Conditions For Tensile Failure

Gambar di atas merupakan kondisi makroskopis, dimana fracturing disebabkan karena daya renggang batuan. Daya renggang batuan mengakibatkan nilai pada kurang dari -To. Namun, untuk material yang porous, total stress berubah menjadi efektif stress dan kondisi yang awanya kurang dari -To berubah menjadi pf kurang dari To. Nilai tersebut berbeda lagi ketika kondisi pada saat membuka fracture/rekahan dimana pf kurang dari 0. kondisi tersebut didapat dengan cara meningkatkan tekanan internal pf atau mereduksi eksternal stress . Ketika tekanan internal meningkat maka berakibat terjadi tensile failure.

Fracture Initiation and formation breakdown

Gambar di atas merupakan distribusi tegangan, vertical hole pada impermeable formation dengan tekanan tinggi. Dimana sumbu x merupakan jarak, sedangkan sumbu y merupakan tho. Untuk mengilustrasikan konsep fracture awal dan patahan formasi, idealnya: vertikal borehole memberikan tekanan horizontal dengan v > H = h dengan asumsi batuan merupakan homogen isotropic. Kondisi patahan awal hidraulik terjadi ketika pf = - To sedangkan fracture = 2h pf + To pada saat pw max.Tekanan borehole sepanjang hidraulic fracturing ketika diplot menggunakan diagram menghasilkan grafik seperti gambar di bawah:

Dimana sumbu x merupakan volume dan sumbu y merupakan tekanan borehole. Pada gambar sebelah kiri, garis linear pertama merupakan sistem dari deformasi elastik sepanjang borehole, yang meningkat secara linear sebanding dengan pertambahan volume dan tekanan borehole dimana pada titik tertentu akan mencapai titik puncak. Puncak linear merupakan kondisi fracture initiation dimana pada kondisi tersebut merupakan permulaan terjadinya fracture. Ketika terjadi frature maka nilai tekanan borehole tetap walaupun volume bertambah. Kemudian untuk kurva kanan, merupakan respon ketika akan terjadi presure kedua. Terlihat perbedaan kedua grafik berada pada puncak linearnya. Namun, kondisi diatas merupakan kondisi ideal. Pada kenyataanya kita tidak dapat dengan mudah menemukan kondisi ideal tersebut. Gambar di bawah ini merupakan grafik pada kondisi yang sering kita temukan:

Pada kondisi yg realistis, kurva tidak selalu berbentuk linear. Namun seperti pada grafik tersebut. Kurva kiri merupakan proses terjadinya breakdown atau initiation preasure, namun biasanya breakdown tidak terjadi dikarenakan terkadang titik leak-off terjadi sebelum proses breakdown. Kondisi tersebut dapat terjadi pada permeable rock seperti sandstone.