مدلسازی خزش در مخازن زیرزمینی گاز در حفره های نمکی و طراحی بهینه

در این پایان نامه، یک الگوریتم محاسباتی برای شبیه سازی رفتار وابسته به زمان مخازن ذخیره سازی زیرزمینی ایجاد شده در سنگ نمک پیشنهاد شد. یک مدل ساختاری الاستو ویسکوپلاستیک برای توصیف افزایش حجم غیر الاستیک، شکست کوتاه مدت و بلند مدت در حین خزش گذرا و ماندگار سنگ نمک استفاده شد. به منظور شبیه سازی تغییرات تنش و تغییر مکانهای اطراف مخزن زیرزمینی در حین خزش در چهارچوب تغییر شکلهای بزرگ، مدل ساختاری مربوطه در یک فرمولاسیون المان محدود lagrangian به کار گرفته شد. کارایی مدل محاسباتی پیشنهاد شده در توصیف پاسخ وابسته به زمان مخازن زیرزمینی در سنگ نمک، به وسیله مقایسه نتایج با مدل خزشی مرسوم wipp که از تغییرات حجمی غیر الاستیک صرف نظر می کند، به صورت عددی بررسی شد. این بررسی نشان داد که در مقایسه با مدلهای ساختاری که از تغییرات حجمی غیر الاستیک صرف نظر می کنند، مدل محاسباتی پیشنهاد شده یک روش محافظه کارانه تر برای تحلیلهای پایداری مخازن زیرزمینی در سنگ نمک ارائه می کند. با استفاده از الگوریتم محاسباتی پیشنهاد شده، یک سری تحلیلهای المان محدود به منظور بررسی تاثیر پارامترهای مختلف بر پایداری مخازن ذخیره سازی زیرزمینی در سنگ نمک، انجام شد. در این تحلیلها، یک تعداد از عوامل مشخص که در رفتار وابسته به زمان مخازن زیرزمینی در سنگ نمک موثر هستند، شامل هندسه حفره زیرزمینی و ضخامت و محل قرارگیری میان لایه های غیر نمکی، تغییر داده شدند تا بتوان اثر این پارامتر ها بر پایداری و تغییر شکل این مخازن زیرزمینی را تعیین نمود. سپس یک سیستم فازی به منظور تخمین بسته شدگی مخازن زیرزمینی در سنگ نمک تحت شرایط مختلف فشار داخلی، هندسه و اندازه مخزن، ساخته شد. برای آموزش و بررسی درستی کارکرد این سیستم فازی، اطلاعات عددی بدست آمده از تحلیلهای المان محدود استفاده شدند. همچنین یک الگوریتم کمترین مربعات خطای بازگشتی برای بهینه سازی پارامترهای سیستم فازی به کار گرفته شد به طوری که سیستم فازی بدست آمده کارایی مطلوبی از خود نشان دهد. سیستم فازی بدست آمده دارای توانایی تخمین دقیق بسته شدگی مخازن ذخیره سازی زیرزمینی در سنگ نمک می باشد و وسیله ای برای تحلیل سریعتر فراهم می کند. کلمات کلیدی: مخازن زیرزمینی در سنگ نمک؛ خزش؛ تحلیل غیر خطی؛ روش المان محدود؛ ویسکوپلاستیسیته؛ تغییر شکلهای بزرگ؛ سیستمهای فازی