تخمین نفوذپذیری محیط و مدلسازی جریان سیال درون زمین از ملزومات اصلی مطالعات ژئوتکنیکی ، مطالعات مخازن نفتی، سدسازی و محیط زیست می باشد. در بسیاری سازندهای زمین شناسی بویژه در مناطقی که ماتریکس سنگ نفوذناپذیر می باشد، سیستم اصلی انتقال جریان سیال شبکه ی پیوسته ای از شکستگی های مجزا می باشد. در این میان شبکه شکستگی ها نیز از ساختارهای پیچیده ای برخوردار بوده و ساخت مدل های معین و کلی برای آنها امکان پذیر نیست، مطالعات تئوری و نتایج تجربی نشان داده است مدل های سه بعدی شبکه شکستگی مجزا که به صورت تصادفی تولید می شوند نتایج نزدیک به واقعیت تری نسبت به سایر مدل ها بویژه در مطالعات انتقال جریان بوسیله شبکه ی شکستگی ارائه می کنند. از این رو، تولید مدل سه بعدی شبکه شکستگی های درون زمین، نخستین گام در کلیه مطالعات مدلسازی جریان درون سنگ ها می باشد. بر این اساس، در این مطالعه که با هدف مدلسازی سه بعدی هیدرومکانیکی تخمین نفوذپذیری مخزن در سیستم شکستگی ها در محدوده زون پارس جنوبی صورت پذیرفت، در گام نخست، مدل سه بعدی شبکه شکستگی های درون سنگ مخزن تولید شد. به کمک داده های صحرایی تفسیر شده و با استفاده از کدکامپیوتری fraciutمدل سه بعدی شبکه شکستگی ها بدست آمد. کد مذکور با استفاده از الگوریتم مونت کارلو و بر اساس توزیع آماری پارامتر های هندسی دسته درزه ها، مدل های دو بعدی و سه بعدی شبکه شکستگی ها را تولید می نماید. پس از تولید مدل شبکه شکستگی ها، تاثیر تنش های درون زمین بر شبکه شکستگی ها مورد تحلیل هیدرومکانیکی قرار گرفت. کد کامپیوتری sfluiut جهت تحلیل هیدرومکانیکی وضعیت شکستگی ها توسعه داده شد. کد مذکور بوسیله مدلسازی شرایط مکانیکی وضعیت شکستگی های درون زمین، وضعیت شبکه شکستگی پس از اعمال تنش، معین نمود. پس از تولید مدل وضعیت شبکه شکستگی پس از اعمال تنش، وضعیت جریان درون شکستگی ها مورد مدلسازی سه بعدی قرار گرفت. در این راستا از کدکامپیوتری fluiutکه بر اساس مدل شبکه لوله ای جریان، توسعه داده شده است استفاده شد. پس از مدلسازی جریان، مولفه های تنسور نفوذپذیری مخزن در فضای سه بعدی تعیین گردید. نفوذپذیری در حالت دو بعدی با سه بعدی نیز مقایسه شد که نتایج نشان می دهد که نفوذپذیری در حالت سه بعدی بیشتر از حالت دو بعدی است که این هم به دلیل بزرگتر بودن چگالی در حالت سه بعدی است.

در این مطالعه به بررسی شبیه سازی عددی فرآیند شکاف هیدرولیکی در یکی از چاه های واقع در میدان گازی پارس جنوبی پرداخته شده است. برای این منظور داده های لازم از روش های مختلف جمع آوری شده اند. مشخصات مکانیکی سنگ از جمله مدول یانگ و ضریب پواسون دینامیکی با استفاده از سرعت امواج برشی و امواج فشاری در سنگ محاسبه و با انتخاب رابطه ی تجربی مناسب به حالت استاتیکی تبدیل شده است. همچنین پارامترهای تراوایی و تخلخل از طریق مغزه ها موجود برای چند فاصله عمقی مشخص از چاه حاصل شده اند. برای محاسبه جهت یابی تنش های افقی از جهت یابی شکستگی های فشاری در چاه استفاده شده و میزان گرادیان تغییرات تنش افقی موجود برای منطقه با سه تست lot در چاه مربوطه مورد تأیید قرار گرفته است. میزان تنش افقی ماکزیمم از شرایط ایجاد شکستگی های کششی مشخص شده و این میزان برای تنش قائم از چگالی سنگ در عمق های مختلف محاسبه شده و در نهایت مدل سازی برای دو فاصله عمقی از چاه مورد نظر انجام شده است. نتایج حاکی از رشد چند مرحله ای شکستگی در مدت زمان تزریق سیال به درون شکستگی است. همچنین طول شکستگی ایجاد شده و بازشدگی شکاف برای مدل سازی در دو فاصله عمقی مختلف، نتایج متفاوتی را نشان می دهند. تأثیر نرخ تزریق سیال بر اندازه و بازشدگی شکستگی برای پنج نرخ متفاوت شبیه سازی شده است. نتایج نشان از یک روند تقریبا افزایشی برای سطح شکستگی در سنگ است اما برای میزان بازشدگی شکاف، روند مشخصی را نشان نمی دهد. تأثیر جهت یابی تنش های افقی اصلی نسبت به مشبک کاری چاه برای10 حالت مختلف بررسی شده و نتایج نشان می دهد که بهترین جهت یابی برای مشبک کاری در چاه در راستای تنش افقی ماکزیمم می باشد. در بخش دیگری وضعیت درزه و شکستگی های با استفاده از تصاویر fmi شناسایی و دسته بندی شده اند که بیانگر تعداد کم شکستگی در فاصله مورد نظرمی باشد. بررسی وضعیت مکانیکی شکستگی های حاصل نشان می دهد که هیچ یک از این شکستگی ها از لحاظ مکانیکی در وضعیت بحرانی یا فعال قرار ندارند، و از این موضوع نتیجه گیری شده است که این شکستگی ها احتمالا از لحاظ هیدرولیکی نیز ناتراوا هستند و در پایان، میزان تغییرات فشار منفذی ناشی از تزریق سیال که برای فعال شدن هر یک از این درزه ها لازم است، مورد بررسی قرار گرفته است.

پژوهش حاضر به بررسی وضعیت پایداری چاه مایل و عمودی در میدان پارس جنوبی پرداخته است. لازم به ذکر است یک تحلیل پایداری چاه برای اینکه کامل و قابل قبول باشد نیازمند اطلاعات دقیقی از وضعیت تنش های منطقه، فشار منفذی، وضعیت زمین شناسی و خواص سنگ های مسیر چاه می باشد. برخی از این داده ها را می توان با استفاده از روش های مستقیم و برخی دیگر را با استفاده از روش های تجربی به دست آورد. پس از آماده شدن داده-های ورودی مورد نیاز، یک مدل برای نشان دادن تمامی وضعیت های چاه می تواند ساخته شود. تمرکز این پژوهش بر روی دو حلقه چاه نفت در میدان پارس جنوبی می باشد که یکی از آن ها عمودی و دیگری مایل حفر شده است. برای مطالعه بهینه ترین وضعیت پایداری این دو چاه از نرم افزارهای عددی تخصصی تحلیل پایداری چاه از قبیل gmi.sfib و stabview و همچنین نرم افزار المان های محدود abaqus استفاده شده است. آگاهی از وضعیت تنش ها در این نوع پژوهش ها از اهمیت بالایی برخوردار است، از این رو بررسی هایی در مورد وضعیت تنش صورت گرفت و نشان داد که رژیم تنش حاکم در این منطقه به صورت گسل امتداد لغز بوده و تنش افقی حداکثر در جهت شمال شرقی – جنوب غربی می باشد. از این رو پایدارترین مسیر حفر چاه، موازی با جهت تنش افقی حداکثر تعیین شد. مدلسازی هر چاه با درنظر گرفتن معیار شکست های مختلف و نیز شیب و آزیموت های مختلف برای هر چاه صورت گرفت و وزن گل لازم برای اینکه چاه از لحاظ مکانیکی پایدار باشد به دست آمد. به علاوه به دلیل عدم قطعیت بعضی از داده های ورودی از روش تخمین کمی ریسک (qra) برای تعیین درصد موفقیت پایداری چاه استفاده شده است. نتایج به دست آمده از تخمین کمی ریسک می تواند احتمال پایداری چاه را با در نظر گرفتن فشار گل محاسبه شده، تخمین بزند. بر اساس آنالیز حساسیت صورت گرفته، اندازه تنش افقی حداکثر و مقاومت فشاری تک محوره سنگ بیشترین تأثیر را روی وضعیت پایداری این چاه ها دارند و در نتیجه باید با روش های دقیق تری به دست آیند.