امروزه بخش عمده ای از انرژی برق توسط نیروگاه های برق آبی تولید می شود که براساس شرایط موجود می توانند به دو صورت زیرزمینی و سطحی احداث شوند. برای نیروگاه های زیرزمینی نیاز است که سازه هایی بزرگ مقیاس ایجاد شود که به دلیل بزرگی ابعاد، حساسیت ویژه و عمر بالای این سازه ها، طراحی و تحلیل پایداری آنها از اهمیت بالایی برخوردار است. تحلیل پایداری و مسایل مربوط به پایداری فضاهای زیرزمینی که بخشی از این تحقیق هستند، یکی از مباحث رایج و کاربردی در مطالعات مکانیک سنگ و ژئوتکنیک است. با عنایت به گسترش نرم افزارهای متعدد و ظهور رایانه های پیشرفته و مناسب برای محاسبات تکراری، روش های عددی در تحلیل پایداری سازه های زیرزمینی در مرحله طراحی و نیز در حین حفاری به صورت گسترده ای مورد استفاده قرار گرفته است. براین اساس، نرم افزارهای سه بعدی مبتنی بر روش های عددی می-تواند در طراحی، تحلیل پایداری و برآورد تحکیمات فضاهای زیرزمینی مورد استفاده قرار گیرد. سد و نیروگاه سردشت یکی از پروژه های مهم عمرانی کشور است که مطالعات آن از چند دهه پیش و تجهیز کارگاه آن از تابستان سال 1387 شمسی شروع گردیده است. نیروگاه برق آبی که برای این سد طراحی شده دارای سه واحد 40 مگاواتی و جمعاً به ظرفیت 120 مگاوات است. مساله زیرزمینی یا روباز بودن نیروگاه از نکات مهم این پروژه است زیرا از یک سو عواملی چون ایجاد شبکه وسیع حفریات زیرزمینی (نظیر s شفت ها، مخازن ضربه گیر، مغارهای اصلی و ترانسفورمر)، هزینه بالای تحکیمات و پایدارسازی فضاها، به واسطه مقاومت پایین توده سنگ دربرگیرنده و از سوی دیگر مباحث مربوط به پدافند غیرعامل به دلیل حساس بودن و سوابق منطقه باعث شده که انتخاب روش احداث نیروگاه به صورت زیرزمینی یا روباز از اهمیت بالایی برخوردار باشد. در این تحقیق، ابتدا اطلاعات و داده های مکانیکی مربوط به توده سنگ دربرگیرنده، ظرفیت واحدهای نیروگاهی، ابعاد مغارها و مطالعات زمین شناسی از شرکت های مهندسی مشاور مهاب قدس، مشانیر و شرکت مهندسی سپاسد جمع آوری و تحلیل های آماری بر روی آنها انجام شده است. در مرحله دوم، فضاهای زیرزمینی (شامل مغارهای اصلی و ترانسفورمر، تونل-های آبرسان، باس داکت ها و خروجی ها) در نرم افزار flac3d مدل سازی شده و تحلیل پایداری بر روی آنها صورت گرفته است. در نهایت نیروگاه های زیرزمینی و سطحی به لحاظ پایداری، هزینه های سرمایه ای و جاری، فنی و ملاحظات پدافند غیرعامل با یکدیگر مقایسه شده اند.

ایستگاه u7 به عنوان ایستگاه پشتیبان در میانه مسیر قطعه شمالی-جنوبی خط هفت متروی تهران، که با ماشین epb حفر می شود، قرار دارد؛ این ایستگاه قبل از رسیدن ماشین حفاری و به منظور خدمات دهی به ماشین حفاری احداث می شود. برای جلوگیری از ناپایداری در دهانه ورودی و خروجی این ایستگاه، در هنگام عبور ماشین حفاری، باید تمهیدات لازم را اتخاذ نمود؛ از این رو لازم است اولاً سیستم مناسبی برای پایدار سازی این دو دهانه ، انتخاب گردد ثانیاً جزئیات هندسی و مقاومتی سیستم پایدارسازی دهانه ها طوری طراحی گردد که از نظر عوامل فنی، ایمن و از نظر عوامل اقتصادی به صرفه باشد. بنابراین طراحی مهندسی خصوصیات سیستم پایدارکننده، نقش بسیار مهمی در کاهش هزینه-های تأمین پایداری دهانه ورودی و خروجی ایستگاه u7 دارد. با توجه به پیشرفت کامپیوتر ها و نرم-افزار های عددی، مدل سازی عددی عبور ماشین حفاری از دهانه های ورودی و خروجی می تواند نقش بسزایی در تعیین خصوصیات کمی و کیفی سیستم پایدارکننده داشته باشد. در این تحقیق، ابتدا با توجه به مشکلات موجود در محل ایستگاه u7، مناسب ترین روش پایدارسازی دهانه های ورودی و خروجی انتخاب شده است؛ سپس با استفاده از مدل سازی عددی، اثر حفر تونل و عبور ماشین حفاری epb بر پایداری هر کدام از این دهانه ها بررسی شده است؛ در نهایت با استفاده از نتایج مدل سازی های عددی، مناسب ترین طرح پایدارسازی دهانه ها طراحی و انتخاب شده است.

فضاهای بزرگ زیرزمینی (مغارها) را می توان به طور کلی در پنج رده مختلف شامل نیروگاه های برق آبی، ذخیره سیالات، دفن پسماندهای هسته ای، سیستم های فاضلاب و کاربری های متفرقه رده-بندی کرد. امروزه ذخیره سازی گاز در مغارهای نمکی، سنگی، مخازن نفت و گاز تهی شده و معدن-های متروکه انجام می شود. نبود سازندهای نمکی در نزدیکی بازارهای مصرف به همراه همگرایی زیاد مغارهای نمکی، هزینه حفر و نگهداری زیاد مغارهای سنگی، نیاز به گاز پایه و هزینه زیاد تبدیل مخازن نفت و گاز تهی شده و معادن متروکه به مغارهای ذخیره سازی، لزوم اجرای ذخیره-سازی در سازند دیگری از جمله سازندهای کربناته را مطرح می کند. وجود تشکیلات سنگی کربناته در سراسر جهان و در نزدیکی بازارهای مصرف، پایداری فضاهای حفر شده در تشکیلات کربناته و مناسب بودن ساختارهای کربناته برای توسعه ظرفیت ذخیره سازی به حجم مورد نظر در نزدیکی نیروگاه ها از جمله مزایای این روش جدید است. روش پیشنهاد شده برای حفر مغارهای ذخیره-سازی گاز طبیعی در تشکیلات کربناته به صورت معدن کاری انحلالی با استفاده از اسید است. در همین راستا در این پژوهش، مناطقی از کشور ایران که دارای شرایط لازم برای ساخت مغار در تشکیلات کربناته در اعماق بیشتر از 1000 متری سطح زمین است، مشخص شده و همچنین به بررسی فنی و اقتصادی این روش جدید به همراه بررسی مشکلات عملیاتی و زیست محیطی آن پرداخته شده است. با توجه به شرایطی مانند وجود تشکیلات کربناته در اعماق بیشتر از 1000 متری سطح زمین، نزدیکی به خطوط انتقال گاز و تکتونیک آرام، مناطقی از اطراف استان تهران، قم و قزوین برای ساخت مغار ذخیره سازی گاز طبیعی در تشکیلات آهکی انتخاب شده است. در این پژوهش با استفاده از نرم افزار flac3d، مدل سازی سه بعدی و تحلیل پایداری چهار مغار، استوانه ای قائم با شعاع 18 متر و دو نیم کره با شعاع 18 متر در دو سطح مقطع آن، استوانه ای قائم با شعاع 18 متر، استوانه ای قائم با شعاع 20 متر و استوانه ای خوابیده (با محور افقی) با شعاع 18 متر و دو نیم کره با شعاع 18 متر در دو سطح مقطع آن، برای عمق 1300 متری سطح زمین و داخل ساختار آهکی انجام شده است. در این پژوهش همچنین حد بالا و پایین فشار گاز داخل مغار که تحت آنها ناپایداری در مغار رخ می دهد، تعیین شده است. در تحلیل پارامتری انجام داده شده، مدول شکل پذیری و نسبت تنش افقی به قائم و در تحلیل حساسیت انجام داده شده نیز عمق و ابعاد مغار بیشترین تاثیر را در میزان پایداری نشان داده است.

برای تحلیل، طراحی و پیش بینی عملکرد سازه هایی که در داخل و یا بر روی توده سنگ ها ساخته می شوند نیاز به درک صحیح ویژگی های مکانیکی (مقاومت و تغییرشکل پذیری) توده سنگ های درزه دار است. به دلیل طبیعت آماری ویژگی های هندسی و ژئومکانیکی ناپیوستگی ها، پیش بینی دقیق ویژگی های مکانیکی و تغییرشکل پذیری توده سنگ های درزه دار خیلی مشکل است. در این تحقیق ابتدا براساس قضاوت های مهندسی و تجارب موجود یک تقسیم بندی اولیه از سنگ ها به سه دسته آذرین، دگرگونی و رسوبی بعمل می آید. سپس با بررسی میدانی و درزه نگاری دقیق از هر سه نوع سنگ های آذرین، رسوبی و دگرگونی، تابع توزیع آماری تداوم درزه ها برآورد شده است. در مرحله بعد با استفاده از تابع توزیع تداوم درزها، مدل آماری مناسب جهت تحلیل عددی ساخته شده است. پس از تدوین مدل آماری، با استفاده از روش عددی اجزاء مجزا (نرم افزار udec) به عنوان ابزار تحلیل تنش در دو بعد بر روی بلوک های سنگی شامل درزه های مختلف با طول های مختلف، فاکتور تداوم درزه و تاثیر آن در مقاومت نهایی توده سنگ درزه دار مورد مطالعه قرار گرفته است.

تراوش آب زیرزمینی به درون تونل از مشکلات اساسی در روند ساخت و بهره برداری این فضای زیرزمینی است. این مسئله در مرحله حفاری از توانائی عملیاتی گروه اجرائی کاسته و سبب افزایش زمان پیشروی و در نهایت به تعویق افتادن زمان بهره برداری و نیز تخصیص هزینه های از پیش تعیین نشده می شود. چنانچه پیش بینی حجم تراوش در مراحل مختلف حفر با دید واقع بینانه ای صورت گیرد، امکان تجهیز گروه عملیاتی برای مقابله و کنترل تراوش بیشتر خواهد شد. قطعه دوم تونل انتقال آب زاگرس با طولی بالغ بر 26 کیلومتر با عبور از سازند های هیدروکربوری و توده سنگ های درزه دار بخشی از طرح انتقال آب به دشت های گرمسیری غرب کشور می باشد که به دلیل تراوش شدید آب در مراحل مختلف حفر با مشکلات عدیده ای روبرو می باشد. تخمین تراوش آب در توده سنگ درزه دار به دلیل تاثیر ویژگی های درزه نظیر جهت داری و فاصله داری، همواره با مشکلات فراوانی همراه است. در مطالعه پیش رو اصول حرکت آب در توده سنگ درزه دار بررسی شده و سپس روش های متداول تحلیلی و تجربی در محاسبه نرخ تراوش آب به درون تونل ارائه می گردد. نتایج حاصل از این روابط نشان می دهد که به دلیل فرض پیوستگی در توده سنگ، کاربرد این روابط در محیط ناپیوسته همواره با خطای قابل ملاحظه ای روبروست. در ادامه تحقیق به منظور بررسی و تخمین نرخ تراوش آب به درون تونل، به حل عددی این مسئله در محیط ناپیوسته و به روش المان مجزا پرداخته شده است. حل عددی این مسئله به کمک نرم افزار udec صورت گرفته که نتایج حاصل از آن تطابق بهتری با مقادیر تراوش مشاهده ای در تونل زاگرس دارد. با توجه به ویژگی مدل های عددی اعتبار سنجی شده، پیش بینی تراوش در مقاطع حفر نشده تونل مذکور صورت گرفت. ضمن اینکه به منظور بررسی میزان تاثیر ویژگی های درزه بر نرخ تراوش، تحلیل پارامتری انجام شدکه در این تحلیل ویژگی بازشدگی، فاصله داری و جهت داری درزه و نیز تاثیر سطح آب زیرزمینی بر تراوش مورد بررسی قرار گرفت. در پایان تحقیق ضمن بررسی انواع روش های کنترل تراوش آب در تونل و با توجه به میزان تراوش پیش بینی شده، سیستم کنترل تراوش برای تونل بلند زاگرس ارائه و پیشنهاد گردید.

کاهش میزان غلظت گاز دی اکسید کربن در اتمسفر یکی از دغدغه های اصلی هر نوع سیستم متعادل کننده گازهای گلخانه ای می باشد. تا کنون طرح های زیادی جهت کاهش انتشار گاز گلخانه ای دی اکسیدکربن در اتمسفر توسط محققان مختلف در سراسر دنیا ارائه شده است. ذخیره سازی دی اکسیدکربن و تزریق آن در سنگ ها و فضاهای متخلخل در اعماق زمین از انتشار این گاز به جو جلوگیری می کند. فرایند صنعتی شامل جذب گاز دی اکسیدکربن، حمل و نقل و ذخیره سازی دی اکسید کربن اصطلاحاً ccs نامیده می شود. میدان های نفتی یکی از مهمترین مکان های ذخیره سازی دی اکسیدکربن می باشند، دشت آبادان به دلیل دارا بودن میادین نفتی متعدد می تواند یکی از مکان های مناسب برای ذخیره سازی این گاز باشد. در این تحقیق تغییرات فشار مخزن هیدروکربوری بر اثر تزریق گاز دی اکسید کربن و ظرفیت ذخیره سازی مخزن مورد مطالعه قرار گرفته است و تاثیر تزریق گاز بر یگپارچگی مخزن بررسی شده است. نتایج نشان می دهد در فشارهای تزریق متداول، تغییری در یگپارچگی پوش سنگ ایجاد نمی شود.

مخازن کربناته خاورمیانه جزو مهمترین مخازن هیدروکربوری جهان محسوب می¬شوند بدین جهت تحریک این مخازن از اهمیت خاصی برخوردار است. از مهم ترین روش های بهبود بهره¬دهی چاه ها، اثر گذاشتن بر فیزیک سنگ مخزن می¬باشد که در آن سعی می شود تا ساختار فیزیکی سنگ مخزن تغییر کند. ازجمله مهم ترین این روش ها می توان به ایجاد شکستگی های مصنوعی در سنگ مخزن اشاره کرد. انجام این عملیات نیازمند مطالعات فراوانی پیش از اجرا می¬باشد که مطالعات ژئومکانیکی مهمترین آن¬ها می¬باشد. در این مطالعه اولین گام جمع آوری داده های موردنیاز که شامل داده های پتروفیزیکی (مثل نگار تصویری , تخلخل , چگالی و...)، اطلاعات مربوط به تکمیل چاه (نوع لوله جداری و سیمان استفاده شده) و اطلاعات زمین شناسی مخزن است. در گام بعدی با استفاده از داده¬های پتروفیزیکی و رابطه¬های تجربی، یک مدل ژئومکانیکی یک بعدی در چاه¬های موردنظر تهیه می¬شود. از این مدل یک بعدی جهت بررسی میدان های تنش موجود در اطراف دیواره چاه، فشار منفذی، پارامترهای مقاومتی سنگ مخزن همچون مدول یانگ، ضریب پواسون و مقاومت تک محوره سنگ استفاده می-شود. در ادامه بر اساس این مدل و با توجه به نتایج عملیات¬های شکست هیدرولیکی در سایر نقاط جهان بازه مناسب جهت شکست انتخاب می¬شود. بازه مورد نظر بهتر است دارای کمترین مقدار تنش¬های برجا و پارامترهای مقاومتی باشد. که این بازه در چاه شماره 10از عمق 3572 متر تا عمق 3743 متر ودر چاه شماره 12 از عمق 3592 الی 3713 متر است. پس از انتخاب بازه بر اساس شرایط بازه مذکور و ویژگی¬های مدل¬های دو بعدی اقدام به مدل¬سازی شکستگی در بازه انتخابی به وسیله نرم افزار frac cade و gohfer می¬شود. در هردو نرم افزار داده¬های تکمیل چاه و سیال شکست و میزان و نوع پروپانت یکسان است. بر اساس مدل ساخته شده، فشار شکست و طول شکستگی در چاه¬ها در هر دو نرم افزار مشابه هستند. و تفاوت کمی میان آن¬ها وجود دارد که این تفاوت به دلیل روش¬های متفاوت مدل¬سازی و هندسه¬ای است که این نرم افزارها در نظر می¬گیرند. برای چاه شماره 10 با نرخ تزریق m3/min3 و فشار شکست mpa 41 طولی برابر 8/243 متر در نرم افزار frac cade و230 متر در نرم افزار gohfer بدست می¬آید. این طول برای چاه شماره 12 که با نرخ تزریق m3/min 7/2 و فشار شکست mpa 40 مدل¬سازی شد در نرم افزار frac cade 4/213 متر و در نرم افزار gohfer مقدار 120 متر می¬باشد. در پایان مطالعه پارامتری و حساسیت سنجی بر روی پارامترهای موثر انجام شد. بررسی¬ها نشان می¬دهد در میان این پارامترها تنش¬ها، مدول یانگ، ضریب پواسون و نرخ تزریق از اهمیت بیشتری برخوردار هستند.

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.

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.

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.

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.

چکیده ندارد.