روش گرانی سنجی از جمله روش های ژئوفیزیکی است که جهت اکتشاف مقدماتی ذخایر هیدروکربوری و بررسی وضعیت ساختمان های زیر سطحی، وسعت و ضخامت حوضه های رسوبی به کار می رود. با تفکیک داده های گرانی به مولفه های مختلف باقی مانده و ناحیه ای مربوط به ساختارهای مختلف، اطلاعات مفیدی از ویژگی های ساختارهای عمومی منطقه مورد نظر و تغییرات زمین شناسی به وجود آمده در حوضه رسوبی و پتانسیل هیدروکربوری منطقه حاصل می شود. در این راستا بررسی و توسعه روش هایی که به تحلیل و تفسیر دقیق داده های اکتشافی پرداخته و با بررسی تغییرپذیری رفتار داده ها، اطلاعات دقیق تری از ساختارهای منطقه در اختیار قرار دهند، ضروری به نظر می رسد. در این پایان نامه، داده های گرانی سنجی منطقه دهنو واقع در جنوب غرب ایران جهت اکتشاف ساختارها و آنومالی های مرتبط با ذخایر هیدروکربوری مورد تعبیر، تفسیر و مدل سازی قرار گرفتند. به منظور تفکیک و نمایان سازی آنومالی ها روش های مختلف جداسازی آنومالی ها شامل گسترش به بالا و پایین، مشتق، گریفین و روند سطحی توسط نرم افزارهای modelvision pro و winglink به اجرا در آمد. نقشه های آنومالی باقی مانده حاصل از روش های فوق، حضور دو آنومالی مثبت a و b و آنومالی-های منفی c، d و e و آنومالی f ناشی از رخنمون های اطراف را در منطقه نشان می دهند. پس از مشخص شدن وضعیت ساختمان های منطقه و تعیین منابع زمین شناسی مولد آنومالی ها، مدل سازی-های دو و سه بعدی روی نقشه آنومالی باقی مانده حاصل از روش روند سطحی مرتبه سه، به منظور تعیین پارامترهای هندسی و فیزیکی ساختمان های مذکور انجام شد. مدل سازی های دو و سه بعدی علاوه بر تعیین نوع ساختارهای منطقه، عمق کم قرارگیری آنومالی های مثبت a1، a2 و b، رخنمون سطحی تاقدیس دهنو و اعماق زیاد آنومالی های منفیd1، d2 و d3 که حاصل افزایش ضخامت رسوبات به سمت شمال غرب منطقه است را نشان می دهند. بر اساس نتایج مدل سازی سه بعدی، آنومالی a1 با عمق 1460 متر، ابعاد 7515 14008 متر ، آنومالی a2 با عمق 1073 متر، ابعاد 6199 11860 متر و آنومالی b با عمق 1235 متر و ابعاد 9612 1150 متر، آنومالی های تاقدیسی منطقه را تشکیل می-دهند که می توانند از نظر پتانسیل هیدروکربوری مورد بررسی بیشتر قرار گیرند.. در ادامه با بهره گیری از روش مدل سازی نمودار احتمال، داده های گرانی سنجی منطقه مورد تفکیک قرار گرفتند. در این روش که برای اولین بار روی داده های گرانی اجرا شده است، با بررسی تغییرپذیری رفتار داده های گرانی روی نمودار احتمال، حدود اثرات مولفه های مختلف باقی مانده و ناحیه ای داده های گرانی بر اساس تغییرات شیب بخش های مختلف مدل برازش شده بر داده ها مشخص شدند. اثرات مربوط به حضور مقادیر ناحیه ای در داده های باقی مانده تفکیک یافته معین گردید. در نقشه تقریب بهینه مولفه باقی مانده داده های گرانی حاصل از روش مدل سازی نمودار احتمال، آنومالی a مربوط به تاقدیس دهنو با جزئیات بیشتری نشان داده شده است. بررسی های آماری و نتایج حاصل از آزمون تی-ستیودنت همبستگی بالای تغییرات دو سری داده نقشه های باقی مانده روش روند سطحی مرتبه سه و مدل سازی نمودار احتمال مربوط به محدوده تاقدیس دهنو را تایید می نمایند.

منطقه پرنگ در شرق ایران و در زون فلیش یا زون نهبندان– خاش قرار می گیرد. مجموعه های افیولیتی و افیولیت ملانژی در این منطقه و دیگر مناطق شرق کشور، محیط مناسبی برای اکتشاف و دستیابی به ذخایر احتمالی ماسیو سولفید نوع قبرس می باشد. با در نظر گرفتن مدل ژنتیکی تشکیل این کانسار ها، در کمربند های افیولیتی بهم ریخته و ملانژ های تکتونیکی، اکتشاف آنها بسیار پیچیده می باشد. در این میان استفاده از سیستم اطلاعات جغرافیایی به منظور ترکیب همه شواهد اکتشافی و لایه های اطلاعاتی، می تواند نتایجی دقیق تر و مدل اکتشافی معتبری جهت تعیین مناطق امید بخش کانی سازی ارائه دهد. هدف از این تحقیق تهیه نقشه پتانسیل مطلوب کانی سازی مس ماسیو سولفید در ورقه پرنگ با استفاده از روش تلفیقی شاخص زونالیته ژئوشیمیایی و weight of evidence است که با عنوان vz-in-wofe معرفی می گردد. weight of evidence یکی از روش های معمول برای تهیه نقشه پتانسیل مطلوب است که در این روش با استفاده از مشخصات نقاط معلوم به عنوان نقاط آموزشی می توان وزن لایه ها و نقشه های پیش بینی کننده را تعیین کرد. در مدل توسعه یافته wofe(vz-in-wofe)، لایه مهم ژئو شیمیایی به منظور به دست آوردن نتایج دقیق تر و تعیین آنومالی های واقعی با استفاده از روش زونالیته ژئوشیمیایی پردازش می گردد. در منطقه مورد مطالعه با استفاده از 20 نشانه معدنی شناخته شده به عنوان نقاط آموزشی، نتایج پردازش داده های ژئو شیمی رسوبات آبراهـه ای، سنجـش از دور، زمین شنـاسی و مغناطیـس هـوایی با استفـاده از روابــط wofeوزن دهی و نقشه های شاهد دوتایی تهیه شدند سپس با تلفیق این نقشه های شاهد، نقشه پتانسیل مطلوب نهایی کانی سازی در منطقه به دست آمد که با بررسی نتایج آن مناطق امید بخش به منظور ادامه عملیات اکتشافی در مراحل تفصیلی تر معرفی گردیدند.

آلودگی ناشی از مواد باطله کارخانه زغالشویی البرز شرقی مشکلات زیست محیطی زیادی را ایجاد نموده است. اکسید شدن پیریت موجود در باطله حاصل از شستشوی زغال در معرض اکسیژن هوا و رطوبت، باعث تولید زهاب اسیدی معدن (amd) می شود. فرآیند اکسایش پیریت باعث تغییر در هدایت الکتریکی سنگ-های در برگیرنده و آب زیرزمینی می شود، بنابر این روش های ژئوفیزیک الکترومغناطیسی و الکتریکی می-توانند به طور موثر جهت به نقشه در آوردن زون های آلوده شده بکار روند. در تحقیق حاضر، روش الکترومغناطیسی با فرکانس خیلی پایین (vlf) بر روی 11 پروفیل به موازات هم در راستای تقریباً شرقی- غربی و 2 پروفیل در راستای تقریباً شمالی- جنوبی در پایین دست محل انباشت باطله ها جهت شناسایی زون های آلوده احتمالی و توزیع آنها در سفره آب های زیرزمینی برداشت شد. تفسیر کیفی داده های به دست آمده با استفاده از فیـلتر فریزر و کاروس- هجلت انجام شده است. تفسیر کمی داده های vlf با استفاده از معکوس سازی داده های تیپر صورت گرفته است. نتایج حاصل از تفسیر روش vlf زون های آلوده احتمالی با مقاومت ویژه کمتر از 25 اهم متر را از عمق متـوسط تا عمق بیش از 40 متر به ویژه در سمت شـرق ناحیه برداشـت نشان می دهند. در ادامه جهت مطالعـات بهتر، 7 پروفیل با دستگاه em34-3 به عنـوان یکـی دیـگر از روش های اندازه گیـری داده های الکترومغناطیسی منطبق بر پروفیل های روشvlf برداشت گردیده و مدل های معکوس دو بعدی و شبه سه بعدی داده های حاصل مورد تفسیر قرار گرفت. علاوه بر آن، 2 پروفیل با روش مقاومت ویژه در راستای پروفیل های em34-3برداشت گردید. مدل های دو بعدی روش em34-3 نیز در برخی از پروفیل ها زون های آلوده احتمالی در عمق بیش از 45 متر با گسترش بیشتر در سمت شرق را نشان می دهند که با نتایج حاصل از مدل شبه سه بعدی همخوانی مناسبی دارد. نتایج مدل سازی های حاصل از سه روش زون های آلوده احتمالی به صورت پراکنده با مقاومت ویژه کمتر از 50 اهم- متر را عمدتاً در عمق بیش از 30 متر در پایین دست محدوده مورد مطالعه نشان می دهند. به طور کلی می توان نتیجه گرفت که با دور شدن از محل انباشت باطله ها از سمت شمال به جنوب (جهت حرکت جریان آب های سطحی) از میزان آلودگی احتمالی کاسته شده است. نتایج حاصل با مطالعات ژئوشیمی، هیدروژئوشیمی و ژئوفیزیکی قبلی انجام شده همخوانی مناسبی را نشان می دهند.

در این تحقیق به بررسی تاثیر اجرای طرح فاضلاب بر سطح آب زیرزمینی دشت شاهرود با استفاده شبیه سازی جریان آب زیرزمینی پرداخته شده است. مدل های جریان آب زیرزمینی عمدتا? وسیله-ای برای پیش بینی عکس العمل آبخوان تحت تاثیر عوامل تغذیه و تخلیه است. یکی از منابع عمده تغذیه دشت شاهرود چاه های فاضلاب موجود در سطح شهر شاهرود می باشد. با توجه به این که قرار است در آینده ای نزدیک، طرح جمع آوری فاضلاب ها در سطح شهر شاهرود اجراء گردد بنابراین تاثیر قابل توجهی بر سطح آب های زیرزمینی این دشت خواهد گذاشت. جهت پیش بینی تاثیر طرح جمع آوری فاضلاب، آبخوان دشت شاهرود با استفاده از روش عددی تفاضل های محدود و نرم افزار gms6.0 برای یک دوره یک ساله 1388- 1387 شبیه سازی گردید. مدل تهیه شده برای آذر 1387 تحت شرایط پایدار اجرا و کالیبره گردید. بعد از واسنجی مدل در حالت پایدار، این کار در حالت ناپایدار نیز انجام و پارامترهای آبدهی ویژه، مقدار تغذیه و تخلیه بهینه گردید. سپس مدل صحت سنجی گردید. از آنجا که مدل در صحت سنجی (سال آبی 1389-1388) از دقت مناسبی برخوردار بود انتظار می رود که نتایج به دست آمده به واقعیت نزدیک باشد. به منظور پیش بینی تاثیر اجرای طرح فاضلاب بر سطح آب زیرزمینی، مقدار تغذیه از طریق چاه های فاضلاب از کل تغذیه حذف شد و مدل به مدت 10 سال مجددا? اجرا گردید. با توجه به نتایج مدل سطح آب در اکثر پیزومترهای منطقه به مقدار قابل توجهی پایین می افتد و در صورت اصلاح دبی چاه های بهره-برداری افت سطح آب به مقدار زیادی جبران می گردد.

معدن فیروزه نیشابور در استان خراسان رضوی و در ?? کیلومتری شمال غربی مرکز شهرستان نیشابور، در دامنه های جنوبی ارتفاعات بینالود و در ? کیلومتری دو روستای معدن سفلی (پایین) و علیا (بالا)، قرار دارد. آب شرب دو روستا از چشمه هایی که از داخل تونل معدن بیرون می آید، استحصال می شود. به علت فعالیت های معدن کاری، آب شرب این منطقه در معرض آلودگی به عناصر بالقوه سمی از جمله pb، zn، u، cr و cu قرار دارند. بدین منظور پس از جمع آوری اطلاعات و مطالعات صحرایی و انتخاب محل های مناسب جهت نمونه برداری، طی دو مرحله، (دی و بهمن 89) 6 نمونه از آب تهیه و در ضمن از رسوبات آبراهه ای نیز نمونه برداری شد. نمونه های رسوبات جهت آنالیز xrf و نمونه های آبی جهت اندازه گیری غلظت آنیون ها و کاتیون ها و تعیین غلظت عناصر به روش icp-ms به آزمایشگاه ارسال شدند. نتایج حاصل از آنالیز نمونه های رسوبات، غلظت های بالای pb، u، cu و cr را نشان داد و مشخص شد که ضریب آلودگی برای سرب (52/6)، کروم (99/1)، اورانیوم (53/1) و مس (55/1) بالا می باشد. همچنین ضریب بار آلودگی برای سرب (31/2)، مس (39/1)، کروم (33/1) و روی (31/1) ارزیابی شد. ضریب غنی شدگی برای عنصر سرب در محدوده غنی شدگی متوسط تا شدید و ضریب مولر کمی آلوده تا خیلی آلوده بدست آمد. ضریب مولر عناصر مس، کروم و اورانیوم نیز در محدوده غیر آلوده تا کمی آلوده قرار دارند. محاسبه اندیس سنجش فلز سنگین و درجه آلودگی برای تمام نمونه های آبی فصل خشک بالاتر از 1 و محاسبه اندیس آلودگی فلز سنگین بالاتر از 100 می باشند. اندیس آلودگی فلز سنگین برای تمام نمونه های فصل بارش نیز بالاتر از صد ارزیابی شد. تیپ آب نمونه های برداشته شده از چشمه ها در دو فصل بی کربناتی و در نمونه های برداشته شده از قنات سولفاته می باشد. رخساره تمامی منابع آبی سدیکی است. مقایسه غلظت پارامترهای نمونه های برداشته شده در دو فصل با استانداردهای who و epa در قنات نشانگر بالا بودن tds و th و یون های سدیم و سولفات می باشد.

آلودگی منابع آب زیرزمینی توسط آلاینده های آلی یکی از نگرانی های اصلی زیست محیطی می باشد. از این رو تأکید زیادی بر مدیریت منابع آب زیرزمینی در سال های اخیر صورت گرفته است. روش های دقیقی برای پیش بینی انتقال آلاینده ها از طریق محیط های متخلخل زیرسطحی مورد نیاز است تا محدوده آلوده مشخص شده و به موقع جهت کنترل و محدود کردن آن اقدام نمود. در زمان حاضر، در شرکت پالایش نفت تهران و مجاور آن، نفت به صورت لایه ای بر روی سطح آب زیرزمینی موجود است. بررسی های صحرایی نشان داده است که آلودگی آب های زیرزمینی و خاک ناحیه وسیعی را شامل می گردد و لایه نفت در بیشتر چاه های ناحیه مشاهده شده است. بر طبق این بررسی ها، بیش از 1440000 متر مکعب نفت در سراسر محدوده شرکت پالایش نفت تهران و ناحیه صنعتی ری وجود دارد. در این تحقیق، با توجه به شرایط ناحیه و داده های حاصل از اندازه گیری های صحرایی و داده های موجود در متون منتشر شده، مدل های جامع و کاملی برای هر منطقه ارائه گردید تا از نتایج حاصل از آن ها بتوان برای طراحی یک روش مناسب پاک سازی استفاده نمود. برای نیل به این هدف، ابتدا یک مدل مفهومی صحیح که نشان دهنده مکانیزم های موثر در انتقال واکنشی آلاینده های نفتی، توسعه پلوم آلودگی و همچنین واکنش های هیدروژئوشیمیایی درگیر باشد، طراحی گردید. سپس انتقال واکنشی چند مولفه ای و چند فازی هیدروکربن های نفتی در سیستم جریان آب زیرزمینی منطقه اشباع شده ناحیه صنعتی ری با استفاده از نرم افزار تجاری چندمنظوره phoenics به صورت دو بعدی مدل گردید. این نرم افزار معادلات مدل را بر اساس روش عددی حجم های محدود حل می کند. برای مدل سازی عبارات غیر خطی معادلات دیفرانسیل حاکم در نرم افزار phoenics، کدنویسی های لازم به زبان pil (زبان ورودی نرم افزار) در فایل q1 و با مراجعه به زیر برنامه ground و انجام کدنویسی دیگر به زبانfortran 99 برای تمام محاسبات غیر استاندارد برای این نرم افزار انجام شد. در ابتدا، صحت نتایج مدل عددی به وسیله مقایسه نتایج مدل عددی با حل های تحلیلی برای سیستم های ساده و فرآیندهای منفرد و نتایج حاصل از سناریوهای مدل شده توسط سایر محققین برای سیستم های پیچیده تأیید و اعتبارسنجی گردید. با توجه به صحت و تطابق خوب نتایج حاصل از مدل سازی انجام شده در این تحقیق ، مدل برای پیش بینی انتقال واکنشی چند مولفه ای و چند فازی آلاینده های هیدروکربنی در منطقه مورد مطالعه بسط داده شد. برای کالیبراسیون مدل طراحی شده، نتایج آن با داده های صحرایی پس از 36 سال از آغاز نشت مقایسه گردید که حاکی از انطباق خوب نتایج با داده های صحرایی بود. سپس مدل برای پیش بینی انتقال واکنشی هیدروکربن های نفتی تحت سناریوهای مختلف بعد از گذشت 15 سال از اتمام عملیات صحرایی اجرا گردید. از ویژگی های مهم مدل حاضر در نظر گرفتن منبع تولید آلودگی متغیر، جذب خطی و واکنش سینتیکی موند، میکائیل- منتن، مرتبه اول و مرتبه صفر علاوه بر فرآیندهای فیزیکی انتقال می باشد. برای ارزیابی عدم قطعیت های مدل طراحی شده در این تحقیق از روش تحلیل حساسیت استفاده گردید. برای ملاحظه پاسخ مدل به تغییرات در مقادیر پارامترهای استفاده شده برای مدل سازی، حساسیت مدل به تغییرات در ضریب پراکندگی، ضریب توزیع، پارامترهای مربوط به مدل های سینتیکی موند، میکائیل- منتن، مرتبه اول و مرتبه صفر بر روی پلوم آلاینده ها با انجام چندین شبیه سازی بررسی گردید. تحلیل حساسیت نشان می دهد که مدل نسبت به تغییرات در ضریب پراکندگی، ضریب توزیع، پارامترهای مربوط به مدل های سینتیکی میکائیل- منتن، مرتبه اول و مرتبه صفر حساس، اما نسبت به تغییرات پارامترهای مربوط به مدل سینتیکی موند غیر حساس است. در نتیجه حذف فاز آزادnapl بعد از 42 سال، تغییرات چشمگیری در توزیع غلظت فاز محلول هیدروکربن های نفتی ایجاد می گردد. اما سفره آب زیرزمینی هنوز آلوده است و برای پاک سازی فاز محلول آلودگی، باید یک روش به سازی مناسب و مقرون به صرفه مثل روش به سازی بیولوژیکی با توجه به شرایط منطقه طراحی شود. به طور کلی، نتایج به دست آمده از چنین مطالعاتی می تواند جهت پایش مناطق آلوده و در طراحی روش هایی جهت کنترل انتقال آلودگی و به حداقل رساندن اثرات مخرب زیست محیطی آن در سیستم های آبخانه ای مورد استفاده قرار گیرد.

درصد قابل توجهی از مخازن هیدروکربوری ایران، کربناته هستند. وجود سیستم پیچیده تخلخل در مخازن کربناته باعث رفتار هیدرولیکی پیچیده در این مخازن می شود. این مخازن به دلیل نحوه شکل گیری و اثرگذاری فرآیندهای دیاژنزی بسیار متغیر و غیرقابل پیش بینی هستند. لذا آنالیز انواع تخلخل به ویژه تخلخل حفره ای و شکستگی که نقش به سزایی در تعیین ذخیره، انتقال و استحصال سیالات هیدروکربنی دارند، بسیار ضروری به نظر می رسد. از چالش-های مهم در مطالعه مخازن کربناته، تغییرات محلی شدید پارامترهای مخزنی مانند تخلخل در مخازن کربناته بوده که به دلیل ناهمگن بودن این مخازن است. مطالعه لاگ های چاه پیمایی غیر تصویری و مقاطع نازک با توجه به آن که لاگ های چاه پیمایی غیر تصویری، میانگین تخلخل را در هر 15/0 تا 1 متر از چاه اندازه گیری می کنند و مقاطع نازک میکروسکوپی که از یک بخش از مغزه تهیه می شود، نمی تواند نتایج دقیق و مطلوبی را به همراه داشته باشد. امروزه از ابزارهای تصویرگر در حوزه های اکتشاف، حفاری، و توسعه مخازن نفتی استفاده می شود که خصوصیات فیزیکی سازندها و لایه های تحت الارضی را برحسب عمق با دقت بالایی بررسی می نماید. ازجمله این تصاویر می توان به تصاویرfmi اشاره کرد که با اندازه گیری مقاومت ویژه نسبی، تصویری از دیواره چاه با کیفیت بالا فراهم می آورد. تخلخل حفره ای و شکستگی ها را با به کارگیری تکنیک های پردازش تصویر می توان در لاگ تصویرگر شناسایی و میزان آن ها را اندازه گیری نمود. با تلفیق لاگ های چاه پیمایی غیر تصویری و لاگ fmi، انواع تخلخل به صورت کمی قابل تعیین است. در این مطالعه، روشی برای اندازه گیری تخلخل ثانویه و تفکیک انواع آن در مخزن سروک در میدان نفتی گچساران واقع در جنوب ایران ارائه شده است. در این روش با استفاده از جعبه ابزار پردازش تصویر در نرم افزار matlab، اثر مربوط به تخلخل ثانویه که به صورت پیکسل های سیاه رنگ بر روی تصویر fmi ظاهر می شوند، شناسایی و آنالیز می گردند. با تعیین نسبت پیکسل های مربوط به تخلخل ثانویه به کل پیکسل های تصویر در بازه های 5 سانتی متری از عمق چاه، میزان تخلخل ثانویه با دقت بسیار بالا تعیین شده و به صورت یک لاگ نمایش داده می شود. مقایسه نتایج حاصل از این روش با نتایج لاگ های غیر تصویری، اختلافی کمتر از 3% را در تعیین میزان تخلخل ثانویه نشان می-دهد. با توجه به این که لاگ های غیر تصویری مقدار میانگین تخلخل را در بازه های 15 تا 100 سانتی متر از عمق چاه اندازه گیری می کنند اما روش آنالیز تصویر تخلخل ثانویه را در بازه های 5 سانتی متری از عمق چاه تعیین می کند، وجود این اختلاف قابل توجیه است. از مزایای مهم این روش در تعیین تخلخل ثانویه، کمک به شناسایی زون های نازک با تخلخل بالا می باشد که سایر لاگ های چاه پیمایی قادر به شناسایی آن نیستند. همچنین با در نظر گرفتن یک مقدار حد تجمع و ساختار تجمع برای پیکسل های سیاه رنگ مربوط به شکستگی ها، می توان آن ها را از تصویر متمایز نمود. با تفریق اثر شکستگی ها از اثر مربوط به تخلخل ثانویه بر روی لاگ تصویری، تخلخل حفره ای شناسایی می گردد. مقایسه نتایج حاصل از این روش با نتایج حاصل از تشخیص شکستگی ها به کمک نرم افزار geolog نشان می دهد که این روش در تعیین شکستگی ها با بازشدگی زیاد عملکرد خوبی دارد اما به دلیل کیفیت پایین اغلب لاگ های تصویری و همچنین ناپیوسته بودن اثر برخی از شکستگی های باز به دلیل پرشدگی، در برخی موارد در تفکیک شکستگی ها و حفره ها ناتوان است. هر چند به دلیل شباهت اثر تخلخل ثانویه و شیل ها بر روی لاگ های تصویری، روش آنالیز تصویر در بازه های شیلی عملکرد مناسبی ندارد اما به دلیل کیفیت مخزنی ضعیف این بازه ها در مخازن کربناته، می توان از خطای آن چشم پوشی کرد.

حفاری با کف یکی از زیر شاخه های حفاری زیر تعادلی است که دارای مزایای زیادی در بسیاری از عملیات حفاری می باشد. اطلاع از هیدرولیک و انتقال خرده های حفاری (تمیزکاری چاه) توسط سیال کف یکی از مهم ترین عوامل موثر در هزینه، زمان و کیفیت حفاری چاه برای تولید نفت و گاز می باشد. هدف این مطالعه، تحقیق و تحلیل کارایی تمیزکاری سیال حفاری کف در چاه های شیب دار با استفاده از روش های هوشمند، آماری و دینامیک سیالات محاسباتی می باشد که در مطالعات دیگر صورت نگرفته است. پارامترهای رئولوژیکی سیالات حفاری غیرنیوتنی بنتونیتی و سیال کف، با استفاده از الگوریتم ژنتیک با درجه اطمینان بالایی تعیین گردید. با طراحی شبکه عصبی مصنوعی، سرعت سقوط ذرات در سیالات نیوتنی و غیرنیوتنی تخمین زده شد. مقادیر r و rms حاصل از پیش بینی در داده های آموزش برابر با 997/0 و 021/0 و برای داده های آزمون برابر با 974/0 و 072/0 می باشند. همچنین کارایی انتقال خرده ها توسط کف در فضای حلقوی افقی پیش بینی گردید. مقادیر r و rms در داده های آموزش برابر با 993/0 و 807/0 و برای داده های آزمون برابر با 914/0 و 9/1 حاصل گردید. بعلاوه، کارایی انتقال خرده ها با استفاده از روش رگرسیون خطی چند متغیره، پیش بینی گردید و مقادیر r برای دو سری داده آموزش و تست برابر با 91/0 و 84/0 می باشد. مدل سازی دینامیک سیالات محاسباتی، توسط نرم افزار فلوئنت برای دو حالت جریان سیال کف و انتقال خرده ها با کف انجام پذیرفت. مقایسه نتایج روش عددی با نتایج آزمایشگاهی برای جریان کف، خطای نسبی کمتر از 11% را نشان داد. مقایسه نتایج با مقادیر آزمایشگاهی برای انتقال خرده ها، خطای نسبی کمتر از 8% نشان می دهد. با توجه به نتایج حاصله، مدل رئولوژیکی قانون توان در شبیه سازی عددی انتقال خرده ها در حالت فضای حلقوی شیب دار نتایج دقیق تری ارائه می دهد. با توجه به نتایج حاصل در این مطالعه، روش های شبکه عصبی و دینامیک سیالات محاسباتی با قابلیت اطمینان خوبی، می توانند در مدل سازی انتقال خرده ها بکار روند.

مطالعات هیدرولوژیکی و هیدروژئولوژیکی نقش بسیار مهمی در بهره برداری از مخازن زمین گرمایی و تداوم این انرژی مهم ایفا می کنند. در پایان نامه حاضر، خصوصیات هیدروژئوشیمیایی و هیدروژئولوژیکی مخزن زمین گرمایی سرعین مورد بررسی قرار گرفته است. برای این منظور ابتدا ویژگی های زمین شناسی و تکتونیکی منطقه بررسی و بر اساس این مطالعات گسل های منطقه شناسایی شدند. سپس خصوصیات هیدروژئوشیمیایی مورد مطالعه قرار گرفت. در بررسی های هیدروژئوشیمیایی به منظور تعیین تیپ و منشاء آب چشمه ها از نمودارهای مختلفی از جمله نمودار استیف، پایپر، فیکلین، نمودارهای سه تایی آنیون ها و کاتیون ها، نمودار اختلاط آب ها و نمودارهای ایزوتوپی استفاده شد و بر اساس این نمودارها این نتیجه حاصل شد که تیپ آب چشمه های منطقه بی کربنات-سولفاته بوده و دارای منشاء جوی می باشد. همچنین در این منطقه چشمه های آب گرم تحت تاثیر اختلاط آب های زیرزمینی و آب های زمین گرمایی قرار گرفته اند. مطالعات هیدروژئولوژیکی نشان داد که جهت جریان از سمت غرب به شرق منطقه مورد مطالعه می باشد که توسط گسل هایی، آب از ارتفاعات سبلان که در شمال غرب سرعین واقع شده است، مخزن زمین گرمایی سرعین را تغذیه می کند. علاوه بر این، نتایج بدست آمده از این مطالعات وجود پدیده اختلاط آب های زمین گرمایی با آب های زیرزمینی را تایید می کند. در نهایت مدل مفهومی زمین گرمایی منطقه سرعین با توجه ویژه به ویژگی های هیدروژئولوژیکی منطقه تهیه شد. نتایج حاصل از پایان نامه حاضر می تواند در بهره برداری مناسب از منابع انرژی زمین گرمایی منطقه و توسعه چاه های بهره برداری بسیار موثر باشد.

فرآیند تولید ماسه یا جامدات در چاه های نفتی که عمدتاً در طول حفاری و شکست هیدرولیکی در میادین تحکیم نیافته اتفاق می افتد، یکی از بزرگ ترین مشکلاتی است که می تواند منجر به ریزش چاه، فوران گل حفاری و گیر کردن رشته ابزار حفاری در چاه گردد. مهم ترین عوامل تشکیل ماسه یا جامد در چاه، گسیختگی منطقه دارای ماسه به دلیل سست بودن، مقاومت فشاری اندک و تنش موثر بالای منطقه به دلیل تولید و تهی شدگی مخزن است. در مطالعه حاضر سعی شده تا با تعیین پارامترهای ژئومکانیکی سنگ مخزن از طریق نگارهای چاه، پتانسیل تولید ماسه در دیواره چاه طی فرایند حفاری و تولید با ارائه اندرکنش (سیستم مهندسی سنگ) پارامترهای موثر و مدل مکانیکی زمین معین گردد. در ابتدا، با بهره گیری از روابط تجربی و نگارهای مختلف پارامترهای الاستیک دینامیکی سنگ مخزن تخمین زده شد و بعد از تبدیل به مقادیر استاتیکی با نتایج حاصل از آزمایشات مغزه مورد تایید قرار گرفت. سپس به محاسبه مقاومت فشاری تک محوره سنگ مخزن به کمک روابط تجربی مختلف پرداخته شده است. در ادامه فشار منفذی سیال با استفاده از نگار صوتی و مقاومت ویژه تعیین گردید و نتایج حاصل از این مدل سازی ها با داده های تست سازند (mdt) کالیبره گردید. سپس با توجه به فشار منفذی و پارامترهای ژئومکانیکی، بزرگی تنش های برجا که شامل تنش عمودی و تنش افقی حداقل و حداکثر است، محاسبه گردید و نتایج با داده های تست نشت (lot) کالیبره شدند. در ادامه تنش های مماسی، شعاعی و محوری روی دیواره چاه مورد نظر محاسبه گردید. سپس با تحلیل سیستم مهندسی سنگ مشخص شد پارامترهای تنش موثر، خواص پتروفیزیکی، خواص سیال، افت فشار، هندسه حفره تولید، فشار مخزن، خواص مکانیکی و تراکم و جهت حفر حفره تولید به ترتیب بیشترین اندرکنش را در فرایند ماسه دهی چاه دارند. در میان پارامترهای مختلف، تنش موثر یکی از مهم ترین پارامترهای تأثیرگذار بر سیستم است. بزرگی تنش های موثر دیواره بستگی به بزرگی تنش های برجای موثر، شعاع چاه، فاصله از مرکز چاه و فشار منفذی دارد. بنابراین با کنترل هر یک از این پارامترها می توان اثر تنش موثر در تولید ماسه را تا حدودی کنترل کرد. به عبارت دیگر چنانچه با انتخاب وزن مناسب گل حفاری و نرخ بحرانی تولید بتوان تنش های اطراف چاه را کنترل کرد می توان تولید ماسه را نیز کنترل کرد. در ادامه با استفاده از معیارهای شکست سنگ (موهر- کلمب، موگی- کلمب و هوک- براون) بازه مجاز فشار گل حفاری تعیین شده و نتایج حاصل از سه معیار با هم مقایسه شده است. از نتایج این بخش می توان به تخمین بهتر فشارهای گل حفاری تعیین شده با استفاده از معیار موگی- کلمب در حالت تنش های نابرابر افقی نسبت به دیگر معیارها اشاره کرد. نتایج حاصل شده به کمک گزارشات حین حفاری و تولید مورد تایید قرار گرفت. در نهایت نیز با تعیین مناطق مختلفی که دچار خردشدگی و شکستگی کششی شده اند نشان داده شده است که با تعیین نرخ بحرانی تولید از تولید ماسه در حین تولید می توان تا حدودی جلوگیری نمود.

تمام فاضلاب¬های صنعتی در تغییر کیفی جریان¬های آب موثرند. با رشد و پیشرفت تکنولوژی، حجم تولید پساب¬های صنعتی افزایش یافته و طی فرایند¬های مختلف تولیدی، حجم زیادی از آلاینده¬های آلی و معدنی وارد پساب می¬شوند. بنابر¬این لازم است همگام با رشد و افزایش تولیدات صنعتی، روش¬های نوین تصفیه جهت برطرف کردن آلودگی¬های مختلف نیز گسترش یابد. یکی از روش¬های مناسب جهت حذف این مواد فرآیند جذب سطحی فیزیکی است. در تحقیق حاضر، ماده طبیعی پرلیت که از آن طی فرآیند نانو تکنولوژی، نانو پرلیت تهیه گردیده است، به عنوان جاذب انتخاب شده است و توانایی آن در حذف آلاینده رنگی (مالاکیت سبز) و آلاینده فلزی نیکل از پساب صنعتی مورد بررسی قرار گرفته است. برای این منظور جاذب پرلیت تحت شرایط مختلف در معرض پساب شبیه سازی شده قرار گرفته و تأثیر عوامل مختلف، مانند غلظت ماده آلاینده، مقدار جاذب، ph، زمان و دما در فرآیند جذب مورد بررسی قرارگرفته و با استفاده از شبکه¬های عصبی mlp، rbf و hopfield روند تاثیر¬گذاری این عوامل مدل¬سازی شده است. نتایج نشان داد که شرایط بهینه در فرآیند جذب در غلظت 6 میلی¬گرم بر لیتر، دمای °c25 و 6=ph حاصل می شود. نتایج حاصل از این تحقیق می¬تواند در طراحی یک روش تصفیه بر مبنای فرآیند جذب مورد استفاده قرار گیرد.

تهیه نقشه های زمین شناسی از پردازش تصاویر ماهواره ای می تواند به کاهش هزینه، صرفه جویی در وقت و امکان ارائه اطلاعات مناطقی که به سادگی در دسترس نیستند کمک کند. در این راستا باید مرز واحد های سنگ شناسی مشخص و ترسیم گردد. اغلب مرزهای سنگ شناسی به این صورت تعیین می شوند که ابتدا تصویر را با توجه به اختلافات طیفی به واحدهای سنگ شناسی مختلف طبقه بندی کرده و سپس مرزها را به صورت دستی ترسیم می کنند. در این صورت شناسایی مرزها ثابت نبوده و غالباً متأثر از برداشت مفسر است. هدف از این مطالعه تعیین خودکار این مرزها با استفاده از پردازش تصویر بر مبنای تبدیل موجک و طبقه بندی تصویر با الگوریتم ماشین بردار پشتیبان و روش خوشه بندی در محدوده کارخانه زغال شویی البرز شرقی است. مقایسه ی نتایج به دست آمده با نقشه زمین شناسی منطقه نشان می دهد که با اعمال این الگوریتم ها بر روی تصویر ماهواره ای، خروجی به دست آمده مطلوب بوده و از دقت مناسبی برخوردار است. همچنین سرعت تعیین واحدهای سنگ شناسی بالا بوده و زمان مورد نیاز برای گرفتن خروجی به مقدار قابل ملاحظه ای کاهش می یابد. مسئله قابل توجه دیگر این است که فعالیت های معدنکاری و صنایع فرآوری مجاور آن ها سبب انباشته شدن مواد معدنی کم عیار و باطله (دپو) در محیط اطراف می شود که این مسئله به نوبه خود باعث توسعه آلودگی های زیست-محیطی در مناطق اطراف خواهد شد. در فرآیند شست و شوی زغال، مقداری از مواد معدنی با عیار پایین تر به صورت باطله جدا می شوند. انباشت این باطله ها در مجاورت آب و هوا باعث تغییر ترکیبات آن ها شده و مواد سمی و خطرناک موجود در آن ها وارد محیط اطراف می شود. در این پایان نامه نسبت به شناسایی واحدهای آلودگی نیز در محدوده ی کارخانه زغال شویی البرز شرقی اقدام شده است. نتایج کلی مطالعات و مقایسه نتایج با نقشه های کوچک مقیاس موجود نشان داد که الگوریتم توسعه داده شده مبتنی بر خوشه بندی، طبقه بندی و موجک از دقت و سرعت مناسبی برای تهیه نقشه های زمین شناسی پایه و تا حدودی برای به تصویر در آوردن مناطق آلودگی برخوردار است.

بررسی گونه پذیری عناصر سمی در دمپ های باطله معدنی، اطلاعات ارزشمندی درباره پتانسیل تحرک، زیست دسترس پذیری و در نتیجه ریسک آلودگی آن ها را فراهم می کند. روش رایج برای تعیین گونه پذیری عناصر، آزمایش استخراج ترتیبی است. اما کاربرد این آزمایش همراه با مشکلاتی به خصوص در دمپ های باطله معدنی است. این مشکلات شامل سختی و پیچیدگی اجرا، تداخل فازها، جذب و توزیع مجدد عناصر، کارایی پایین برای مناطق ناهمگن و دقت کم در تعیین دقیق فاز کنترل کننده غلظت عناصر است. بر این اساس در این تحقیق روشی کاربردی برای گونه پذیری عناصر سمی در دمپ های باطله معدنی با استفاده از تحلیل همبستگی آماری ارائه شد. این روش با بررسی همبستگی غلظت عناصر سمی و داده های کانی شناسی به دست آمده از روش های xrd و astm-d2492 اصلاح شده، در کلاس های مختلف phخمیری، گونه پذیری عناصر سمی را در دمپ باطله مشخص می کند. به منظور اجرایی کردن روش مذکور، تعداد 60 نمونه از دو دمپ باطله 19 و 31 معدن مس سرچشمه برداشت شد. این نمونه ها با روش های icp، xrd،astm-d2492 ، ph خمیری، آزمایش استخراج ترتیبی و تجزیه سرندی بررسی شدند. برای روشن شدن جنبه های مختلف ناهمگنی های دمپ های مورد مطالعه، بر اساس داده های به دست آمده و مشاهدات صحرایی، مواد باطله از نظر تغییرات ژئوشیمیایی، فیزیکی و فرآیندهای موثر در هوازدگی بررسی شد. نتایج نشان داد که مواد باطله از نظر میزان کانی های تولید کننده و خنثی کننده اسید و کانی های جاذب عناصر سمی، کاملاً ناهمگن است. این ناهمگنی ها در اندازه ذرات، میزان نفوذپذیری و نوع رفتار سنگی و خاکی نیز مشاهده شد. در دمپ های مورد مطالعه، همرفت هوا، فرآیند اصلی در اکسیژن رسانی جهت اکسایش پیریت است. این فرآیند بر اثر همراه شدن با گرمای تولید شده از اکسایش پیریت و تبخیر رطوبت موجود در دمپ، باعث تشکیل یک سیستم گردش هوای گرم و مرطوب شده است. این هوای گرم و مرطوب با توجه به تخلخل بین دانه ای مواد باطله، با شدت های متفاوت، پیریت را اکسید کرده و موجب ناهمگنی بیشتر مواد باطله از نظر شیمیایی و کانی شناسی می شود. پس از شناسایی خصوصیات باطله ها از نظر کیفیت ناهمگنی، روش مورد نظر برای تعیین گونه پذیری در آن ها استفاده شد. نتایج بدست آمده نشان داد که پیریت کانی منشاء عناصر co،ni ، as، cd، cu،mo ،pb و zn و کانی های آلومینوسیلیکاته منشاء cr است. کانی های تثبیت کننده عناصر سمی شامل کانی های هیدروکسی سولفاته، کلریت، مسکویت (سرسیت) و اکسی هیدروکسیدهای آهن و منگنز هستند که کانی های هیدروکسی سولفاته حاویcu ، ni،co ، cd و zn، کلریت جذب کننده عناصر cr،cd ، cu و zn، مسکویت تثبیت کننده as،co ، mo و pb و اکسی هیدروکسیدهای آهن و منگنز نگهدارنده as، cd، co، cr، mo، ni، pb و zn در نمونه های باطله هستند. ریسک آلودگی هر یک از عناصر سمی در باطله های سرچشمه به پایداری کانی های منشاء و تثبیت کننده آن ها بستگی دارد. به منظور تایید روش ارائه شده، نتایج روش با تحقیقات آزمایشگاهی پیشین و همچنین نتایج آزمایش استخراج ترتیبی مقایسه شد. مقایسه نتایج نشان می¬دهد که روش ارائه شده، در شناسایی فازهای اصلی منشاء و تثبیت کننده عناصر سمی برای مواد باطله معدن سرچشمه نتایج مطلوبی می دهد. این روش در مقایسه با روش استخراج ترتیبی روشی ساده تر، ارزان تر، سریع تر و با دقت بالاتر در شناسایی فازهای قرارگیری عناصر سمی است. تفسیر پیچیده¬تر نتایج و عدم تشخیص فازهای فرعی عناصر سمی نیز از ایرادهای این روش نسبت به روش استخراج ترتیبی است. به منظور پهنه بندی ریسک آلودگی عناصر سمی، نتایج گونه پذیری با استفاده از 58 نمونه سطحی گرفته شده از دمپ 31، در محیط gis پیاده سازی شد. بر اساس نتایج به دست آمده، عناصرcu ، ni،co ، cd و zn با حضور درکانی های هیدروکسی سولفاته، مناطق مشخصی با ریسک "خیلی بالا" را به خود اختصاص دادند. همراهی این مناطق با نمونه های با دما و رطوبت بالا نشان داد که مناطق با ریسک آلودگی "خیلی بالا" در رابطه با مجراهای همرفتی هوا هستند که برای کنترل تولید آلودگی باید با احداث دمپ های گسترده و یکپارچه، این فرآیند را در انتقال اکسیژن به پیریت، محدود کرد.

منطقه مورد مطالعه آبخوان دشت خمین، جنوبی ترین دشت استان مرکزی می باشد. سفره آب زیرزمینی در این منطقه با توجه به مطالعات سازمان آب منطقه ای استان مرکزی به صورت آبخوان واحد در نظر گرفته شده است. به منظور بررسی خصوصیات هیدروژئوشیمیایی این سفره، خصوصیات فیزیکی و شیمیایی آب زیرزمینی در دو دوره متوالی (مهر ماه 1390 و خرداد ماه 1391) مورد اندازه گیری قرار گرفت. در برداشت های انجام شده هدایت الکتریکی و ph در محل نمونه برداری و یون های اصلی در آزمایشگاه سازمان آب منطقه ای اندازه گیری شد. علاوه بر این، جهت بررسی بیشتر از وضعیت آلودگی آب های زیرزمینی، تعدادی نمونه جهت آنالیز عناصر سنگین تهیه و در آزمایشگاه زرآزما تجزیه شدند. مطالعات انجام شده در منطقه نشان می دهد که کیفیت آب از غرب دشت (محل تغذیه) به سمت شرق دشت (محل تخلیه) با افزایش هدایت الکتریکی، مواد جامد محلول، سختی و سایر پارامترهای هیدروژئوشیمایی کاهش یافته است. همچنین، تیپ آب های منطقه بیکربناته در غرب و سولفاته در شرق دشت مشخص شد. در بررسی عناصر سنگین غلظت سه عنصر مس، آهن و آرسنیک مهم تشخیص داده شد. مقادیر مس و آهن با وجود داشتن ارتباط، کمتر از حدود مجاز آنها می باشند. اما آرسنیک با مقادیر 3/47 و 1/47 و 0/06 میلی گرم بر لیتر در سه نمونه بدون داشتن ارتباط با هیچ یک از دیگر عناصر و پارامترهای هیدروژئوشیمیایی دارای مقادیر بالاتر از حد استاندارد می باشد. با توجه به موقعیت این نمونه ها، که در محل تمرکز فعالیت های کشاورزی قرار دارد، دلیل بالا بودن آرسنیک به عوامل بشرزاد و مصنوعی نسبت داده شد.

یکی از اهداف برداشت¬های لرزه¬ای ارائه مدلی از روند تغییرات مخزن و به نقشه در آوردن ناهمسانگردی موجود در لایه¬های زیرسطحی است. این در حالی است که داده¬های مربوط به نگار-های مختلف چاه می¬توانند برآوردهای دقیق¬تری از تغییرات مخزن ارائه نمایند اما این داده¬ها یک بعدی بوده و برای اعماق مشخصی برداشت می¬شوند. بنابراین اگر بتوان مقادیر پارامترهای مخزنی که از داده¬های چاه به دست می¬آیند به داده¬های لرزه¬ای ارتباط داد، مدل¬های دو بعدی یا سه¬بعدی مناسبی برای محدوده وسیعی از میدان مورد مطالعه ارائه خواهد شد که می¬تواند راه¬گشای بسیاری از مطالعات دیگر باشد. آنالیز رخساره¬های لرزه¬ای به تفسیر پارامترهایی مانند هندسه، پیوستگی، دامنه، فرکانس و سرعت لایه¬های زیرسطحی می¬پردازد; که از داده های لرزه انعکاسی قابل استخراج هستند. از آنجا که انعکاس از سطوح لایه¬های زیرسطحی به خصوصیات سنگ ها وابسته است، آنالیز رخساره¬های لرزه-ای می¬تواند تحلیل مناسبی از روند تغییرات لایه¬های زیرسطحی ارائه نماید. در همین راستا هدف از مطالعه حاضر آنالیز رخساره¬های لرزه¬ای یکی از میادین نفتی دنیا با استفاده از شبکه عصبی و ماشین برداری پشتیبان می¬باشد. در این راستا، ابتدا سعی شد تا با استفاده از داده¬های چاه و لرزه¬ای یکی از میادین دریای شمال، مدلی از روند تغییرات رخساره¬ای تخلخل ساخته شود. این فرآیند با استفاده از داده¬های نگار تخلخل داده¬های 15 چاه و استخراج نشانگرهای لرزه¬ای مختلف از رده¬های لرزه¬ای کنار چاه انجام پذیرفت. نشانگرهای لرزه¬ای مرتبط با نگار تخلخل با استفاده از رگرسیون خطی انتخاب و نشانگرهای با همسبتگی بالا با یکدیگر از مدل سازی حذف شدند. در نهایت با استفاده از شبیه سازی تابع هموار ساز گوسین، مدلی از روند تغییرات پارامتر تخلخل به صورت سه¬بعدی ارائه شد که با تغییرات مشاهده شده در مخزن تطابق مناسبی داشت. در ادامه نیز با استفاده از داده¬های نگار تخلخل، تشعشعات گاما و نفوذپذیری، سعی شد تا مقادیر زون¬های رسوبی قابل مشاهده در داده¬های چاه مورد پیش بینی قرار گیرد. در این راستا از ماشین برداری پشتیبان غیرخطی با کرنل گوسین استفاده شد و نشان داده شد که این ماشین با توجه به قابلیت های منحصر به فرد خود قادر است تا به خوبی لایه¬های رسوبی مختلف را از یکدیگر تمیز دهد. نتایج حاصل از این پایان نامه می¬تواند در تفکیک مناطق با تخلخل بالا از محدوده کم تخلخل مفید واقع شود.