این تحقیق به مطالعه مدل ژئومکانیکی مخزن و عملیات شکست هیدرولیکی در یکی از میادین نفتی غرب ایران پرداخته است. ابتدا مدل ژئومکانیکی مخزن شامل خواص مکانیکی، فشار منفذی و میدان تنش ساخته شده و به منظور محاسبه این مدل، نمودارهای پتروفیزیکی، dsi و fmi و نیز روابط تجربی به کار رفته اند. سپس برای مطالعه نتایج حاصل از انجام عملیات شکست هیدرولیکی مدلی تحلیلی ساخته شد که حاصل تجمیع سه مدل هندسه شکست، تولید و اقتصادی است. این مدل ها به ترتیب برای تعیین هندسه شکاف، تولید و میزان ارزش خالص کنونی حاصل از عملیات به کار می روند. نتایج حاصل از کاربرد مدل مذکور در یک چاه تولیدی یکی از میادین نفتی غرب ایران نشان داد که شکست هیدرولیکی می تواند موجب بهبود بازیافت تا 138 درصد شود. همچنین مدلسازی تحلیلی عملیات شکست هیدرولیکی پروپانتی و اسیدی به منظور کاهش آسیب ناشی از رسوب آسفالتین و نیز مقایسه آنها برای انتخاب بهترین عملیات جهت اجرا انجام شده است. این دو عملیات براساس پارامترهای طراحی مانند زمان و نرخ تزریق سیال (اسید) شکست، گرانروی سیال شکست و غلظت نهایی پروپانت مدلسازی می شوند که شامل مدل های هندسه شکست، تولید و اقتصادی هستند. مدل هندسه شکست، ابعاد شکاف را محاسبه می کند که برای تعیین ضریب نفوذپذیری بی بعد و ضریب پوسته شکاف به کار می رود. سپس از مدل تولید، تولید کل، شاخص تولید و نسبت آن قبل و بعد از عملیات محاسبه شده اند. هزینه کل عملیات و npv با کاربرد مدل اقتصادی محاسبه شده و npv برای مقایسه بین عملیات شکست هیدرولیکی پروپانتی و اسیدی برای انتخاب گزینه بهتر جهت اجرا در مخزن به کار رفته است. براساس نتایج این تحقیق، شاخص تولید می تواند در شکست پروپانتی بسته به زمان تزریق سیال شکست، به میزان 6/115-49 درصد افزایش یابد. همچنین در شکست اسیدی و بسته به همین پارامتر، شاخص تولید از 1/137-8/52 درصد افزایش می یابد.

از مخاطرات حفاری چاه های نفتی در ایران، عبور از سازندهای پُرفشار به کم فشار و یا بالعکس است؛ که در مرزهای گذار باید بتن گذاری دیواره انجام شده و سپس حفاری با فشار گِل متناسب با فشار سازندی ادامه پیدا کند. به این منظور زمین شناسان خبره، خرده های حفاری را در محل چاه نفت مطالعه کرده و بدین ترتیب نوع سازند را تشخیص می دهند. یکی از مرزهای سازندی حساس در چاه های نفتی ایران، شناسایی مرز گچساران - آسماری است. در پوش سنگ گچساران فشار منفذی در حدود psi 4000 است؛ در حالی که فشار مذکور در مخزن آسماری در حدود psi 800 است. بنابراین بتن گذاری در مرز دو سازند و ادامه حفاری در آسماری با فشار گِل پائین، حائز اهمیت است. راهبرد عملی این کار در حال حاضر مطالعه ماکروسکپی خرده های حفاری توسط زمین شناس حاضر بر سر چاه و همچنین تهیه مقطع نازک از خرده های حفاری و مطالعات میکروسکپی آنها است. همچنین استفاده از اطلاعات mud-logging از چاه های اطراف مرسوم است. در این پایان نامه موضوع تشخیص خودکار بخش های مختلف سازند گچساران و آسماری توسط روشهای مبتنی بر پردازش تصویر و شناسایی الگو مطالعه می گردد. این تحقیق به دو بخش آنالیز ماکروسکپی که بر روی تصاویر خرده های حفاری و آنالیز میکروسکپی بر روی تصاویر گرفته شده توسط میکروسکوپ الکترونی گرفته شده، تقسیم شده است. برای آنالیز ماکروسکپی تصاویر دو روش پیشنهاد شده است. روش آنالیز رنگ که با تبدیل عکس هر لایه به پنجره های کوچکتر و تخمین پیکسل ها در فضای رنگی به دو خوشه به روش خوشه بندی فازی(fcm) به استخراج ویژگی های میانگین و ماتریس پراکندگی پرداخته شده است. و در انتها با استفاده از طبقه بند ماشین بردار پشتیبان به جداسازی پنج لایه کلیدی زمین شناسی پرداخته شده است . این نتایج برای جداسازی پنج لایه زمین شناسی قابل قبول می باشد؛ که بدین لحاظ به زمین شناس حاضر بر سر چاه کمک شایانی خواهد شد. با توجه به تغییرات رنگی خرده ها در حوضه های دیگر، مطالعه بر روی بافت خرده های حفاری به عنوان ویژگی ایزوله از رنگ انجام گرفت. بدین منظور ماتریس هم رخداد محاسبه شده و ویژگی های روشنایی، همبستگی، انرژی و همگنی از این ماتریس بدست می آیند. ویژگی های حاصل جهت جداسازی لایه های کلیدی به طبقه بند ماشین بردار پشتیبان داده می شود. نتایج حاصل نشان می دهد که آنالیز رنگ عملکرد و دقت مناسبتری نسبت به آنالیز بافت دارد؛ ولی آنالیز بافت قابلیت تعمیم به چاه های دیگر را دارا می باشد. در آنالیز میکروسکپی ابتدا چگالی احتمال نوع رنگ با استفاده از مدل مخلوط گوسی به کمک دو تابع گوسی تخمین زده می شود. با استخراج پیکسل های تبخیری که شامل شروط میانگین و واریانس دو منحنی گوسی بوده اند، سنگ های تبخیری از سنگ های تخریبی در تصاویر میکروسکوپی جدا شدند. در انتها با استفاده از فیلتر های گابور به بخش بندی سنگ ها از تصویر پس زمینه پرداخته شده. با توجه به اینکه کاهش سنگ های تبخیری معیاری برای عبور از پوش سنگ گچساران و نزدیک شدن به سازند آسماری است، درصد سنگ های تبخیری در تصویر میکروسکوپی تخمین زده شده است. نتایج حاصل با تخمین متخصص مقایسه شد، نتایج بدست آمده قابل قبول بوده و نشانگر موفقیت الگوریتم فوق دارد.

با پیشرفت های ایجاد شده در صنعت نفت وگاز و پیچیده شدن روش های اکتشافی، نگار های معمول قادر به پیشبرد تمامی اهداف این صنعت نیستند. در صورت محدود بودن اطلاعات، تشخیص لایه های موثر و برآورد پارامتر های مخزن دشوارتر است. در عین حال، تکنولوژی fmi می تواند اطلاعات ارزشمندی را در مورد مخازن شکاف دار به منظور تعیین کمّی و توصیف کیفی در اختیار گذارد. مخازن ایران به طور عمده کربناته بوذه که در آن ها شکستگی ها نقش مهمی را در تراوایی و تولید هیدروکربور ایفا می کند. تا کنون، کمتر روش اتوماسیونی درباره پردازش تصاویر fmi به کار گرفته شده است. بنابراین به منظور پیشرفت در اکتشاف نفت و گاز، ارائه روش شناسایی کار آمد برای تصاویر fmi بسیار لازم به نظر می رسد. پدیده های صفحه ای در شکل های درون چاهی تصویر شده به صورت موج شبه سینوسی ظاهر می شوند و از آن جا که قطر دهانه چاه نسبت به پدیده های ساختاری و چینه شناسی بسیار کوچک است، به صورت کاملا صفحه ای در نظر گرفته می شوند. بنابر این در این تحقیق از ترکیب توابع سینوسی برای منطبق کردن بر روند های شکستگی ها استفاده می شود. شیب و آزیموت بدست آمده از این الگوریتم می تواند جهت تعیین دقیق تراوایی و مسیر حرکت سیال مورد استفاده قرار گیرد. در بررسی این تصاویر چند نکته کلیدی وجود دارد؛ اول این که، نمونه ها برای آموزش و آزمایش الگوریتم بسیار محدودند. نکته دوم نویز بالا در این تصاویر است به گونه ای که بررسی و دسته بندی ساختار ها در تصویر، بدون تخصص کافی بسیار دشوار است. بنابراین برخی شکستگی ها به دلیل نویز بالای تصویر و همچنین وجود پدیده ها و بافت های سنگ شناسی با مقاومت پایین در اطراف شکستگی که سبب ایجاد شرایط مبهم در پردازش می شود، توسط الگوریتم طراحی شده قابل شناسایی نیست. علاوه بر این محدودیت ها، منابع مرتبط با این تحقیق بسیار اندک بوده به طوری که از منابع محدودی در این تحقیق استفاده شده است. در بررسی های صورت گرفته روی تصاویر fmiکه به شیوه ای متفاوت انجام شده، ما از نمونه های بسیار اندکی استفاده نموده ایم که مشکل کمبود نمونه را تا حدودی برطرف نموده است. الگوریتم ما شامل سه مرحله است: 1- پیکسل های مشخص کننده شکستگی از شکل تصویر شده fmi استخراج می شوند و شامل ماتریس مکان x و y و ماتریس مقادیر نظیر هر نقطه f(x,y) است. 2- دو بردار x و y به عنوان ورودی ها ی جعبه ابزار cftool نرم افزار متلب از طریق ترکیب این سه ماتریس حاصل می شود. در پایان مناسب ترین منحنی از ترکیب توابع سینوس بر شکل شبه سینوسی شکستگی منطبق شده و شیب و آزیموت از طریق بررسی ویژگی های موج سینوسی مشخص می شود. نتایج الگوریتم طراحی شده با تفاسیر حقیقی موجود مقایسه شده اند. در عمل، متوسط خطای بدست آمده برای میانگین شیب و آزیموت های محاسبه شده به ترتیب 5/3% و کمتر از 9/0% برآورد شده است. در ادامه، نتایج بدست آمده توسط بررسی های آماری بهبود یافته اند به طوری که سطح اطمینان به نتایج بدست آمده تا حدّ 95/0 (95 درصد) و با قطعیت بالا ارتقاء پیدا کرده است. علاوه بر این، الگوریتم توانسته پیچیدگی و سختی های موجود در تشخیص شکستگی ها را برای اکتشاف نفت و گاز تا حدود قابل ملاحظه ای کاهش دهد.

چاه نمودارهای تصویری، ابزارهایی مقاومتی، صوتی، نوری و ... هستند که برای آشکارسازی ویژگی های سنگ در مخازن کربناته از آن ها استفاده می شود. یکی از ویژگی های مهم سنگ، شکستگی است که می تواند به وسیله چاه نمودارهای تصویری تشخیص داده شود. شکستگی ها نقش بسیار مهمی را در حرکت سیال و پایداری دیواره چاه دارند. در این پایان نامه به کمک الگوریتم های هوشمند پردازش تصویر و شناسایی الگو، تکنیکهایی برای شناسایی و ردیابی شکستگی ها در چاه نمودارهای تصویری ارایه می شود. پیاده سازی الگوریتم پیشنهادی بر روی چاه نمودارهای تصویری نمونه نتایج قابل قبولی را نشان داد. بخش بندی چاه نمودارهای تصویری موجود با دلیل تکیه بر اطلاعات رنگ به وسیله شبکه عصبی خودسازمانده به دقت 5/94% حاصل شد. الگوریتمهای پیشنهادی بر چاه نمودارهای تصویری الکتریکی و برای آشکارسازی و ردیابی شکستگی های طبیعی باز متمرکز شده اند.

یکی از مراحل اصلی در مطالعات مخزنی، مطالعه ی جنس سنگ هاست. این مرحله بر اساس مقیاس مطالعه می شود، در کوچک مقیاس سازندها و در بزرگ مقیاس مینرالوژی مدنظر قرار می گیرند. در مقیاس سازند از لرزه نگاری، روش های بازشناخت الگو و دانش پتروفیزیک استفاده می شود. در مقیاس بزرگ تر از شیوه های مستقیم (مطالعه ی مغزه) و غیرمستقیم (نمودارهای متقاطع، ماتریس ها و بازشناخت الگو) استفاده می شود. در این پایان نامه در مرحله ی اول با استفاده از تبدیل موجک پیوسته بر روی تک نگار تخلخل نوترون سازندها در چاه ها جدا شدند، سپس برای حرکت به مقیاس های بالاتر از خوشه بندی گوستافسون کِسل در یک سازند خاص استفاده شد تا الکتروفاسیس ها شناسایی شوند. سپس در هر کدام از خوشه ها تخمین گر لولیموت جهت تعیین درصد کانی ها استفاده شد. داده های به کار گیری شده در این پایان نامه برگرفته از سه چاه شماره یک، دو و چهار میدان کلیف هِد واقع در غرب منطقه ی پِرت استرالیا است، از این چاه ها با دقت مناسبی داده های مینرالوژی qem scan جهت اعتبارسنجی برداشت شده است. پس از به کار گیری رویکرد ابتکاری پیشنهاد شده درچاه ها، جدایش سازندها با دقت حداقل 95% و تخمین مینرالوژی با موفقیت میانگین 80% انجام شد.

روش های لرزه ای بازتابی یکی از روش های مطالعه ساختارهای زیرسطحی به منظور اکتشاف هیدروکربن است. پردازش داده های لرزه ای یکی از مهم ترین مراحل استخراج اطلاعات مورد نیاز در اکتشاف منابع هیدروکربوری است. تاکنون روش های مختلفی برای افزایش و بهبود قدرت تفکیک زمانی داده های لرزه ای ارائه شده اند. روش های وارون سازی که از طریق نگاشت داده های لرزه ای به اسپایک، قدرت تفکیک داده های لرزه ای را افزایش می دهند. روش دیگر روش چرخش طیفی ، برای افزایش قدرت تفکیک و گسترش پهنای باند فرکانسی داده های لرزه ای معرفی شده است. یکی دیگر از مراحل افزایش قدرت تفکیک که بصورت متداول در داده های لرزه ای انجام می شود، واهمامیخت پاسخ ضربه واحد می باشد. در عمل، موجک چشمه لرزه ای به دلیل اثر لایه های زیر سطحی و میرایی موجک چشمه لرزه ای به صورت تابعی از زمان هم در راستای قائم و هم در جهت جانبی تغییر می کند. همچنین تخمین موجک با فرض سفید بودن طیف سری بازتاب زمین، ابهاماتی را در زمینه تخمین مشخصات مخزن ایجاد می کند. بنابراین ایجاد روشی که بتواند با در نظر گرفتن ناپایا بودن موجک چشمه و تخمین لحظه ای آن و اثرات زیر سطحی، پهنای باند فرکانسی داده های لرزه ای را افزایش داده و قدرت تفکیک داده های لرزه ای را بالا ببرد، از اهمیت بسیار بالایی برخوردار می باشد. روشی که در این پایان نامه استفاده می شود، استفاده از تبدیل موجک و براساس برونیابی بر پایه تبدیل هیلبرت است، بدین گونه که پوش هیلبرت ردلرزه ورودی محاسبه می شود و این پوش با یک پنجر? هموار کنند? مثلثی همامیخت می شود. ردلرزه ورودی به پوش های هموار شده تقسیم می شود و نهایتا با یک نرمالایز می گردند. از روی این پوش مقادیر به صفر تخمین زده شده و در مکان مد نظر، قرار می گیرد. و در نهایت همه این ضرایب با وارون تبدیل موجک گسسته، باز گردانده می شوند. این الگوریتم باعث افزایش قدرت تفکیک داده های لرزه ای می گردد

شیل های گازی جزو مخازن غیر متعارف می باشد که دارای پراکندگی وسیعی در سطح جهان هستند. تمایل به بهره برداری ار این مخازن افزایش یافته است.در این پایان نامه تلاش گردیده است مدلی جهت تخمین toc ارائه گردد

هدف از این تحقیق طراحی یک سیال پایه آبی گلایکولی بهینه برای کاهش تورم نمونه های شیلی سازند فهلیان و گدوان مربوط به میدان آزادگان است. پیش از ساخت و طراحی سیال پیشنهادی، جهت مطالعه و بررسی تأثیر حضور گلایکول، نوع و غلظت نمک در عملکرد گلایکول و تأثیر دما بر تورم نمونه های بنتونایتی، چند سیال مبنا تهیه شد و تأثیر این سیالات بر تورم نمونه های بنتونایتی مورد آزمایش قرار گرفت. نتایج آزمایش مربوط به تأثیر گلایکول حاکی از کاهش تورم نمونه های بنتونایتی در سیال حاوی گلایکول می باشد. در آزمایش مربوط به تأثیر نوع و غلظت نمک بر تورم شیل مشاهده شد که در صورت استفاده از پتاسیم کلرید تورم بیشتر نسبت به استفاده از سدیم کلرید کاهش می یابد. پس از انجام آزمایش های مبنا، یک سیال حفاری گلایکولی طراحی و بر روی نمونه های بنتونایتی و میدانی آزمایش شد و اثبات شد که سیال پیشنهادی عملکرد بهتری در کاهش تورم شیل مورد بررسی دارد.

خوشه‏بندی یکی از مهم ترین ابزار در داده کاوی است که کاربرد فراوانی در زمینه های گوناگون دارد. در خوشه‏بندی، داده‏های موجود در هر یک از خوشه‏ها بیشترین شباهت را نسبت به هم و داده‏های موجود در خوشه‏های دیگر کمترین شباهت را دارند. از خوشه‏بندی می توان برای گروه بندی داده‏های چند متغیره ی ژئوشیمیایی استفاده کرد. نتایج خوشه‎بندی اغلب به الگوریتم انتخاب شده وابسته است. تکنیک‎های مختلف خوشه‏بندی، خوشه‏هایی با اندازه و مرکز های متفاوت را حتی برای یک دسته داده ی یکسان تولید می کنند. در این پایان‏نامه از تکنیک‎های خوشه‏بندی میانگین k داده و گوستافسون کسل به منظور زون‏بندی مخزن استفاده شده است. تکنیک توسعه یافته برای تعیین ویژگی های مخزن شیل‏گاز به کار گرفته شد. ویژگی های ژئوشیمیایی s1، s2، toc و hi به منظور انجام تحقیق،انتخاب شدند که از این میان ویژگی‏های s1، s2، toc به عنوان پارامتر‏های موثر درخوشه‏بندی و زون‏بندی و مرتبط با پتانسیل هیدروکربن‏زایی مورد استفاده قرار گرفتند. مقایسه بین نتایج زون‏بندی ژئوشیمیایی و میدان های گازی در حوضه‏ی پرت نشان می دهد که زون‏بندی بر اساس نتایج حاصل از خوشه‏بندی سه‎بعدی میانگین k داده نسبت به نتایج بدست آمده از خوشه‏بندی سه بعدی گوستافسون کسل، عملکرد بهتری دارد. بر اساس نتایج، سه زون ژئوشیمیایی در حوضه‏ی پرت، تشخیص داده شد.

شکستگی های طبیعی مسیرهای پیچیده ای برای عبور سیال ایجاد می کنند که در نتیجه آن توصیف مخزن، عملکرد تولیدی مخزن و بازیافت کلی را تحت تأثیر قرار می دهند. مطالعه و استفاده از خصوصیات شکستگی ها در مخزن عامل مهمی برای بهینه کردن عملکرد مخزن است. هدف از این مطالعه، چگونگی جمع آوری اطلاعات مورد نیاز از منابع مختلف استاتیکی و دینامیکی، آنالیز این اطلاعات و در نهایت ساختن مدل های شکستگی ها است. مطالعه حاضر بر روی یکی از میادین کربناته جنوب ایران انجام شده است. سنگ شناسی این میدان متشکل از رخساره های سنگی سنگ آهک، دولومیت، انیدریت و شیل در لایه های مخزنی، سازندهای کنگان و دالان است. از روش شبیه سازی تصادفی شبکه گسسته شکستگی در این پایان-نامه جهت استخراج مدل سه بعدی شکستگی ها استفاده شده است. جهت استخراج ورودی های لازم در فرآیند مدلسازی شکستگی ها با استفاده از این روش لازم است تا آنالیزهای ضروری بر روی شکستگی ها انجام گیرد. این آنالیزها شامل، محاسبه شدت شکستگی در چاه ها، بازشدگی شکستگی ها، آنالیز جهت گیری شکستگی ها، دسته بندی شکستگی ها در قالب دسته شکستگی ها و آنالیز جهت گیری این دسته ها، محاسبه لاگ چگالی در هر یک از چاه ها، محاسبه چگالی شکستگی ها در هر یک از رخساره های سنگی و همچنین مطالعه تأثیر هر یک از رخساره ها در ایجاد شکستگی هاست. در این مطالعه از نتایج تفسیر نمودارهای تصویری (fmi) در سه چاه a، b و c که به ترتیب در بازه-های 2182 تا 3297 متری، 2731 تا 3226 متری و 2836 تا 3286 متری از این چاه ها نمودارگیری شده، استفاده شده است. همچنین از داده های دینامیکی شامل اطلاعات نمودارهای تولید و همچنین بازه های مشبک کاری در چهار چاه، d، e، f و g جهت انجام آنالیزهای دینامیکی شکستگی ها استفاده گردیده است.

در برآوردهای اولیه ای که در مورد مخازن شیل های گازی به کار می رود، میزان گاز برجا تخمین زده می شود که این تخمین با شروع حفاری شیل های گازی و جمع آوری داده ها و تفسیر آن ها، جامعیت و دقت بیشتری پیدا می کند. در این پروژه، با استفاده از روش حجمی میزان گاز برجا که شامل گاز آزاد و گاز چسبیده می-باشد، در سازند کوکاتیاشیل در حوض? پرت واقع در استرالیای غربی تخمین زده شده است. در شیل های گازی مقدار محتوای ماد? آلی (toc) یکی از پارامترهای مهم در ارزیابی مخزن می-باشد. در این پروژه با استفاده از دو روش مختلف که شامل شبک? عصبی و logr? می باشد، مقدار toc در سازند کوکاتیاشیل با استفاده از نگارهای پتروفیزیکی تخمین زده شده است. در آموزش شبک? عصبی نیز از دو روش هوشمند که شامل الگوریتم ازدحام ذرات و کلونی زنبورهای عسل می شود، استفاده گردیده است. از مقایس? بین روش های به کارگرفته شده برای تخمین محتوای ماد? آلی، استفاده از روش های هوشمند به نسبت روش های قدیمی جواب های بهتری را در پی داشت، به گونه ای که ضریب r^2 در روش logr? برابر 7/0، در روش بهینه سازی pso برابر 93/0 و در روش بهینه سازی abc برابر 8/0 است.

تخمین پارامترهای مختلف مخازن نفتی یکی از مهم ترین مراحل در اکتشاف منابع هیدروکربوری است. تخلخل، تراوایی، سطح جدایش نفت، گاز و آب از جمله این پارامترهای مخزنی هستند. محتوای کربن آلی نیز یکی از پارامترهای مخازن نفتی و گازی است که در ارزیابی مخازن اهمیت دارد. برای اندازه گیری این پارامترها روش های مختلفی وجود دارد که به دو دسته مستقیم و غیرمستقیم تقسیم می شوند. در روش های مستقیم پارامتر مورد نظر را از طریق آزمایش بر روی نمونه های مغزه و خرده های حفاری بدست می آوردند و در روش های غیرمستقیم پارامترهای مربوطه به وسیله چاه نمودارهای پتروفیزیکی محاسبه می شود. در پایان نامه حاضر روشی جدید بر پایه الگوریتم لولیموت از دسته روش های هوشمند برای تخمین محتوای کربن آلی ارائه شده است. پس از آن با استفاده از چاه نمودارهای موجود از 9 حلقه چاه حفاری شده در حوزه پرت واقع در جنوب غربی استرالیا، پارامتر محتوای کربن آلی تخمین زده شده است. در نهایت مقادیر تخمینی با مقادیر واقعی مقایسه شده است که اعتبار سنجی انجام شده همبستگی بین 40 تا 80 درصد را در موارد مختلف نشان می دهد.

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.

محاسبه تراوایی از طریق امواج استونلی یکی از روش¬های موجود جهت اندازه¬گیری پیوسته در سراسر چاه اکتشافی بدون استفاده از ضرایب تجربی است. با توجه به توانمندی¬های ابزار dsi در اندازه¬گیری و ثبت موج استونلی باکیفیت بالا، تخمین تراوایی از طریق موج استونلی و به دست آوردن یک رابطه ریاضی به منظور محاسبه آن هدف این مطالعه می¬باشد. ضریب سیمان شدگی که تحت تاثیر میزان ناهمگنی، تنوع زیاد در لیتولوژی، بافت، هندسه و شکل منافذ می¬باشد، در سنگ های کربناته ثابت نبوده و دارای مقدار متغیری می¬باشد که لازم است مقادیر آن با دقت بالایی تعیین گردد. در این تحقیق با استفاده از روابط فوک و مان، رگلاند و لوسیا مقدار این ضریب به صورت پیوسته محاسبه و نتایج با یکدیگر مقایسه شد

مطالعه¬ی ساختارهای زیرسطحی در فعالیت¬های معدنی حائز اهمیت زیادی است. شناخت این ساختارها در زمینه¬های مختلف معدنی مانند مدیریت استخراج و برنامه¬ریزی تولید می¬تواند اطلاعات با ارزشی محسوب شود. در این موارد زمین¬آمار ابزارهای زیادی ارائه کرده است. این ابزارها بر پایه¬ی علم زمین¬آمار چند نقطه¬ای به مدت چند دهه است که مورد توجه فعالان بخش معدن و نفت قرار گرفته است. در این پایان¬نامه نیز با استفاده از یکی از ابزارهای زمین¬آمار چند نقطه¬ای با نام الگوریتم شبیه¬سازی الگوبرداری مستقیم به مطالعه¬ی ساختار دایک¬های معدن مس سونگون به عنوان یکی از معادن مهم مس کشور پرداخته شده است. بررسی ساختار دایک¬های معدن نشان می¬دهد که این ساختارها ماهیتی بسیار ناپایا دارند که بررسی این گونه ساختارها در حوزه¬ی مطالعات ناپایای زمین¬آماری قرار می¬گیرد. تولید تصویر آموزشی برای مدل این ساختار بسیار دشوار است و برای کاهش ناپایایی و تولید تصویر آموزشی پایاتر نیاز به بررسی و مدل¬سازی الگوهای تصویر آموزشی دارد. برای شبیه¬سازی ساختار دایک¬ها کدهایی توسط نرم¬افزار matlab گسترش داده شده است که بررسی حساسیت این کد به تغییرات مقدار پارامترهای ورودی نشان می¬دهد که این الگوریتم به برخی از پارامترها مانند حدآستانه¬ای و ابعاد پیشامد داده¬ای حساسیت بیشتر و نسبت به پارامترهای ابعاد پیشامد داده¬ای و نسبت، حساسیت کم¬تری نشان می¬دهد. با توجه به شبیه¬سازی¬های انجام شده در راستای شبیه¬سازی شرطی ساختار دایک¬ها، موفقیت شبیه¬سازی-ها با الگوریتم الگوبرداری مستقیم، توسط آماره¬های زمین¬آماری نشان داده شده است. همچنین بازسازی روند ساختارهای موجود در تصویر آموزشی به درستی صورت گرفته است. این امر در تصاویر شبیه¬سازی شده نشان داده شده است. اگر چه در برخی شبیه¬سازی¬ها پیوستگی ساختار دایک¬ها، کم¬تر از تصویر آموزشی به نظر می-رسد با این وجود بررسی آماره¬ی پیوستگی نشان می¬دهد که اختلاف قابل ملاحظه¬ای دیده نمی¬شود. با مقایسه¬ی الگوریتم الگوبرداری مستقیم و الگوریتم معادله¬ی نرمال واحد¬، مشاهده می¬شود که الگوریتم الگوبرداری مستقیم از توانایی بیشتری در بازتولید ساختار دایک¬ها برخوردار است. شاهد این امر آماره¬های تک نقطه¬ای، دو نقطه¬ای و پیوستگی است.

روش های فراکتالی، به کمک شیوه های مقیاس -ثابت، امکان مدل سازی تغییر پذیری برجای خصوصیات کانسار را فراهم می کنن. مدل های حرکت براونی کسری، یک نوع خاص از فراکتال های تصادفی هستند که یک روش سریع و کارآمد برای شبیه سازی ویژگی های کانسار در اختیار می گذارند. در روش شبیه سازی شرطی فراکتالی از مدل کوواریانس نموی حرکت براونی کسری همراه با بعد فراکتال، که از مدل تغییرنمای توانی به دست می آید، برای شبیه سازی شرطی داده های فاصله دارد نامنظم استفاده می شود. این روش، داده ها را به گونه ای شبیه سازی می کند که بعد فراکتال و پارامترهای آماری تا حد ممکن ثابت نگه داشته شوند. در این تحقیق، روش شبیه سازی شرطی فراکتالی به منظور شبیه سازی عیار آهن آنومالی شماره 3 معدن گل گهر سیرجان مورد استفاده قرار گرفته است. سپس داده های شبیه سازی شده برای تخمین ذخیره آهن این کانسار به کار گرفته شده اند. با رسم نقشه های e-type برای تمام ترازهار کانسار، ذخیره ای معادل 577 میلیون تن سنگ آهن با عیار حد 20 درصد و متوسط عیار آهن 53 درصد، برای کانسار تخمین زده شد. مقایسه نتایج حاصله بیانگر کارایی بالای این روش در شبیه سازی عیار آهن و در نهایت تخمین ذخیره است.

در این پایان¬نامه مسأله¬¬ی مهاجرت گاز درون دوغاب سیمان حفاری چاههای نفت و گاز مورد بررسی قرار گرفته است. این مشکل از خطرناک¬ترین و پیچیده¬ترین چالشهای پیش روی صنعت حفاری چاه¬های نفت و گاز بر شمرده می¬شود، چالشی که باعث خسارات مالی و حتی جانی می¬شود. در این پژوهش سعی شده ریشه¬های پدیده مهاجرت گاز شناسایی شده و همچنین پارامترهای موثر در مقابله با این مشکل ذکر شود. عوامل گوناگونی در مهاجرت گاز تأثیرگذارند و روشهای متعددی برای مقابله با این پدیده موجود است ولی تمرکز این پژوهش روی بخش طراحی دوغاب متناسب با شرایط عملیات می¬باشد. پدیده مهاجرت گاز از این حیث پیچیده است که نیازمند بررسی¬های جامع و دقیق و همچنین جمع¬آوری داده¬های متفاوت در فازهای مختلف مربوطه است. تدوین برنامه¬ای به منظور بهینه¬سازی دوغاب سیمان حفاری با هدف مقاوم نمودن آن در برابر مهاجرت گاز که حاصل مطالعات جهانی چند دهه گذشته روی این موضوع است از نتایج فاز مطالعاتی این پایان¬نامه می¬باشد. این برنامه برای بهینه¬سازی فرمولاسیون¬های دوغاب کاربرد دارد و برنامه¬ای با مراحل و توالی مشخص می¬باشد که می¬تواند کارکرد سیمان را در مسأله مقاومت در برابر نفوذ گاز به طور چشمگیری ارتقاء دهد. در این برنامه پارامترهای تأثیرگذار دوغاب در زمینه مهاجرت گاز باید مطابق با مشخصات تعیین شده باشند و در نهایت دوغاب منتخب در گام نهایی مورد شبیه¬سازی شرایط چاه در مقیاس آزمایشگاهی قرار می¬گیرد. دستگاه آنالیزور مهاجرت گاز قابلیت شبیه¬سازی شرایط سیمانکاری و چاه را در مقیاس آزمایشگاهی داشته و توانایی اندازه¬گیری پارامترهای خروجی مهمی مثل نرخ مهاجرت گاز را دارد که در این مطالعه از این دستگاه به منظور اعتبارسنجی برنامه پیشنهادی استفاده می¬شود. این نوع برنامه بهینه¬سازی دوغاب سیمان حفاری در جهت مقاوم¬سازی آن در برابر نفوذ گاز و البته شبیه¬سازی شرایط نهایی در آزمایشگاه و قبل از عملیات علاوه بر بی سابقه بودن، می¬تواند تا حد زیادی از هزینه¬های حفاری در طولانی مدت بکاهد و از لحاظ اقتصادی به صرفه است. در این پایان¬نامه همچنین عملکرد دوغابهای رایج چاه¬ها در برابر مهاجرت گاز مورد مطالعه قرار گرفته و نقش افزایه¬ها، به ویژه افزایه¬های مخصوص ضد مهاجرت گاز مورد بررسی قرار می¬گیرند و مقایسه می¬شوند. همچنین با استفاده از افزایه¬های موجود و برنامه بهینه¬سازی، نرخ نفوذ گاز کمتر از 0.2 میلی¬لیتر بر دقیقه برای دوغاب طراحی شده برای ناحیه معینی از چاه حاصل شد.

برای استفاده ی توأمان از داده های به دست آمده از منابع مختلف، باید موضوع عدم هماهنگی قابلیت تفکیک آن ها مرتفع شود. بنابراین نمی توان داده های حاصل از مطالعات لرزه ای -با قدرت تفکیک متر- را بدون تطبیق قدرت تفکیک با داده های چاه نگاری –با قدرت تفکیک سانتی متر- تلفیق کرد. روش های گوناگونی توسط محققین برای تلفیق داده ها –در دو و سه بعد- ارائه شده است. نرم افزار همپسون–راسل نیز از مجموعه ی نرم افزارهایی است که با تلفیق این دو نوع داده، به تخمین کمیتی معین در کل مخزن می پردازد. به منظور ارتقاء عملکرد این نرم افزار، در این پایان نامه، بر روی تلفیق داده های یک بعدی و هماهنگ کردن قدرت تفکیک دو نوع داده ی حاصل از مطالعات لرزه ای و چاه نگاری، با استفاده از روش تحلیل موجک اقدام شده است. به این منظور، ابتدا موجک مادر بهینه ی نگار تخلخل، موجود در پایگاه داده ی نرم افزار، به روش «تطابق انرژی» انتخاب شده و نگار مذکور با موجک مادر بهینه ی خود تجزیه شد. از آن جایی که روش نرم افزار همپسون–راسل در تطبیق قدرت تفکیک دو نوع داده ی معرفی شده مشخص نیست، برای تقریب روش آن، هفت روش افزایش مقیاس دیگر نیز بر روی داده های نگار تخلخل اعمال شدند. با مراجعه به قدرت تفکیک داده های لرزه ای موجود (به میلی ثانیه)، قدرت تفکیک معیار (به متر) محاسبه شده و روش ها تا نزدیک شدن به این قدرت تفکیک مورد استفاده قرار گرفتند. به منظور حفظ تطابق عمقی میان داده های لرزه ای و سیگنال افزایش مقیاس یافته، روشی ابداع شد و پس از تجزیه ی نگار تخلخل به کمک موجک، مورد استفاده قرار گرفت. به کمک روش همبستگی متقابل، نتایج روش های مذکور با خروجی افزایش مقیاس یافته ی نرم افزار مقایسه شد. به این ترتیب، در حالی «میانگین گیری توانی»، «نرمال سازی مجدد» و «تبدیل موجک قریشی» در رأس قرار می گیرند که دو روش اول، به طور متوسط 3% و 2% از روش تبدیل موجک قریشی بهتر عمل کرده اند. این روش ها به ترتیب مقادیر 96/98%، 20/87% و 28/97% سازگاری عمقی را نیز تأمین می کنند. علاوه بر آن، با معیار همبستگی متقابل، شباهت «سیگنال افزایش مقیاس یافته ی پایان نامه» و «خروجی نرم افزار» با «سیگنال اولیه» سنجیده شده و عملکرد بهتر روش اول به دست آمده است. الگوی ذکر شده بر روی داده های میدان ایرانی مورد مطالعه پیاده شده که عملکرد بهتر روش تبدیل موجک قریشی بر روی این داده ها نیز دیده می شود.

کمتر از دو قرن از زمان کشف اولین چاه نفت در جهان می گذرد. طلای سیاه باعث ایجاد تحولی عظیم در زندگی روزمره جوامع بشری شده است؛ به طوری که زندگی بدون نفت و فرآورده های نفتی، برای انسان امروزی غیرقابل تصور خواهد بود. بااین وجود ذخایر نفتی ارزان در حال اتمام بوده و در اکثر میادین جهان، میزان تولید روند نزولی پیدا کرده است. ازاین رو صنعت نفت به دنبال روش های جدید جهت افزایش تولید و بازدهی از میادین هیدروکربوری می باشد. فناوری حفاری افقی از معدود روش های موفقی است که مورد استقبال روزافزون قرار گرفته است. در حفاری افقی سطح تماس چاه با مخزن افزایش یافته و میزان تولید از میدان به صورت قابل توجهی افزایش می یابد. در مقابل مزایای زیاد این روش، هزینه های سرمایه گذاری سنگین و فناوری منحصربه فرد جهت حفاری قرار دارند. ازاین رو موفقیت حفر چاه های افقی در میدان، از اهمیت بسیار بالایی برخوردار است. شناخت دقیق محیط مخزن و آگاهی از تغییرات پارامترهای مختلف در آن، باعث کاهش احتمال بروز مشکلات متعدد در حفاری چاه افقی شده و موفقیت این روش را تضمین می کند. مدل ژئومکانیکی ابزاری است که می تواند با نمایش تغییرات پارامترهای مختلف در مخزن، راهگشای این مشکل باشد. در این پایان نامه به منظور تعیین راستای بهینه جهت حفر چاه افقی در میدان آغاجاری از مدل ژئومکانیکی استفاده شده است. روش کار به این صورت بوده که ابتدا مطالعات مربوطه در مورد سابقه موضوع از حفاری افقی تا مدل ژئومکانیکی انجام شده است. سپس داده های موردنظر در میدان آغاجاری جمع آوری شده و بر اساس آن ها مدل ژئومکانیکی یک بعدی ساخته شده است. این مدل توسط نتایج به دست آمده از آزمایش¬های انجام شده بر روی مغزه کالیبره شده است. در گام بعد مدل زمین شناسی میدان ساخته شده و شبکه بندی بر روی آن انجام قرار گرفته است. درنهایت بر اساس مدل ژئومکانیکی یک بعدی و مدل زمین شناسی، مدل ژئومکانیکی سه بعدی ساخته شده و مقادیر تنش در میدان تخمین زده شده است. در گام آخر نیز راستای مناسب جهت حفر چاه افقی تعیین شده و با استفاده از معیار شکست موگی کلمب، محدوده مناسب برای حفر چاه افقی در مخزن مشخص شده است.

شناسایی شکستگی ها و تراکم آن ها در مناطق مختلف مخزن، یکی از مهم ترین مراحل مطالعات مخزنی است. نتایج حاصل از مدل سازی شکستگی ها به عنوان داده های ورودی برای شبیه سازی جریان و تحلیل آن استفاده می شود. از این رو، مطالعه شبکه شکستگی ها برای آگاهی از نحوه ی گسترش شکستگی ها در مخازن شکسته و ایجاد مدلی برای آن، بسیار حائز اهمیت است. روش های مختلفی برای مدل سازی شبکه ی شکستگی ها پیشنهاد و عرضه شده است که هر یک از آن ها دارای نقاط ضعف و قوت در روش های مورد استفاده در فرآیند آنالیز اطلاعات و مدل سازی شبکه ی شکستگی ها هستند. یکی از روش های مدل سازی شبکه شکستگی ها، مدل شبکه گسسته شکستگی (discrete fracture network) است. مزیت این روش نسبت به مدل های شبکه ای، امکان ورود اطلاعات پیوسته در مدل گسسته است. مطالعات صورت گرفته در این پایان نامه به دو مرحله کلی تقسیم می شوند. در مرحله اول این مطالعه با استفاده از داده های شکستگی ثبت شده توسط ابزارهای تصویرگر، شکستگی های یکی از میادین جنوب غرب ایران بررسی و مدل شبکه شکستگی های آن به روش dfn ساخته می شود. اما با توجه به ماهیت پیچیده شکستگی ها و کمبود داده های مرتبط با آن ها، مدل های حاصل همواره با عدم قطعیت همراه هستند. مرحله دوم این تحقیق، استفاده از داده های حاصل از تفسیر چاه نمودارهای پتروفیزیکی است. این داده ها قادر به تعیین زون های شکسته در محل چاه های فاقد چاه نمودار تصویری هستند. بنابراین می توانند با اضافه شدن به داده های شکستگی ثبت شده در محل چاه های دارای چاه نمودار تصویری، مدل سازی شبکه شکستگی را با قطعیت بالاتری حاصل کند. به منظور این هدف، نتایج شدت شکستگی حاصل از مدل سازی مرحله اول، با شدت شکستگی حاصل از این اطلاعات مقایسه شد و فیلتری طراحی گردید که قادر بود با قطعیت بیشتری به مدل سازی زون های شکسته در موقعیت چاه های فاقد چاه نمودار تصویری بپردازد. در واقع مدل dfn ساخته شده در مرحله اول، با شرطی شدن نسبت به اطلاعات زون های شکسته حاصل از تفسیر چاه نمودارهای پتروفیزیکی، بازسازی شد. برای کمی سازی نتایج و مقایسه دو مدل، تابع هزینه ای تعریف گردید که با استفاده از آن، این نتیجه حاصل شد که مدل ساخته شده در مرحله دوم، نسبت به مدل اول نه درصد بهبود یافته است.

عملیات حفاری یکی از پرهزینه ترین فعالیت های صنایع بالادستی نفت است که از جایگاه ویژه ای در این صنعت برخوردار است. افزون بر پارامترهایی مانند زمان های ازدست رفته و زمان های مرتبط با جابه جایی، نرخ نفوذ مته نیز به عنوان عاملی مهم در راندمان دکل های حفاری مورد توجه است. پیش بینی نرخ نفوذ در صنعت نفت از منظر ارزیابی دقیق تر زمان حفاری و در نتیجه کنترل هزینه های عملیات بسیار حائز اهمیت است. در این پژوهش به منظور بررسی پارامترهای موثر بر سرعت حفاری ابتدا سابقه علمی موضوع با استفاده از مقالات و متون علمی موجود مورد بررسی قرار گرفت و مهم ترین پارامترهای فنی موثر به دو دسته عوامل قابل کنترل(عملیاتی) و غیرقابل کنترل(محیطی) تقسیم بندی شدند. به دست آوردن مدلی که بتواند ارتباط میان این پارامترها و نرخ نفوذ را به دست آورد همواره از اهمیت ویژه ای برخوردار بوده است. بااین وجود مدل های ریاضی ارائه شده در این راستا بیشتر بر روی پارامترهای قابل کنترل و عملیاتی تأکید داشته اند. بدین ترتیب با توجه به اهمیت پارامترهای ژئومکانیکی در فرآیند حفاری، در این تحقیق سعی بر بررسی تأثیر پارامترهای محیطی بر روی نرخ نفوذ حفاری شده است. این پارامترها که از طریق نگارهای چاه پیمایی برآورد می شوند، در مدل ژئومکانیکی یک بعدی ساخته شده از چاه موردنظر گزارش شدند. پس از تشکیل پایگاه داده های موثر بر نرخ نفوذ، به منظور مدل سازی از دو روش رگرسیون چند متغیره (از زیرمجموعه های روش آماری) و شبکه عصبی (از زیرمجموعه های روش های هوش مصنوعی) به دلیل کارایی بالا در امر مدل سازی و تشخیص الگو در داده ها استفاده گردیده است. با توجه به نتایج شبکه عصبی که ضریب همبستگی 87/0 بین مقادیر مشاهداتی و پیش بینی را در مقابل ضریب همبستگی حدود 7/0 در تحلیل رگرسیون چند متغیره نشان می دهد، می توان به توانایی بالای شبکه عصبی در امر مدل سازی پی برد. شایان ذکر است این مدل که در یکی از چاه های میدان نفتی آزادگان به کار گرفته شده است نقش اساسی در بهبود برنامه ریزی حفاری چاه های منطقه ایفا خواهد کرد.

قلب و سیستم انتقال خون، از مهم ترین ارگان های بدن انسان می باشند. هر اختلالی در این ارگان ها بر روی عملکرد کل بدن تأثیر بسیار محسوسی داشته، زیرا سیستم انتقال خون مسئولیت تأمین انرژی مورد نیاز تمام ارگان های بدن (از جمله خود قلب) را برعهده دارد. بیماری های قلبی هر ساله در جهان تعداد زیادی از انسان ها را از بین می برد یا بر عملکرد آنها تأثیر می گذارد. آمار مرگ و میر ناشی از مشکلات قلبی بسیار بیشتر از هر سانحه یا اتفاق طبیعی دیگر است. این امر علت اصلی توسعه فعالیت های علمی و پژوهشی در دانش پزشکی و در زمینه بیماری های قلبی و گسترش وسیع و سریع آن به حوزه سایر علوم نظیر علوم مهندسی برای یافتن راه های موثر پیشگیری از این دسته بیماری ها می باشد. پایان نامه حاضر در چنین مسیری و با هدف کمک به توسعه الگوریتم های شناسایی آریتمی های قلبی با استفاده از داده های حاصل از سیستم های اندازه گیری مشخصات قلب، نظیر سیگنال الکتروکادیوگرام تدوین گردیده است. در فصل اول به توضیحاتی درباره اهمیت توجه به موضوع پرداخته شده و مقدمه ای مختصر آورده شده است. در فصل دوم به شرح آناتومی و چگونگی عملکرد قلب در سیستم گردش خون پرداخته شده است. فصل سوم مروری بر کارهای انجام شده در مقالات بوده و تاریخچه موضوع بیان شده است. فصل چهارم حاوی تئوری ها و روش های پردازش داده و تولید آمارگان تصمیم گیری مناسب با استفاده از سیگنال های حاوی اطلاعات از عملکرد قلب می باشد. در فصل پنجم که اصلی ترین قسمت پایان نامه حاضر است، روش ها و الگوریتم های تجمیع نظرات طبقه بندها شرح داده شده است و نتایج شبیه سازی این الگوریتم ها در فصل ششم آورده شده است. در نهایت درفصل هفتم به جمع بندی مطالب ارائه شده پرداخته و پیشنهادهایی برای توسعه موارد مطرح شده در این پژوهش ارائه می گردد.

اصطلاح شکست هیدرولیکی بیانگر فرآیند شروع و گسترش شکستگی در سنگ، ناشی از فشار هیدرولیکی اعمال شده توسط سیال است. انجام شکست هیدرولیکی ازجمله تجاربی است که هرچند در ابتدا برای دسترسی بیشتر به مواد هیدروکربوری از آن استفاده شد ولی در طول زمان کاربری های آن برای شناخت تنش های برجا در احداث فضاهای بزرگ زیرزمینی و همچنین دستیابی به انرژی های نوین نهفته در زمین مورداستفاده قرار گرفت. انرژی مخازن متعارف هیدروکربوری دیر یا زود به اتمام می رسد و این در حالی است که تنها در حدود یک سوم نفت آن ها در مرحله اولیه تولید برداشت می شود. ازدیاد برداشت و بهبود ضریب بازیافت از مخازن با استفاده از شکست هیدرولیکی یکی از موثرترین راه ها برای تولید بهینه است. برای موفق بودن عملیات شکست هیدرولیکی رعایت سه نکته ضروری است. ابتدا این که چاه و محدوده انتخاب شده، شرایط انجام شکست هیدرولیکی را داشته باشد. آنگاه بر اساس پارامترهای ژئومکانیکی به دست آمده طراحی انجام گردد. درنهایت نیز عملیات شکست هیدرولیکی توسط پیمانکار به درستی انجام شود. در این تحقیق با شناخت پارامترهای اساسی به منظور طراحی شکست هیدرولیکی و با استفاده از نگارهای پتروفیزیکی و آزمایش های درون چاهی، مدل ژئومکانیکی سنگ مخزن در چاه موردنظر ساخته شده است. تنش های برجا با استفاده از معیارهای مختلف بررسی و بهترین معیار به منظور تعیین مقدار تنش ها انتخاب شده است. همچنین جهت تنش ها با استفاده از کلیپر 6 بازویی تخمین زده شده است. در ادامه با استفاده از مدل ژئومکانیکی و شرایط مخزن امکان انجام شکست هیدرولیکی بررسی گردیده و ناحیه مناسب به جهت طراحی شکست هیدرولیکی انتخاب شده است. در ابتدا ناحیه مناسب از عمق 2760 تا 2913 متری بررسی شده است و در ادامه با توجه به نتایج مدل سازی و تنش برجا، بازه 2760 تا 2800 متری به منظور طراحی شکست هیدرولیکی انتخاب گشته است. در مرحله طراحی شکست هیدرولیکی، سیال و پروپانت متناسب با شرایط مخزن انتخاب گردیده و سپس بررسی اقتصادی شکست هیدرولیکی انجام شده است. طراحی شکست هیدرولیکی با استفاده از دو نرم افزار تجاری fraccade (به دو روش pkn و p3d) و gohfer صورت پذیرفته است. ورودی دو نرم افزار یکسان در نظر گرفته شده اما درنهایت فشار شکست و عرض ترک در نرم افزار gohfer بیشتر از fraccade شد. در ادامه تحلیل حساسیت و مطالعات پارامتری صورت پذیرفته است که نتایج نشان می دهند که تنش های برجا مهم ترین پارامتر به منظور تخمین فشار شکست است. همچنین ارتفاع ناحیه، گرانروی، نرخ تزریق، نشت سیال و مدول الاستیسیته اثرگذاری بیشتری روی هندسه شکست دارند.

حدود 50 درصد مخازن نفتی در دنیا شکافداراند؛ که البته این نسبت در ایران به بیش از 90 درصد می¬رسد. این در حالیست که تعیین دقیق شکستگی¬های یک میدان در حال حاضر بسیار پر هزینه بوده و مستلزم توصیف و مستندسازی گام به گام تعداد زیادی چاه¬نمودار تصویری توسط متخصصین خبره می¬باشد، بعلاوه¬ی اینکه در حال حاضر و به خصوص در ایران موانع جدی در مقابل لاگ¬برداری تصویری وجود دارد که نیاز به استفاده از سایر داده¬ها بمنظور شناسائی شکستگی-ها را اجتناب ناپذیر کرده است. تا کنون مطالعات متنوعی در زمینه تفکیک شکستگی¬های طبیعی باز و بسته صورت پذیرفته است که هنوز به هدف نهایی و کارآمد برای استفاده در صنعت نرسیده است. در این تحقیق سعی شده است با استفاده از داده¬های پتروفیزیکی به این تشخیص دست یابیم که آیا یک ناحیه از چاه دارای شکستگی باز، شکستگی بسته و یا فاقد شکستگی می¬باشد. در روش پیشنهادی به جای استفاده از داده¬های خام با استفاده از تکنیک پنجره¬گذاری و جایگزین نمودن داده¬ها با واریانس پنجره هر سیگنال داده¬ را به یک سیگنال ساده¬تر تبدیل نموده و از آن برای داده¬کاوی استفاده نمودیم. در دسته بندی داده¬ها از دو الگوریتم دسته¬بندی استفاده گردیده که در نهایت نتایج این دو الگوریتم با استفاده از روش رأی¬گیری اکثریت با هم ترکیب شده¬اند. دو الگوریتم مورد استفاده در این تحقیق الگوریتم naïve bayes و random tree می¬باشند که در مقایسه با سایر الگوریتم¬های آزمایش شده در این تحقیق نتایج بهتری را از خود نشان داده¬اند. این مطالعه بر روی چاه¬های میدان نفتی گچساران صورت پذیرفت. داده¬هائی که در اختیار این پروژه قرار گرفت دارای محدودیت¬هائی بود و بنابراین محدودیت¬ها قسمتهایی از آزمایشات بر روی داده¬های 7 چاه با 7 چاه¬نمودار انجام شده و قسمتهایی نیز بر روی داده¬های 4 چاه با 11 چاه¬نمودار. گرچه هدف اصلی و رویکرد مطالعات در این تحقیق دسته¬بندی داده¬ها به سه کلاس شکستگی باز، شکستگی بسته و یا فاقد شکستگی بوده است ولی بمنظور آنکه دست اندرکاران صنعت نفت بتوانند مقایسه¬ای با نتایج تحقیقات خود داشته باشند در پایان بخشی نیز به دسته¬بندی دو کلاس دارای شکستگی و فاقد شکستگی، اختصاص یافته است. در این تحقیق ایجاد توازن در میان صحت دسته¬بندی سه کلاس از اهمیت فوق¬العاده¬ای برخوردار است و این با طبیعت شکستگی¬ها سازگاری ندارد چرا که این داده¬ها دارای توازن نبوده و کلاس فاقد شکستگی ، با تفاوت بسیار زیاد کلاس غالب می¬باشد، لذا با درنظر گرفتن این اصل ما مجبور هستیم از نتایجی که دارای توازن کمتر می¬باشند حتی اگر از صحت عملکرد خوبی برخوردار باشند، صرف نظر کنیم. در پایان، برای دسته بندی دو کلاسه¬ی قابل تعمیم بهترین نتیجه در یکی از چاه¬ها به دقت 77.5 درصد و برای دسته¬بندی سه کلاسه¬ی قابل تعمیم برای یکی از چاه¬ها صحت عملکرد به بیش از 80.6 درصد رسید. این در حالیست که که میانگین دقت روش پیشنهادی بیش از 70.1 درصد را در دسته¬بندی سه کلاسه¬ی قابل تعمیم و نیز بالاتر از 68.6 درصد را در دسته¬بندی دو کلاسه¬ی قابل تعمیم از خود نشان می¬دهد.

ناپایداری مکانیکی چاه ناشی از شکستگی و از هم گسیختگی دیواره چاه و لوله¬های جداری می¬باشد که سالانه هزینه زیادی را به عملیات حفاری و تکمیل چاه¬های میدان تحمیل می¬کند. چاه اکتشافی x-4 با ناپایداری¬های متعددی را در زمان حفاری مواجه بوده و در مجموع 49% از زمان¬های غیر مفید عملیات حفاری این چاه ناشی از مشکلات کنترل چاه و مشکلات خاص ناپایداری دیواره چاه بوده است. ساخت مدل ژئومکانیکی پس از عملیات حفاری می¬تواند برای پیش بینی مشکلات و خطرات ناشی از ناپایداری چاه در چاه¬های بعدی این میدان راهگشا باشد. از این¬ رو در این پایان¬نامه مدل ژئومکانیکی یک بعدی برای این چاه ساخته شده است. این مدل با رویکرد استفاده از نمودارهای پتروفیزیکی، خواص مکانیکی و الاستیک سازند و مقادیر تنش را بر اساس روابط بنیادی تئوری پروالاستیک محاسـبه می¬نماید. همچنین معیار شکست برشی، معیار شکست موهرکلمب در نظر گرفته شده است. تعیین خواص الاستیک سازند با استفاده از نمودارهای پتروفیزیکی و با استفاده از روابط تجربی انجام شده و به دلیل عدم دسترسی به مغزه برای کالیبره نمودن خواص الاستیک و مقاومت تراکمی تک محوره، مدل بر اساس تخمین اولیه رابطه بردفورد ساخته¬ شده¬ است. سپس حساسیت سنجی مدل با تغییر پارامترهای تخمینی بر اساس رژیم تنش¬ها در چاه و گزارش¬های حفاری و نمودار کالیپر موجود، انجام شده ¬و مقاومت تراکمی تک محوره سازند بهبود یافته است. سپس مدل فشار منفذی و فشار شکست سازند ساخته شده است. با بررسی نمودار فشار منفذی مشخص شد، بهترین تخمین¬گر فشار منفذی و فشار شکست سازند روش ایتون می¬باشد. محاسبه تنش¬های عمودی، افقی حداقل و حداکثر بر اساس روابط تئوری بنیادی پروالاستیک انجام و رژیم تنش در چاه مورد نظر کالیبره شده ¬که این امر با استفاده از تعیین ضرایب کرنش در جهت تنش¬های افقی حداقل و حداکثر انجام شده است. پس از ساخت مدل اولیه ژئومکانیکی و انجام آنالیز حساسیت سنجی نسبت به میزان مقاومت تراکمی تک محوره سازند، فشار منفذی با تغییر در روند فشردگی نرمال تصحیح گردید و روش¬های تخمین فشار مجدداً مقایسه شد که نتایج بدست آمده با نتایج پیشین مطابقت داشت. به این ترتیب رژیم تنش¬های منطقه تا عمق حدود 3500 متری به صورت کششی و پس از آن به صورت تراکمی مشخص گردید و ضرایب کرنش در جهت تنش¬¬های افقی حداقل و حداکثر به ترتیب 4/0 و 9/1 مشخص شد. در پایان مدل ژئومکانیکی چاه x-5 با استفاده از ضرایب کرنش به دست آمده در چاه x-4، ساخته شد و نتایج با شرایط ناپایداری مندرج در گزارش¬های حفاری در چاه x-5 نیز مقایسه گردید. نتایج نشان داد، مدل ژئومکانیکی ساخته شده در چاه x-5 نیز تغییر رژیم تنش را در این چاه از عمق 3900 متری نشان می¬دهد.

بهبود خواص سیال حفاری به عنوان یکی از پارامترهای مهم در افزایش بازده عملیات حفاری همواره مورد توجه بوده است. از طرفی در حفاری افقی و مایل، اصطکاک باعث افزایش مقدار گشتاور می شود و همچنین باعث بی ثباتی چاه از طریق bit balling , dog leg , key seat می شود. یکی از روش های کاهش این اصطکاک استفاده از گل حفاری روانکاری شده می باشد. از راه های بهبود خواص این سیال، روانکاری آن با کمترین تاثیر بر روی رئولوژی می باشد. هدف اصلی این پژوهش ارزیابی عملکرد پنج روان کننده در دو گل با فورمولاسیون متفاوت (گل سنگین و گل پلیمری) می باشد. در این آزمایش، غلظت های %5/0 و% 1و %5/1 با سیال حفاری پایه آبی ترکیب شده اند. جهت مشاهده ی اثر هر روانکار، سیالات حاوی روانکار و فاقد روانکار را توسط دستگاه lubricity tester آزمایش کرده و مقدار اصطکاک حاصل بین لوله حفاری و دیواره اندازه گیری می شود. همچنین تاثیرات این روانکارها بر روی خواص رئولوژی دو سیال حفاری سنگین و پلیمری، با استفاده از دستگاه رئولوژی متر بررسی شده است. نتایج بدست آمده نشان می دهند که در بین این پنج روان کننده بهترین عملکرد را برای گل پلیمریrh220 داشته که مقدار گشتاور را 31% کاهش داده و برای گل سنگین بهترین عملکرد را castor oil داشته و مقدار گشتاور را 15% کاهش داده است.

در این پایان نامه تأثیر حضور بنتونایت بر خواص سیالات پلیمری، و همچنین تأثیر آن بر آسیب سازندی و تغییرات میزان تراوایی مغزه های کربناته ی یکی از میادین نفتی جنوب کشورمان، مورد بررسی قرار گرفته است. برای تهیه ی نمونه سیالات مورد آزمایش از دو نوع پلیمر با دو منشأ متفاوت استفاده شده است: نشاسته ی سیب زمینی که پلیمری طبیعی است؛ و پلی آنیونیک سلولز که با نام pac در صنعت حفاری شناخته می شود و جزء پلیمرهای طبیعی اصلاح شده محسوب می شود. همچنین از 3 نوع آب متفاوت (آب فاقد افزودنی، آب دریا و آب اشباع از نمک سدیم کلراید) به عنوان فاز پیوسته ی نمونه سیالات استفاده شده است. علاوه بر این، اثر دما نیز بر پارامتر تراوایی مغزه های کربناته بررسی شده است. تعداد 30 نمونه سیال تهیه و خواص رئولوژی و میزان افت صافاب آن ها، قبل و بعد از افزودن مقادیر مختلف بنتونایت به ترکیب سیالات، اندازه گیری و نمودارهای مربوط به آن ها رسم شده و با مقایسه ی آن ها، تأثیری که حضور بنتونایت و نیز نوع آب مورد استفاده به عنوان فاز پیوسته، بر رفتار نمونه سیالات گذاشته است بررسی شده است. جهت بررسی آسیب سازندی از 12 نمونه مغزه ی کربناته و برای بررسی اثر دما نیز از 4 مغزه ی کربناته استفاده شده است. نتایج نشان دادند که افزایش بنتونایت از 20 تا 50 گرم در ترکیب 350 میلی لیتر از نمونه سیالات پلیمری، باعث افزایش خواص رئولوژی این سیالات می شود؛ ولی پارامتر افت صافاب در مقادیر 20 گرم بنتونایت، کاهش یافته و با افزایش بنتونایت تا 50 گرم، مقدار این پارامتر نیز بیشتر می شود. همچنین میزان شوری فاز پیوسته ی سیال، بر کارآیی نشاسته، بر خلاف پلی آنیونیک سلولز، تأثیر چندانی ندارد. در مورد بحث آسیب سازندی، مشخص شد حضور بنتونایت در سیال پلیمری می تواند مقدار تراوایی سنگ کربناته را بین 28 تا 53 درصد کاهش دهد و باعث وارد آمدن آسیب های جدی به آن شود. همچنین مشخص شد که افزایش دما می تواند 23 تا 37 درصد باعث کاهش تراوایی سنگ های کربناته نسبت به سیالات پلیمری شود. کلمات کلیدی: ، بنتونایت، نشاسته ی سیب زمینی، پلی آنیونیک سلولز، مغزه ی کربناته، آسیب سازندی

اقتصاد کشورهای نفت­خیز، اغلب در گرو افزایش نرخ بهره­برداری و تولید نفت خام می باشد. از این رو تلاش محققین و مهندسین بر حذف وقفه­های موجود و همچنین سرعت بخشیدن به این مهم می­باشد. از جمله عوامل موثر در ایجاد تأخیر در فرایند تولید می­توان به توقف­های حین حفاری ناشی از ناپایداری دیواره چاه اشاره نمود. لذا شناخت پارامترهای ژئومکانیکی مخزن و بررسی نقش هر یک در ایجاد ناپایداری ضروری به نظر می­رسد. ناپایداری در چاه به دو دسته ناپایداری­های حین حفاری و ناپایداری حین تولید تقسیم­بندی می­گردد. عوامل موثر بر ناپایداری چاه را بطور کل می­توان به دو دسته عوامل قابل کنترل و غیرقابل کنترل تقسیم بندی نمود. پارامترهای عملیاتی را می­توان به نوعی از جمله عوامل قابل کنترل در وقوع ناپایداری معرفی نمود. در نقطه مقابل، شرایط تکتونیکی، وضعیت توزیع تنش و پارامترهای فیزیکی، مکانیکی و شیمیایی سنگ را می­توان جز عوامل غیرقابل کنترل دسته بندی نمود. این در حالی است که با شناخت صحیح و درک مناسب از شرایط ژئومکانیکی منطقه مورد مطالعه می­توان احتمال وقوع ناپایداری را کاهش داد. در این پژوهش ضمن بررسی عوامل مکانیکی موثر بر ناپایداری حین حفاری و عوامل کنترل کننده آن در مطالعات سایر محققین، ابتدا به معرفی مدل ژئومکانیکی یک بعدی به عنوان راهکاری برای پیش­بینی پنجره ایمن گل حفاری پرداخته می­شود. سپس با بکارگیری روش­های مدل­سازی عددی و مقایسه نتایج به دست آمده با شواهد موجود، به ارزیابی مدل­های رفتاری موجود اشاره می­گردد. نتایج به دست آمده از مطالعات در این پژوهش نشان می­دهد در نظر گرفتن مقادیر تنش اصلی میانی در تحلیل پایداری چاه پاسخ واقع­بینانه­ای در تعیین پنجره ایمن گل حفاری به همراه دارد. درنهایت نیز به مطالعه پارامتری و تحلیل حساسیت ناپایداری­های دیواره چاه نسبت به عوامل مکانیکی سنگ پرداخته خواهد شد. نتایج حاصل از این مطالعات نشان می­دهد مدول ارتجاعی، فشار منفذی و فشار گل حفاری به ترتیب بیش­ترین تأثیر را در کنترل پایداری دارند. از سوی دیگر، تأثیر عواملی همچون زاویه اصطکاک داخلی و چسبندگی بر هندسه شکستگی دیواره چاه قابل چشم­پوشی نیست.

در این پایان نامه قرار بر این است که الگوریتمی معرفی شود که طی آن بتوان انواع ماسرال ها را در مقاطع نازک میکروسکوپی سنگ منشأ شناخت و با تعیین درصد هرکدام از انواع ویترینایت، لیپتینایت و اینرتینایت بتوان نوع کروژن سنگ منشأ را تعیین نمود؛ تا هم در وقت و هم در هزینه، صرفه جویی مناسبی داشت. از این رو ابتدا تعداد 56 عدد عکس از مقاطع نازک مربوط به سنگ منشأهای متفاوت هیدروکربوری از پژوهشگاه صنعت نفت تهیه شد. به دلیل اینکه عکس ها از سنگ منشأهای متفاوتی هستند ماسرال و کروژن موجود در آن ها نیز متفاوت است که این امر برای طراحی الگوریتم بسیار مناسب است.