برآورد نفوذپذیری سنگ های درزه دار با استفاده از روش محیط جایگزین و مقایسه آن با روش اجزا مجزا

نفوذپذیری یک خصوصیت فیزیکی سنگ و یکی از پارامترهای مهم و حیاتی در شاخه های مختلف علوم زمین است. این پارامتر معمولا با استفاده از دو روش تحلیلی و عددی محاسبه می شود. روش های تحلیلی برای شبکه های ساده، منظم و کوچک و برای شبکه های بزرگ و پیچیده روش های عددی به کار می روند. مدلسازی های عددی برای حل به قدرت محاسباتی بالا و منبع بزرگی برای ذخیره سازی اطلاعات نیاز دارند. به طور کل این روش ها بسیار وقت گیر هستند به خصوص زمانی که شبکه هایی با اندازه و دانسیته بالا مدل می شوند. استفاده از روش تئوری محیط معادل برای محاسبه نفوذپذیری شبکه شکستگی، به عنوان جانشینی برای روش های عددی در تعدادی از مقالات گزارش شده است. با این وجود، میزان قطعیت این روش برای آنالیز جریان سیال در مقایسه با روش های عددی هنوز محاسبه و گزارش نشده است. این مسئله، موضوع اصلی این کار تحقیقاتی می باشد. در ابتدا بر اساس اصول کلی روش محیط جایگزین برنامه ایی برای محاسبه نفوذپذیری و تعیین اندازه نمونه معرف شبکه شکستگی تصادفی دو بعدی، در محیط متلب تدوین شد. یک آنالیز حساسیت بر روی پارامترهای هندسی شکستگی ها یعنی دانسیته و جهت شکستگی و همچنین سه حالت مختلف برای بازشدگی، باز شدگی ثابت، توزیع بازشدگی وابسته و غیر وابسته به طول شکستگی، به منظور تعیین درجه عدم قطعیت بین نتایج حاصل از تعیین نفوذپذیری با استفاده از روش عددی و روش محیط معادل، در نظر گرفته شد. با استفاده از تکنیک های شبیه سازی مونت کارلو، شبکه های شکستگی دو بعدی ایجاد شدند. روش عددی المان مجزا برای حل عددی بکار رفت. نتایج نشان می دهد که مقدار میانگین نفوذپذیری محاسبه شده با استفاده از روش محیط معادل به نتایج حاصل از روش عددی نزدیک است. و این مقدار در مدل هایی با دانسیته بالا یکسان است و از دانسیته 9/6 به بعد مقدار میانگین نفوذپذیری حاصل از دو روش با هم برابر است. اندازه نمونه معرف برای مدل هایی با بازشدگی ثابت با استفاده از هر دو روش،در طول یکسانی به دست می آید؛ ولی در مدل هایی با توزیع بازشدگی این پارامتر با استفاده از روش محیط معادل در طول کمتری نسبت به روش عددی به دست می آید. نتایج آنالیز حساسیت نشان می دهند که تاثیر پارامترهای هندسی شکستگی ها روی نفوذپذیری محاسبه شده با استفاده از هر دو روش روند یکسانی دارد. با افزایش دانسیته شکستگی شبکه، نفوذپذیری افزایش یافته و ثابت فیشر جهت شکستگی ها تاثیر خاصی روی نتایج ندارد.