 cm, past bosimli tarqalish hududi 10,3 cm. Qafassiz 80 mL/dak tajribasida atigi 26 mL moy to‘liq buzilish hosil qilgan bo‘lsa, qafasli tizim 520 mL, ya’ni 20 baravar ko‘p suyuqlikni to‘liq yoriq buzilishisiz qabul qilgan.

16 va 80 mL/dak qafasli tajribalar bir-biriga juda yaqin natijalar bergan. Ikki tajribaning o‘rtacha inyeksiya bosimi 10,85 ± 0,15 MPa, qayta olish samaradorligi %87 ± 1, kumulyativ ishlab chiqarish ulushi %77, yuqori bosimli hudud radiusi 7,0 ± 0,4 cm va past bosimli hudud radiusi 10,3 cm. Bu o‘xshashlik 16 mL/dak dan yuqori tezlik ortishi laboratoriya qafasining samaradorligiga katta qo‘shimcha hissa bermaganini ko‘rsatadi.

Yuqori qovushoqlikli suyuqlik qafas ichida qanday harakat qilgan?

404 cP moy 16 mL/dak tezlikda qafasli tizimga yuborilganda yoriq boshlanishi 13,4 MPa da sodir bo‘lgan. Bu bosim qafassiz tajribada to‘liq yoriq buzilishini keltirib chiqargan qiymat bilan bir xil. Yoriq ishlab chiqarish quduqlariga ulangach, bosim keskin pasayib, 3,1–4,1 MPa oralig‘ida barqarorlashgan.

Ishlab chiqarish 27 mL moy yuborilgandan keyin boshlangan. Yangi hosil bo‘lgan cho‘zilish yoriqlarining yo‘nalishi sabab oqim asosan yuqori quduqda jamlangan va bu quduq sarfi 12,3 mL/dak ga yetgan. Boshqa quduqlar pastroq ishlab chiqarish bergan.

Akustik faollik dastlab keskin ko‘tarilgan, 168 mL inyeksiyadan so‘ng esa inyeksiya davom etayotganiga qaramay jimigan. To‘rtta ishlab chiqarish qudug‘idan oqim bilan bir vaqtda kuzatilgan bu sukunat qafas gidravlik jihatdan shakllanganining belgisi sifatida talqin qilingan.

Jami 520 mL suyuqlik inyeksiya vaqtida to‘liq yoriq buzilishini keltirib chiqarmagan. Sarfga asoslangan qayta olish samaradorligi %89 ± 1, kumulyativ ishlab chiqarilgan hajm ulushi taxminan %77. Taxminan 117 mL moy gips ichida qolgan.

Yuqori bosimli hudud radiusi 5,1 cm, past bosimli tarqalish hududi radiusi 6,5 cm. Qafassiz yuqori qovushoqlikli tajribada 21 mL to‘liq buzilish hosil qilgan bo‘lsa, qafasli tizim 520 mL, ya’ni taxminan 24,8 baravar ko‘proq suyuqlikni to‘liq yoriq buzilishisiz qabul qilgan.

Tajribadan so‘ng yoriqni ajratish uchun atigi 72 kN mexanik yuk kerak bo‘lgan va taqqoslama kattalik −6,33 \(M_w\) deb hisoblangan. Past qovushoqlikli 16 mL/dak qafas tajribasida 134 kN kerak bo‘lgani yuqori qovushoqlikli inyeksiya vaqtida ko‘proq deformatsiya yoki energiya ajralishi sodir bo‘lgan bo‘lishi mumkinligini ko‘rsatgan.

Qovushoqlik qafas samaradorligiga qanday ta’sir ko‘rsatgan?

Xuddi shu 16 mL/dak tezlikda yuqori qovushoqlikli moy past qovushoqlikli moyga qaraganda yuqoriroq yoriq boshlanish bosimini, ammo qafas hosil bo‘lgandan keyin pastroq barqaror stimulyatsiya bosimini yuzaga keltirgan. Bosimning pasayishi kengroq cho‘zilish yoriqlari va ishlab chiqarish quduqlariga bog‘langan oqim yo‘llarining gidravlik qarshilikni kamaytirishi bilan bog‘langan.

Yuqori qovushoqlik yuqori bosimli hudud radiusini taxminan %23 va past bosimli tarqalish hududini taxminan %37 kamaytirgan. Bunga qaramay sarfga asoslangan qayta olish samaradorligi taxminan %88,5 ± 0,5 va kumulyativ ishlab chiqarish ulushi taxminan %77 bo‘lib, qovushoqlikka katta darajada bog‘liq bo‘lmagan.

Yuqori qovushoqlikli moy kichikroq maydonga ta’sir qilganiga qaramay inyeksiya davomida ko‘proq akustik emissiya hosil qilgan va cho‘zilish-siljish aralash yoriqlarni yaratgan. Shu sababli yuqori qovushoqlik qafas shakllangandan keyin oqimni barqarorlashtirishi mumkin bo‘lsa-da, qafas shakllanishidan oldin yuqori mahalliy bosim va erta buzilish xavfini olib keladi.

Qayta olish samaradorligi qanday ta’riflangan?

Tadqiqotda qayta olish samaradorligi tajriba oxiridagi jami ishlab chiqarish sarfining inyeksiya sarfiga nisbati sifatida ta’riflangan:

\[ \text{Geri kazanım verimi}=\frac{\sum Q_{\text{üretim}}}{Q_{\text{enjeksiyon}}}\times 100 \]

  • \(\sum Q_{\text{üretim}}\): ochiq ishlab chiqarish quduqlaridan o‘lchangan jami oniy sarf, mL/dak.
  • \(Q_{\text{enjeksiyon}}\): markaziy quduqdan qo‘llangan doimiy sarf, mL/dak.

Bu ko‘rsatkich yuborilgan jami hajmning tajriba davomida qancha qismi qayta olinganini bevosita ko‘rsatmaydi. Masalan, past tezlikdagi qafas tajribasida sarf nisbati %70 bo‘lsa, kumulyativ hajm qayta olinishi %53,5. Qolgan uchta qafas tajribasida sarf nisbati taxminan %86–89 bo‘lsa, kumulyativ ishlab chiqarish ulushi taxminan %77.

Ishlab chiqarish quduqlarining taqsimoti nima uchun muhim?

Past qovushoqlikli moy tajribalarida to‘rtta ishlab chiqarish qudug‘ining sarflari nisbatan muvozanatli bo‘lgan. Yuqori qovushoqlikli moyda esa yuqori quduq ishlab chiqarishi ustun bo‘lgan. Buning sababi inyeksiya qudug‘i yaqinida hosil bo‘lgan cho‘zilish yoriqlarining oqimni ma’lum yo‘nalishga kanallashidir.

Bu nomutanosiblik yoriq yo‘nalishidagi noaniqlik sharoitida bitta ishlab chiqarish qudug‘i yetarli bo‘lmasligi mumkinligini ko‘rsatadi. Injektor atrofiga turli yo‘nalishlarda joylashtirilgan bir nechta quduq kutilmagan yoriq yo‘nalishlarini tutib qolish ehtimolini oshiradi.

Akustik emissiya qafas hosil bo‘lishini qanday ko‘rsatgan?

3,2 va 16 mL/dak past qovushoqlikli qafas tajribalarida to‘rtta ishlab chiqarish qudug‘ida oqim boshlanishidan oldin yoki ayni paytda akustik emissiya faolligi tez oshgan, keyin esa yaqqol kamaygan. Yuqori qovushoqlikli qafas tajribasida ham dastlabki ko‘tarilishdan keyin inyeksiya davom etishiga qaramay sukunat yuzaga kelgan.

Tadqiqotchilar bu vaqt naqshini quyidagicha talqin qiladi: dastlabki akustik faollik yoriqlarning injektordan ishlab chiqarish quduqlari tomon rivojlanishi va gidravlik bog‘lanishning o‘rnatilishini ifodalaydi. Ishlab chiqarish yo‘llari ochilgach bosim pasayadi va yoriqning qafas tashqarisiga rivojlanishini ta’minlovchi zo‘riqish konsentratsiyasi kamayadi.

Biroq 80 mL/dak tajribasida akustik faollik qafas o‘rnatilgandan keyin ham davom etgan va faqat inyeksiya to‘xtatilganda tugagan. Shu sababli qafas hosil bo‘lishini tasdiqlash uchun faqat akustik emissiya soniga emas, ishlab chiqarish quduqlaridagi oqimga, bosim o‘zgarishiga va akustik faollikning vaqt bo‘yicha naqshiga birgalikda qarash kerak.

Moment kattaliklari qanday talqin qilinishi kerak?

Laboratoriya hodisalari taxminan −10,3 dan −5,95 \(M_w\) gacha hisoblangan. Bu nihoyatda kichik qiymatlar dala miqyosidagi seziladigan zilzilalar bilan bir xil fizik o‘lchamga ega emas. Sensor ulanishi, material chegaralari, yuqori chastotali so‘nish, to‘yinganlik va energiya o‘zgarishi haqidagi faraz natijalarga ta’sir qiladi.

Tadqiqotchilar kattalik qiymatlarini mutlaq zilzila o‘lchovi sifatida emas, tajribalar o‘rtasidagi nisbiy energiya farqlarini baholash uchun qo‘llagan. To‘liq buzilishdagi kuchliroq to‘lqin shakli inyeksiya paytida kamroq energiya ajralgani va buzilish paytiga ko‘proq energiya saqlanib qolgani sifatida talqin qilingan.

Qafasli va qafassiz tizimlar nega turlicha harakat qilgan?

Qafassiz tizimda inyeksiya tezligining ortishi bosimning tez to‘planishiga va to‘liq yoriq buzilishining kamroq hajm bilan yuz berishiga olib kelgan. Qafasli tizimda esa ishlab chiqarish quduqlari ishga tushgach, yuqori tezlik injektor bilan ishlab chiqaruvchilar orasidagi oqim yo‘llarini ochiq saqlagan va suyuqlikning g‘ovak materialga tarqalish o‘rniga quduqlarga yo‘nalishini ta’minlagan.

Shu sababli ayni yuqori inyeksiya tezligi qafas shakllanishidan oldin beqarorlashtiruvchi, qafas shakllangandan keyin esa o‘tkazuvchanlik va qayta olishni oshiruvchi rol o‘ynashi mumkin. Natija inyeksiya tezligini o‘zi bilan xavfsiz yoki xavfli deb tasniflab bo‘lmasligini ko‘rsatadi.

Tadqiqot qo‘llab-quvvatlaydigan xulosalar

  • Qafassiz sun’iy yoriqda inyeksiya tezligining ortishi to‘liq buzilish uchun kerak bo‘lgan suyuqlik hajmini sezilarli kamaytirgan.
  • Qafassiz tizimda yuqori qovushoqlikli moy xuddi shu tezlikdagi past qovushoqlikli moyga qaraganda taxminan 7,7 baravar kam hajm bilan to‘liq buzilish hosil qilgan.
  • Ishlab chiqarish quduqlari bilan gidravlik bog‘lanish o‘rnatilgan qafasli tajribalarning hech birida 520 mL inyeksiya vaqtida to‘liq yoriq buzilishi yuz bermagan.
  • Past qovushoqlikli qafas tajribasida 3,2 mL/dak dan 16 mL/dak ga ko‘tarish qayta olishni oshirgan va suyuqlik tarqalgan maydonni kichraytirgan.
  • 16 va 80 mL/dak qafas tajribalari natijalari bir-biriga yaqin bo‘lgani uchun tezlik oshishining foydasi ma’lum darajadan keyin plato qilgan.
  • Yuqori qovushoqlikli qafas tajribasida yoriq ishlab chiqarish quduqlariga ulangach bosim 13,4 MPa dan 3,1–4,1 MPa oralig‘iga tushgan.
  • Qafas hosil bo‘lishi ko‘pchilik sharoitlarda akustik emissiya ortishi, ishlab chiqarish quduqlarining ishga tushishi va keyin akustik faollikning kamayishi bilan birga kuzatilgan.

Tadqiqot isbotlamaydigan xulosalar

  • Siljish yorig‘ini qafaslash haqiqiy geotermal maydonlarda katta zilzilalarni aniq oldini olishi ko‘rsatilmagan.
  • Laboratoriya qafasidagi 3 cm quduq oralig‘ining dala miqyosidagi ekvivalenti aniqlanmagan.
  • Tadqiqotda haqiqiy geotermal rezervuar harorati, tabiiy tog‘ jinsi geterogenligi yoki ko‘plab tabiiy yoriqlar tarmog‘i ifodalanmagan.
  • Ishlatilgan moylarning xatti-harakatini suv, sho‘r suv, superkritik suyuqlik yoki haqiqiy dala stimulyatsiya suyuqliklari bilan bir xil deb bo‘lmaydi.
  • Akustik emissiya kattaliklarini dala zilzilalarining aniq moment kattaligi sifatida talqin qilib bo‘lmaydi.
  • Yuqori inyeksiya tezligi barcha qafas dizaynlarida seysmik xavfni kamaytirishi isbotlanmagan.
  • Mikro-seysmik faollikdagi har bir pasayish o‘z-o‘zicha muvaffaqiyatli qafas hosil bo‘lishini anglatishi ko‘rsatilmagan.
  • Iqtisodiy amalga oshirish imkoniyati, burg‘ilash xarajati, uzoq muddatli issiqlik ishlab chiqarish yoki maydonning ekspluatatsiya muddati baholanmagan.

Tadqiqotning kuchli tomonlari nimalar?

Tadqiqot inyeksiya tezligi, qovushoqlik va qafas holatini tizimli ravishda taqqoslagan. Qafassiz va qafasli tajribalar bir xil mexanik qurilma, boshlang‘ich yuk va o‘lchov tizimlarida bajarilgani operatsion parametrlarning ta’sirini bevosita taqqoslash imkonini bergan.

Bosim, inyeksiya hajmi, ishlab chiqarish sarfi, akustik emissiya, tajribadan keyingi mexanik mustahkamlik va bo‘yalgan suyuqlik tarqalishi birgalikda baholangan. Bitta mezonga tayanish o‘rniga gidravlik, mexanik va seysmik ko‘rsatkichlarning birlashtirilishi qafas hosil bo‘lishi va yoriq barqarorligi haqida yanada to‘liq manzara bergan.

Xom tajriba ma’lumotlari, videolar va qo‘shimcha ma’lumot to‘plamlari Zenodo orqali ochiq foydalanishga taqdim etilgan. Bu tajribalarni qayta tahlil qilish va uslubiy tafsilotlarni mustaqil ko‘rib chiqishni osonlashtiradi.

Tadqiqotning asosiy cheklovlari nimalar?

Tajribalar alyuminiy ponalar va yuqori g‘ovakli gips interfeysida o‘tkazilgan. Haqiqiy geotermal yoriqlar mineralogik geterogenlik, qo‘pol sirtlar, o‘zgaruvchan o‘tkazuvchanlik, ko‘p o‘qli zo‘riqish, yuqori harorat va murakkab tabiiy yoriqlar tarmoqlarini o‘z ichiga oladi. Laboratoriya qurilmasi bu xususiyatlarni to‘liq ifodalamaydi.

Har bir operatsion sharoit uchun tajribalar soni cheklangan. Tadqiqotning asosiy taqqoslashlari ko‘pincha har bir sharoit uchun bitta tajribaga asoslangan. Shu sababli keltirilgan foizlar va farqlar katta tajribalar populyatsiyasining statistik taqsimotini emas, aynan ushbu tajriba to‘plamidagi kuzatuvlarni ifodalaydi.

Akustik emissiya manbalarining joylashuvi ishonchli hisoblab chiqilmagan. Alyuminiy va gips o‘rtasidagi katta qattiqlik farqi, sensorlarning faqat pastki blokning ikki yuziga joylashtirilishi mumkinligi va zaif interfeys signallar tarqalishini murakkablashtirgan.

Yuqori kattalik tizimidagi ayrim kanallar to‘liq buzilish vaqtida to‘yinganlikka yetgan. Hisoblangan moment kattaliklari mutlaq seysmik kattalik emas va faqat tajriba ichidagi taqqoslash uchun ishlatilishi kerak.

Qafas o‘lchamining yoriq o‘lchamiga nisbati dala miqyosiga ko‘chirilishi kerak bo‘lgan eng muhim noma’lum omildir. Katta qafas yuqori qovushoqlikli tajribada o‘z vaqtida shakllanmagani sababli to‘liq buzilish yuz bergan. Haqiqiy maydonda quduqlar oralig‘ining noto‘g‘ri tanlanishi shunga o‘xshash erta bosim to‘planishi xavfini keltirib chiqarishi mumkin.

Geotermal energiya nuqtai nazaridan mumkin bo‘lgan ma’nosi nima?

Laboratoriya natijalari inyeksiya tezligini doimiy pasaytirishga asoslangan an’anaviy yondashuv qafasli tizimlarda har doim eng yaxshi gidravlik samaradorlikni bermasligi mumkinligini ko‘rsatadi. Juda past tezlik suyuqlikning ishlab chiqarish quduqlariga yetmasdan atrofdagi tog‘ jinsiga tarqalishiga va qayta olishning kamayishiga sabab bo‘lgan.

Mos quduq oralig‘i bilan o‘z vaqtida shakllangan qafas yuqori sarfli aylanish bilan seysmik hududni cheklashni birgalikda ta’minlashi mumkin. Bu takomillashtirilgan geotermal tizimlarda yuqoriroq issiqlik tashish quvvatiga erishish ehtimoli nuqtai nazaridan muhim.

Biroq tadqiqot dala qo‘llanmasi bo‘yicha dalil bermaydi. Qafas tizimi uchun qo‘shimcha quduqlar, aniq quduq joylashuvi, ishlab chiqarishni boshqarish va mikro-seysmik monitoring talab qilinadi. Usulning iqtisodiy va texnik amalga oshirilish imkoniyati faqat rezervuar miqyosidagi tajribalar bilan baholanishi mumkin.

Tadqiqot Usuli va Natijalari

Tajriba sharoitlarining umumlashtirilgan xulosasi

TajribaSuyuqlikQovushoqlikInyeksiya tezligiQafas holatiTo‘liq yoriq buzilishi yuz berishi
aPast qovushoqlikli moy8,81 cP3,2 mL/dakQafassizInyeksiya bilan yuz bermadi; mexanik ravishda hosil qilindi
bPast qovushoqlikli moy8,81 cP16 mL/dakQafassizSuyuqlik inyeksiyasi bilan yuz berdi
cPast qovushoqlikli moy8,81 cP80 mL/dakQafassizSuyuqlik inyeksiyasi bilan yuz berdi
dYuqori qovushoqlikli moy404 cP16 mL/dakQafassizSuyuqlik inyeksiyasi bilan yuz berdi
ePast qovushoqlikli moy8,81 cP3,2 mL/dak3 cm radiusli qafasInyeksiya bilan yuz bermadi; mexanik ravishda hosil qilindi
fPast qovushoqlikli moy8,81 cP16 mL/dak3 cm radiusli qafasInyeksiya bilan yuz bermadi; mexanik ravishda hosil qilindi
gPast qovushoqlikli moy8,81 cP80 mL/dak3 cm radiusli qafasInyeksiya bilan yuz bermadi; mexanik ravishda hosil qilindi
hYuqori qovushoqlikli moy404 cP16 mL/dak3 cm radiusli qafasInyeksiya bilan yuz bermadi; mexanik ravishda hosil qilindi

Qafassiz tajribalarning sonli taqqoslashi

Suyuqlik va tezlikYuborilgan hajmEng yuqori inyeksiya bosimiYuqori bosimli hudud radiusiPast bosimli tarqalish radiusiNatija
8,81 cP; 3,2 mL/dak520 mL1,5 MPa14,8 cm24,4 cmInyeksiya bilan to‘liq buzilish yo‘q
8,81 cP; 16 mL/dak161 mL9,6 MPa10,8 cm11,9 cmTo‘liq yoriq buzilishi
8,81 cP; 80 mL/dak26 mL10,2 MPa3,9 cm8,3 cmBir daqiqadan kam vaqtda to‘liq buzilish
404 cP; 16 mL/dak21 mL13,4 MPa3,9 cm2,0 cmTo‘liq yoriq buzilishi va cho‘zilish yoriqlari

Qafassiz tajribalarda tezlik yoki qovushoqlik oshgani sari suyuqlik tarqalgan maydon kichraygan, biroq inyeksiya nuqtasi atrofidagi mahalliy bosim oshgan va kritik buzilish uchun kerak bo‘lgan hajm kamaygan.

Qafasli tajribalarning sonli taqqoslashi

Suyuqlik va tezlikYuborilgan hajmSarfga asoslangan qayta olishKumulyativ ishlab chiqarilgan hajmBosimli hudud radiuslariTajribadan keyingi mexanik buzilish yuki
8,81 cP; 3,2 mL/dak520 mL%70 ± 1278 mL; %53,5 ± 114,4 cm / 18,4 cm73 kN
8,81 cP; 16 mL/dak520 mL%88 ± 2400 mL; %776,6 cm / 10,3 cm134 kN
8,81 cP; 80 mL/dak520 mL%86 ± 1Taxminan %777,4 cm / 10,3 cm147 kN
404 cP; 16 mL/dak520 mL%89 ± 1Taxminan %775,1 cm / 6,5 cm72 kN

Jadvaldagi radiuslar mos ravishda yuqori bosimli stimulyatsiya hududi va ochroq rangli past bosimli tarqalish hududini ko‘rsatadi. To‘rtta qafasli sharoitning hech birida inyeksiya vaqtida to‘liq yoriq buzilishi yuz bermagan.

Asosiy uslubiy xulosalar

  • Qafas samaradorligi faqat bosim bilan emas, ishlab chiqarish sarfi, suyuqlik balansi, bo‘yoq tarqalishi, akustik emissiya va tajribadan keyingi mexanik mustahkamlik bilan birgalikda baholangan.
  • Past tezlikdagi yuqori diffuziv yo‘qotish qafasning gidravlik samaradorligini kamaytirgan.
  • O‘rta tezlik past qovushoqlikli tajribada eng yuqori qayta olish ko‘rsatkichlaridan birini va cheklangan suyuqlik tarqalishini birgalikda ta’minlagan.
  • Juda yuqori tezlik 16 mL/dak sharoitiga nisbatan sezilarli qo‘shimcha qayta olish bermagan; shunga qaramay to‘liq buzilish hosil qilmagan.
  • Yuqori qovushoqlik qafas shakllanishidan oldin kritik xavf tug‘dirgan; qafas shakllangandan keyin bosimni tushirgan va tarqalish hududini kichraytirgan.
  • Qafas o‘lchami, inyeksiya tezligi va qovushoqlik birgalikda loyihalanishi kerak; bu parametrlarning hech biri o‘z-o‘zicha xavfsizlikni belgilamaydi.

Manba va Usul Haqida Izoh

Tadqiqotning asl nomi: Laboratory Study on the Effects of Injection Rate and Viscosity on Shear Fracture Caging

Mualliflar va tartibi: Yerkezhan Madenova, Luke P. Frash, Ting Chen, Jake Parsons, Wenfeng Li, Meng Meng, Bijay KC, Jesse Hampton, Qiquan Xiong, Hari Viswanathan.

Teng hissa yoki teng birinchi mualliflik: Ko‘rsatilmagan.

Mas’ul muallif: Yerkezhan Madenova.

Asosiy institutsional bog‘lanishlar:

  • Los Alamos National Laboratory, Los Alamos, New Mexico, AQSh.
  • University of Wisconsin–Madison, Madison, Wisconsin, AQSh.

Ko‘rsatilgan joriy manzillar: Yerkezhan Madenova uchun University of Wisconsin–Madison; Jake Parsons uchun University of Houston; Qiquan Xiong uchun University of Pittsburgh.

Manba turi: Nazorat qilinadigan laboratoriya tajribalariga asoslangan eksperimental tog‘ jinslari mexanikasi va geotermal rezervuar stimulyatsiyasi preprinti.

Taqriz holati: Ushbu tadqiqot taqrizdan o‘tmagan preprintdir; natijalar ushbu cheklov hisobga olingan holda o‘qilishi kerak.

Nashr yili va ro‘yxatga olish sanasi: 2026; SSRN ro‘yxat sahifasida 15-iyun 2026 kuni yuborilgani ko‘rsatilgan.

DOI: 10.2139/ssrn.6947716.

Nashr platformasi: SSRN.

Jurnal holati: Faylda tadqiqot International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences jurnaliga yuborilgani yozilgan. Bu bayonot jurnal tomonidan qabul qilingan yoki nashr etilgan degani emas. Taqrizdan o‘tgan nashr qilingan versiya tasdiqlanmagan.

Asl nashriyot: Mavjud versiya SSRN preprintidir. SSRN Elsevier tomonidan boshqariladi. Jurnal versiyasi nashr etilmagani sababli ushbu tadqiqot uchun tasdiqlangan asl jurnal nashri qaydi mavjud emas.

Rasmiy preprint havolasi:SSRN tadqiqot sahifasi

DOI havolasi:https://doi.org/10.2139/ssrn.6947716

Ma’lumotlarga kirish: Tadqiqotni qo‘llab-quvvatlovchi qo‘shimcha tajriba ma’lumotlari Zenodo 10.5281/zenodo.10956588 qaydida ochiq foydalanish uchun taqdim etilgan. Matnda, shuningdek, tajriba videolari va alohida tajriba ma’lumot to‘plamlari uchun Zenodo qaydlari berilgan.

Moliyalashtirish: Tadqiqot AQSh Energetika vazirligining Basic Energy Sciences dasturi hamda Los Alamos National Laboratory Laboratory Directed Research and Development – Exploratory Research dasturi tomonidan qo‘llab-quvvatlangan.

Manfaatlar to‘qnashuvi: Mualliflar manfaatlar to‘qnashuvi yo‘qligini bildirgan.

Ushbu o‘zbekcha sharh yuklangan tadqiqotning matni, tajriba usuli, tenglama, jadvallar, vaqt qatorlari, akustik emissiya grafiklari, bo‘yoq tarqalishi tasvirlari va natijalari asosida tayyorlangan. Tadqiqotda mavjud bo‘lmagan dala muvaffaqiyati, tijoriy qo‘llash mumkinligi yoki zilzilani aniq oldini olish haqidagi da’volar qo‘shilmagan.

Tadqiqotning asosiy cheklovlari: taqrizdan o‘tmaganligi, laboratoriya miqyosida qolishi, sun’iy gips-alyuminiy yoriqdan foydalanishi, har bir sharoit uchun tajribalar sonining cheklanganligi, akustik hodisalar joylashuvini ishonchli aniqlab bo‘lmasligi, ayrim sensorlarda signal to‘yinganligi va qafas o‘lchamini haqiqiy yoriq o‘lchamiga qanday masshtablash noma’lumligidir. Natijalar dala miqyosida tasdiqlanmasdan haqiqiy geotermal rezervuarlarda xavfsizlik kafolati sifatida talqin qilinmasligi kerak.


Ulashish:

Izohlar ko‘rib chiqilgandan keyin e’lon qilinadi.Izohingiz tasdiqlash jarayoniga yuboriladi va ma’qullangach ko‘rinadi.

Izoh qoldiring

E-pochta manzilingiz chop etilmaydi. Majburiy maydonlar * bilan belgilangan

Bu saytda cookie-fayllarga ruxsat berish foydalanish tajribangizni yaxshilaydi. Cookie-fayllar siyosati