همگام با پیشرفت صنعت و رشد جمعیت نیاز بشر به ذخیره سازی هیدروکربن ها و بهره برداری از منابع انرژی همچون نفت و گاز رو به افزایش است. به منظور ذخیره سازی زیرزمینی هیدروکربن ها گزینه های زیادی وجود دارد که یکی از این گزینه ها ذخیره سازی در مغارهای نمکی است. برای ایجاد و بهره برداری از این مغارها، حفر، سیمان کاری و جداره گذاری چاه الزامی است. از طرفی سنگ نمک به دلیل نفوذپذیری و تخلخل بسیار کم یکی از عوامل انباشت هیدروکربن ها و تشکیل مخزن در مناطق مختلف جهان است. برای دستیابی به این مخازن نیز حفر چاه در سنگ نمک الزامی است. حفاری در سنگ نمک همواره با مشکلات زیادی همراه است که از این مشکلات می توان کاهش قطر چاه در اثر خزش و در نتیجه گیرکردن رشته حفاری و جداری در چاه، عدم امکان سیمان کاری مناسب و به وجود آمدن شرایط بارگذاری غیریکنواخت بر لوله جداری و گسیختگی لوله جداری را نام برد. وقوع این پدیده باعث تحمیل خسارات فراوانی بر متولیان این بخش در داخل و خارج از کشور گشته است. بر اساس مطالعات صورت گرفته، میدان نفتی مارون یکی از میادینی است که به علت مچالگی لوله جداری زیان های زیادی را متحمل گشته است. این میدان در جنوب شرقی شهرستان اهواز قرار دارد. در این میدان 48 چاه از مجموع 267 چاه حفاری شده گسیخته شدند. این بدین مفهوم است که %5/17 از چاههای این میدان دچار آسیب شده اند. شرایط ویژه و پیچیدگی های خاص سازند پر فشار گچساران در میدان مارون و مشکلات منحصر به فرد آن در زمان حفاری و بهره برداری باعث شده که مشکلات این سازند مورد توجه قرار گیرد. سازند گچساران به طور عمده از رسوبات تبخیری انیدریت و نمک با تخلخل نزدیک به صفر تشکیل شده که به خوبی قادر به نگهداری نفت و گاز فرار است. مطالعات آماری صورت گرفته علت احتمالی گسیختگی لوله جداری در این منطقه را حرکت لایه های شکل پذیر نمک ذکر کرده اند. مطالعات صورت گرفته در زمینه گسیختگی لوله جداری در مقاطع نمکی تاکنون به صورت آماری بوده و مقالات کمی در زمینه مدل سازی عددی این مشکل و طراحی لوله جداری در این شرایط به ثبت رسیده است. با توجه به اهمیت موضوع، تحلیل گسیختگی لوله جداری در مقاطع نمکی یک گام مهم و ضروری در برطرف کردن آن به شمار می رود. در این پایان نامه با استفاده از روش های عددی و نرم افزار flac به مدل سازی اثر سیال حفاری در کنترل همگرایی دیواره چاه در مقاطع نمکی پرداخته شده است. در ادامه مقاطع جداره شده، مورد بررسی و مدل سازی قرار گرفت. در صنعت از راهکارهای مختلفی برای کنترل گسیختگی لوله جداری و به تعویق انداختن آن استفاده می شود. در مدل سازی های صورت گرفته سعی شده است که با اعمال راهکارهای عملی در مدل ها، با پدیده گسیختگی لوله جداری در سنگ نمک مقابله شود. دسته ای از این راهکارها پدیده گسیختگی را برای حالت مورد بررسی به تعویق انداختند.

در تونل های عمیق که معمولاً زیر سطح ایستابی زمین حفر می شوند، سیستم نگهداری باید بارهای ناشی از زمین و همچنین بارهای ناشی ازهد آب موجود در محل را تحمل نماید. برای طراحی سیستم نگهداری در این شرایط دو دیدگاه وجود دارد. طراحی براساس سیستم نگهداری عایق با فرض تحمل تمام بار آبی توسط سیستم نگهداری و طراحی براساس زهکشی. در حالت دوم به علت جریان یافتن آب از میزان هد آن کاسته می شود ولی در عوض نیروی ناشی از جریان در زمین القا می گردد. در این پایان نامه به بررسی این اثرات متفاوت در شرایط مختلف زهکشی و همچنین زمین های با مدل رفتاری الاستیک و الاستوپلاستیک پرداخته شده است. در نهایت بررسی شد که، در صورتی که فقط جنبه هیدرولیکی مد نظر باشد، در اثر جریان، بار روی نگهداری کاهش می یابد. اما در صورتی که اندرکنش زمین-سیال نیز در نظر گرفته شود، نتایج برای حالت زمین الاستیک و الاستوپلاستیک متفاوت خواهد بود. برای مقایسه روش های تحلیلی ارائه شده، از مدل سازی عددی که براساس اطلاعات تونل انتقال آب کرج- تهران ایجاد شده استفاده گردید. نتایج مدل سازی نیز نتایج حالت های ارائه شده در روابط تحلیلی را تائید کرده است.

مدول تغییرشکل یکی از پارامترهای ورودی در آنالیز رفتاری توده سنگ بوده و به آسانی قابل شناسی و اندازه گیری نیست آزمایش های صحرایی برای این پارامتر وقت گیر و پر هزینه است. و نتایج ان نیز اغلب قابلیت اعتماد چندانی ندارد.روش های تجربی از متداولترین روش های تعیین مدول تغییرشکل است اما به دلیل ویژگی های داده های حاصل از بررسی های زمین شناسی گاه در مناطق حساس طرح امکان انجام ازمایش اندازه گیری و تعیین پارامتر مورد نظر وجود ندارد. در نتیجه نبود اطلاعات در این نقاط قابلیت اعتماد پارامتر بدست امده در منطقه مورد مطالعه را کاهش می دهد. در این نوشتار از روش زمین امار برای تخمین مقادیر پارامتر مورد نظر در نقاط اندازه گیری نشده با توجه به نقاط اطراف آن استفاده شد. به منظور کاربرد زمین امار در محدوده ساختگاه سد بختیاری ابتدا پارامترهای فضایی موجود از قبیل تعداد درزه حجمی، فاصله داری درزه ها، شاخص کیفیت سنگ، امتیاز توده سنگ و مدول تغییرشکل توده سنگ شناسایی شد.سپس به منظور افزایش کارایی روش مذکور با توجه به محدودیت های نرم افزارهای موجود از بسته نرم افزاری تهیه شده در این زمینه( قابل اجرا در نرم افزار matlab) جهت تخمین استفاده شد. در نهایت بهترین رابطه تجربی برای تعیین مدول تغییرشکل توده سنگ در محدوده ساختگاه سد بختیاری پیشنهاد گردید.

چکیده احداث مخازن نفت و گاز در چند دهه اخیر به دلایل گوناگون از جمله محیط زیست، استراتژیک، اقتصادی، تنظیم بازار عرضه و تقاضا و نیز تامین بازار در زمان اوج مصرف، در کانون توجه کشورهای مختلف بویژه کشورهای صنعتی و صادرکنندگان عمده نفت بوده است. از این جمله کشور ایران نیز به خصوص در چند سال گذشته مطالعات تحقیقاتی و امکان سنجی را در این موضوع شروع کرده است. این مغارها می توانند به صورت پوشش دار و بدون پوشش اجرا شوند. مغارهای بدون پوشش به دلیل حذف پوشش بتنی یا فلزی ناتراوا کننده، با توجه به کاهش هزینه های ساخت، بسیار مورد توجه بوده و اکثر مغارهای ذخیره سازی در سراسر دنیا به این صورت اجرا شده اند. اما گاهی اوقات با توجه به شرایط هیدروژئولوژیکی منطقه، امکان اجرای مغار به صورت غیرپوششی وجود ندارد که در این صورت، مانند شرایط مغار گچساران، آنرا پوشش دار احداث می نمایند. در این تحقیق با استفاده از نرم افزارهای عددی مانند flac، phase2 7.0، udec ابتدا پس از تعیین جهت داری بهینه مغار، اقدام به طراحی و آنالیز نتایج حاصل از سیستم نگهداری اولیه مغار شده است. سپس با عنایت به شرایط موجود و بارهای وارده، پوشش نهایی مغار همراه با در نظر گرفتن مسایل ناتراوا ساختن آن، طراحی شده و در انتها این پوشش در شرایط مورد انتظار در دراز مدت مانند خوردگی بولت ها، بالا آمدن سطح آب وغیره، با استفاده از قابلیت های برنامه های sap و phase2 7.0 مورد بررسی قرار گرفته است. یکی از نتایج حاصله عبارت است از اینکه با توجه به ذخیره سازی مواد به صورت مایع در مغار، ملاحظات در نظر گرفته شده در پوشش نهایی این مغار متفاوت از پوشش نهایی مغارهای ذخیره سازی گاز می باشد. از این رو لایه بیتومینی بین پوشش فلزی و بتن مسلح و ضخامت زیاد لایه بتن مسلح نیاز نبوده و علاوه بر این می توان از سیستم عایق بندی و زهکشی معمول برای تونل ها یعنی ژئوگرید و ژئوممبران برای کنترل فشار آب-های زیر سطحی بهره برد.

در تحلیل پایداری شیب یک معدن روباز، امکان وقوع انواع مختلف گسیختگی ها از جمله گسیختگی صفحه ای، دایروی، گوه ای و واژگونی وجود دارد. در این تحقیق گسیختگی واژگونی به دلیل توجه کمتر به آن نسبت به سایر ناپایداری ها به طور خاص مورد بررسی قرار گرفت. روش های موجود جهت تحلیل گسیختگی واژگونی عبارتند از روش های سینماتیکی، تحلیلی و عددی. به منظور تحلیل پایداری کاواک توده معدنی b معدن سنگ آهن سنگان، ابتدا با شناسایی کامل منطقه و برداشت ناپیوستگی های عمده و بحرانی موجود، به کمک شبکه های استریوگرافیک و با استفاده از نرم افزارdips ، به تحلیل سینماتیکی گسیختگی های محتمل در منطقه پرداخته شد که در نتیجه آن دیواره شمالی به عنوان محدوده ای که احتمال گسیختگی واژگونی در آن وجود دارد مشخص گردید و سپس با استفاده از روش های تحلیلی، پایداری آن مورد بررسی قرار گرفت. از آنجا که روش های تحلیلی موجود، تاثیر عامل آب بر تشدید ناپایداری را کمتر مورد توجه قرار داده اند، روابط اصلاح شده ای بر مبنای روش liu تهیه و ارائه شد و با بکارگیری این روابط، محدوده ی مورد مطالعه، از نظر پایداری بررسی و نیروی نگهداری مورد نیاز تعیین گردید. در ادامه به منظور ارائه تحلیلی جامع تر، از روش های عددی و نرم افزار udec جهت مدلسازی دیواره استفاده شد که تاییدی بر نتایج روش تحلیلی به شمار می آید.

عملیات لایه شکافی هیدرولیکی به عنوان یک تکنولوژی قوی برای انگیزش چاه های هیدروکربنی، تعیین تنش های برجا و بسیاری از موارد دیگر مورد استفاده قرار میگیرد به واسطه موفقیت های بدست امده هر ساله تعداد زیادی از این فرایند در سراسر دنیا انجام می پذیرد. تحمین و یا مخاسبه هندسه شکاف ایجاد شده از مهمترین مسائل در انجام عملیات لایه شکافی هیدرولیکی می باشد. در این بررسی با توجه به دستاورد هایی که در استفاده از المان چسبناک در مدل سازی شکست وجود دارد و بااستفاده از کوپل غیر خطی سه بعدی سیال و جامد توسط نرم افزار اباکوس پیشرفت شکاف در چاه عمودی مدل سازی شده است. در طی این مدل سازی تغییر در توزیع فشار منفذی با باز شدن شکاف مشاهده گردید. پس از مدل سازی شکاف تاثیر تغییر در پارامترهای سنگ و سیال تزریقی بر روی پیشروی شکاف مورد بررسی قرار گرفته است.و در ادامه برای بررسی تاثیر لایه مجاور بر روی پیشروی شکاف با ایجاد مدلی جدید تاثیر تغییر در پارامترهای لایه مجاور بر روی هندسه شکاف مورد بررسی قرار گرفته است.

نرخ تولید از میادین نفتی با گذشت زمان، در اثر عوامل مختلف کاهش پیدا میکند. لذا نیاز است از روشهایی استفاده شود که تا حدی این میزان کاهش نرخ تولید را جبران کند. یکی از روشهای افزایش میزان تولید استفاده از فرازآوری مصنوعی می باشد. فرازآوری مصنوعی جزء روشهای افزایش میزان تولید از طربق کاهش فشار ته چاهی می باشد. فرازآوری مصنوعی شامل پنج روش می باشد و بسیار مهم است که بهترین روش برای هر میدان با توجه به شرایط میدان انتخاب گردد. در این پایان نامه ابتدا با استفاده از روشهای تصمیم گیری چند معیاره ، روش مناسب برای میدان مورد نظر انتخاب می شودکه روشهای در نظر گرفته شده شامل topsis ، saw و electre می باشد. (برنامه هر کدام از این روشهای چند معیاره توسط نرم افزار matlab. نوشته شده است) در این تحقیق از 24 خاصیت برای یکی از میادین نفتی ایران استفاده شده است. مقایسه نتایج بدست آمده از روشهای تصمیم گیری چند معیاره به منظور انتخاب بهترین روش فرازآوری در این میدان استفاده می شود. سپس روش انتخاب شده را برای میدان مورد نظر با استفاده از برنامه شبیه ساز لوله به کار برده وتاثیر آن در افزایش میزان تولید بررسی می شود.

مدلسازی آماری ناپیوستگی های توده سنگ در سه بعد، بر اساس پارامترهای هندسی درزه‎ها اعم از موقعیت، اندازه و چگالی آنها در واحد حجم توده سنگ صورت می‎گیرد. تعیین اندازه و چگالی ناپیوستگی ها در واحد حجم توده سنگ به این دلیل که صفحات درزه ها، درون توده سنگ بوده و نمی‎توان آن‎ها‎ را مستقیماً اندازه‎گیری کرد بسیار دشوار است. در این تحقیق ناپیوستگی های طبیعی اطراف تونل انحراف آب سد قردانلو در سازند تیرگان، شبیه‎سازی آماری گردیدند. در این مدلسازی، ناپیوستگی‎ها بصورت دیسک فرض شدند. توزیع‎های تئوری قطر درزه‎ها و همچنین چگالی آنها در واحد حجم توده سنگ با توجه به توزیع‎های تجربی بدست آمده از برداشت ناپیوستگی‎های ساختگاه، تخمین زده شدند. پس از مدلسازی ناپیوستگی ها، ارتباط آنها در دو بعد و تشخیص چند ضلعی های ناشی از تقاطع طول های اثر، با استفاده از یک برنامه کامپیوتری توسعه داده شده به نام rockblock که در محیط matlab اجرا می شود مورد بررسی قرار گرفت. حجم و طول سطح لغزش بلوک‎های اطراف تونل محاسبه و نتایج بدست آمده با نتایج حاصل از نرم‎افزار udec مقایسه گردید. هر دو روش مدلسازی عددی و آماری ناپیوستگی‎ها، نواحی ناپایدار تونل را یکسان تشخیص دادند. در نهایت سیستم نگهداری مناسب، برای تونل طراحی شد.

مدول تغییرشکل‎پذیری، پارامتری مهم در طراحی پروژه‎های عظیم است و اکثر تحلیل‎های ژئومکانیکی بر اساس این پارامتر صورت می‎گیرد. در آزمایش بارگذاری صفحه‎ای که در گالری‎های حفر شده با انفجار انجام می‎شود، ایجاد ناحیه آسیب‎دیده از انفجار اجتناب‎ناپذیر است. جابه‎جایی در ناحیه آسیب‎دیده بیشتر از سایر نواحی بوده و این ناحیه منجر به محاسبه مدول تغییر‎شکل‎پذیری پایین‎تر از مقدار واقعی آن و در نتیجه پایین آمدن فاکتور ایمنی و در نهایت افزایش هزینه‎ها و پیشرفت کند پروژه خواهد شد. در تحقیق حاضر با بهره‎گیری از روابط تجربی، مدول تغییر‎شکل‎پذیری نقطه‎ای ارائه شده توسط اونال و همچنین برداشت‎های رادار نفوذی زمین، ضخامت ناحیه آسیب‎دیده تعیین شد. بررسی‎های انجام شده نشان داد که به طور کلی محاسبه ضخامت آسیب از رابطه تجربی مقدار بیشتری را تخمین می‎زند. همچنین بر اساس برداشت‎های رادار نفوذی زمین، به ازای ضخامت‎های مختلف آسیب ضریبی تعیین گردیده است که این ضریب میزان کاهش مدول از مقدار واقعی در اثر ناحیه آسیبدیده را مشخص می‎کند.

مدول تغییرشکل پذیری توده سنگ، یکی از مهمترین پارامترهای طراحی سازه‎ها در سازندهای سنگی است. این پارامتر میزان قابلیت تغییرشکل سنگ تا قبل از مرحله گسیختگی را نشان می‎دهد. روش‎های متفاوتی مانند روش‎های تجربی، آزمون‎های آزمایشگاهی و آزمون‎های برجا برای اندازه‎گیری این پارامتر وجود دارد. یکی از روش‎های برجا، آزمایش دیلاتومتری است. عوامل متعددی بر نتایج حاصل از این روش تاثیرگذار هستند که مهمترین آنها، وجود ناپیوستگی‎ها در توده سنگ می‎باشد. در این تحقیق به بررسی نحوه تغییرات مدول دیلاتومتری با توجه به تغییرات خصوصیات توده ‎سنگِ سد سیمره در ایلام پرداخته شد. بدین منظور با بهره‎گیری از روش‎ آماری، به ارزیابی نتایج آزمایش‎های دیلاتومتری پرداخته شد. در ادامه قابلیت برخی روابط تجربی برای تخمین مدول دیلاتومتری مورد ارزیابی قرار گرفت و همچنین رابطه‎ای بر اساس نتایج آزمایشگاهی مدول برای تخمین مدول دیلاتومتری ارائه شد. علاوه بر آن مشخص شد که ارزیابی مدول تغییرشکل توده سنگ با استفاده از پارامتر شاخص کیفیت سنگ مناسب نیست. نتایج بدست آمده مشخص کرد که در محدوده آزمون‎های دیلاتومتری در ساختگاه سد سیمره، ریز درزه‎ها و حفره‎های ریز، بیشترین تاثیر را بر نتایج مدول دارند.

چکیده با توجه به اهمیت و کاربرد مکانیک سنگ در پروژه های معدنی و عمرانی، تعیین خواص فیزیکی و مکانیکی سنگها ی در برگیرنده سازه ها ،جهت به دست آوردن فهم دقیق و دانش قوی از رفتار سنگها به منظورپیش بینی شروع شکست و همچنین مکانیسم شکست سنگها از ملزومات اصلی طراحی سازه های زیرزمینی می باشد. بدین منظور در این تحقیق، یکسری گسترده از آزمایشهای آزمایشگاهی در دو روش تخریبی(مقاومت فشاری تک محوره ، شاخص بارنقطه ای ، مقاومت کششی غیر مستقیم برزیلی ومقاومت فشاری سه محوره) و غیر تخریبی(اندازه گیری زمان گذرموج طولی) روی سه نوع سنگ(مرمریت ، فلدسپات وگرانودیوریت) با رده های مقاومتی مختلف به منظوربدست آوردن پارامترها و خواص فیزیکی(تخلخل ، نسبت پوکی ومحتوی آب) و مکانیکی (مدول الاستیسیته استاتیکی ودینامیکی ، مدول حجمی ، مدول برشی ، نسبت پواسون، اندیس بارنقطه ای ، مقاومت کششی ) انجام وارتباط بین خواص فیزیکی ،مکانیکی آنها بدست آمد درنهایت هم آزمایش مقاومت فشاری تک محوری بوسیله نرم افزارflac3d باخصوصیاتی که ازتست آزمایشگاهی به دست آمده شبیه سازی گردید ونحوه شکست سنگ وخواص پلاستیک مورد بررسی قرارگرفت.

مغارهای زیرزمینی، نقش مهمی را در زیرساختارهای زیربنایی یک کشور مانند نفت و گاز، برق و مخابرات، نظامی، هسته ای، آب و فاضلاب، گردشگری و تفریحی، غذایی و ... بر عهده دارند. در صنایع نفت و گاز، مغارهای بزرگ مقیاس سنگی یا نمکی برای ذخیره سازی انواع مواد هیدروکربوری با هر نوع هدف و ظرفیتی بکار برده می شوند. در مغارهای سنگی، سامانه ی پوشش یا پرده ی آب می تواند نشت سیال را با ضریب ایمنی بالایی مهار کرده و در نتیجه از آلودگی محیط زیست و هدر رفتن سیال ذخیره شده پیشگیری نماید. امروزه اکثر کشورهای جهان تلاش می کنند تا بازه ی گسترده ای از مواد به ویژه حامل های انرژی را در تأسیسات زیرزمینی نگهداری نمایند. در نهایت پس از گذشت نزدیک به یک سده از آغاز ذخیره سازی زیرزمینی مواد هیدروکربوری در آمریکا و اروپا، دولت مردان ایران نیز در اواسط دهه ی 80 ش. به سمت فن آوری ذخیره سازی زیرزمینی در مغارهای سنگی روی آورده اند. در همین راستا، در این پژوهش به طراحی مفهومی مغارهای سنگی ذخیره-سازی با هدف نگهداری 10 میلیون بشکه نفت خام در بندر گناوه برای صادرات از راه پایانه ی خارگ پرداخته شده است. مهم ترین دستاوردهای این پژوهش طراحی هندسی، طراحی سامانه ی نگهداری اولیه و ارزیابی مهم ترین پارامترهای تأثیرگذار بر پایداری مغارها با استفاده از روش عددی هستند. برای تأمین ظرفیت ذخیره-سازی ضروری است، 11 مغار موازی با ابعاد 15 متر عرض، 20 متر ارتفاع و 500 متر طول احداث شوند. فاصله داری مغارها در حدود 40 تا 50 متر و عمق قرارگیری آن ها 100 متر در نظر گرفته شده است. ناپایداری گسترده ی مغارهای مارنی سبب انتخاب فاصله ی بیش تر و عمق قرارگیری کمتر شده است. با مد نظر قرار دادن شرایط ژئومکانیکی و هیدروژئولوژی ساختگاه، برای مهار نشت مغارهای گناوه، بکارگیری سامانه ی پوشش توصیه شده است. سامانه ی نگهداری مغارهای مارنی نیز مرکب از 30 سانتی متر بتن پاشیده در تمام جداره به همراه شبکه ی منظم پیچ سنگ های 32 میلی متری تمام تزریق رزینی با 12 متر طول در سقف و کف و 15 متر طول در دیواره است. حساس ترین پارامترها نیز مقاومت برشی مارن و مدول شکل پذیری ماسه سنگ در تحلیل پارامتریک و نسبت ابعاد مغارها در تحلیل حساسیت هستند.

امروزه ذخیره سازی گاز طبیعی در فضاهای زیرزمینی به عنوان یک راهکار اساسی جهت کنترل بازار مصرف به ویژه در ماه های سرد سال مورد توجه بسیار قرار گرفته است. بدین منظور روش های متعددی جهت ذخیره سازی زیرزمینی گاز استفاده می شود که عبارتند از: ذخیره سازی در میادین تخلیه شده نفت و گاز، آبخوان ها (سفره های آب زیرزمینی)، حفریات نمکی، حفریات سنگی (حفریات سنگی آستردار یا بدون آستر) و معادن متروکه، که انتخاب هر کدام از این روش ها با توجه به ویژگی های ژئومکانیکی و هیدرومکانیکی منطقه از قبیل نفوذپذیری، تخلخل، تراز سفره آب زیرزمینی، مقاومت فشاری و کششی سنگ و نیز فشار داخلی گاز ذخیره شده صورت می گیرد. در این تحقیق ضمن بررسی شرایط زمین شناسی مهندسی، هیدروژئولوژی و ژئومکانیکی سنگ های محدوده مورد نظر (منطقه اردبیل) بهترین روش ذخیره سازی گاز فشرده شده تعیین شد. ارزیابی ها و بررسی های اولیه نشان می د هد که ذخیره سازی، در هر دو حالت حفریات سنگی بدون آستر و با آستر امکان پذیر است. با بدست آوردن خواص فیزیکی و مکانیکی سنگ منطقه مورد مطالعه، عمق قرار گیری مغار بدون آسترحداقل 235 متر و مغار با آستر 81 متر، تخمین زده شد. در این میان ایجاد حفریات سنگی با آستر از اولویت بیشتری برخوردار است. برای تحلیل پایداری مخزن ذخیره سازی از روش عددی استفاده گردید و با توجه به عدم وجود ناپیوستگی، نرم افزارflac 3d انتخاب شد. نتایج تحلیل نشان می دهد که کرنش های اطراف مغار با آستر قبل و بعد از تزریق گاز کمتر از کرنش بحرانی بدست آمده از روابط ساکورایی است. در نتیجه مغار ذخیره سازی پایدار خواهد بود و امکان ذخیره سازی گاز در این مغار با فشار داخلی mpa 2 میسر می باشد.

در این تحقیق بمنظور جلوگیری از بروز ناپایداری با استفاده از آنالیز المان محدود به بررسی و تحلیل مقدار و نحوه توزیع تنش های وارد بر چاه و همچنین عوامل موثر بر مقدار و نحوه ی توزیع این تنش ها پرداخته شده است. سپس بر اساس توزیع تنش های بوجود آمده در جداره ها (جداره فلزی و سیمانی) و سطوح تماس و کرنش های حاصل از آن ها در اجزاء داخل چاه (سیمان و لوله)، سعی شده است طراحی اجزاء طوری صورت گیرد که مشکلات ناپایداری و کرنش های بالا به حداقل برسد. در این بین سهم جداری سیمانی برای طراحی مهمتر از بقیه ی عوامل می باشد زیرا قابلیت کنترل و مانور بیشتری دارد. نتایج نشان می دهند که با افزایش نسبت پواسون و کاهش مدول یانگ سیمان (در محدوده رفتار الاستیک سیمان) خاصیت انعطاف پذیری در سیمان افزایش می یابد. نتایج همچنین نشان میدهند که سیمانهای الاستیک (سیمان با مدول یانگ پایین و نسبت پواسون بالا) پایدارترند. و مدول الاستیسیته و نسبت پواسون سیمان نیزکمترین حساسیت را نسبت به تنشهای افقی دارند.

یکی از روشهای حفاری به منظور دسترسی به منابع زیر زمینی نفتی و گازی حفاری انحرافی است، حفاری انحرافی و روش های طراحی آن را می توان به چندین دسته تقسیم نمود. در این پایان نامه، نرم افزاری طراحی و تولید می شود که توسط آن مسیر مناسب برای رسیدن به نقاط معین در مخزن محاسبه گردد که در نرم افزار در بخش خودکار با ارایه ی مدل های پیشنهادی این امر صورت می گیرد و سپس جواب حاصله را می توان با داده های واقعی بدست آمده از وضعیت چاه مقایسه کرد و در صورت لزوم به کمک بخش نیمه خودکار تصحیح و با برنامه های از پیش تعیین شده می توان آنها را مطابقت داد. در بخش دیگری از این برنامه نمایش 3 بعدی گمانه ها به منظور درک بیشتر بخشهای حساس تعبیه شده است. بخشی دیگر از این نرم افزار شامل نمایش 3 بعدی گمانه ها به منظور درک است. این نرم افزار با استفاده از روش های هوشمند در انتخاب مته های مناسب (با توجه به تجربیات قبلی و پیشنهاد های شرکت سازنده) باعث کم کردن تاثیرات پدیده ی walking در عملیات حفاری کج می شود که این امر در کاهش هزینه ها و افزایش میزان حفاری کمک فراوانی می کند. واژگان کلیدی: حفاری جهت دار، مدل سازی، سه بعدی- استریو، شبکه ی عصبی، انتخاب مته

مطالعه ی رفتار جریان سیالات غیرنیوتنی در علوم مهندسی و کاربردی مختلف از اهمیت فراوانی برخوردار است. بسیاری از سیالات مورد استفاده در صنعت نفت، از جمله سیالات بکار رفته در عملیات شکاف هیدرولیکی مانند هیدروکسی پروپیل گوار (hpg) از دسته سیالات غیرنیوتنی می باشند. اما بررسی رفتار سیال شکاف هیدرولیکی همچون هر سیال غیرنیوتنی دیگر به دلیل پیچیدگی خصوصیات رئولوژی آن موضوعی دشوار و پیچیده است. از اینرو سبب شده است، گرایش محققین به شبیه سازی رفتار سیالات غیرنیوتنی توسط مطالعه روش های عددی رشد چشمگیری داشته باشد. امروزه یکی از جدیدترین روش های شبیه سازی عددی برای شبیه سازی جریان سیال روش شبکه بولتزمن (lbm) است. کاربردهای اخیر این روش در محاسبات جریان سیالات غیرنیوتنی، نشان دهنده توانایی بالای آن برای شبیه سازی رفتار این سیالات می باشد. در این پایان نامه سعی بر آن بوده تا بعد از اعتبار سنجی برنامه نویسی های انجام گرفته با زبان فرترن از طریق مقایسه با کارهای انجام شده قبل و در برخی موارد با روابط تحلیلی خاص نظیر روابط تحلیلی مربوط به جریان پوازی، به شبیه سازی جریان سیالات غیرنیوتنی در حفره و کانال پرداخته شود، و در ادامه تحقیق رفتار سیال hpg در حالتی که سیال بدون پروپانت می باشد و نیز در حالتی که به این سیال غلظت های مختلف پروپانت اضافه می گردد، شبیه سازی شود. در آخر این نتیجه حاصل می شود که با افزایش پروپانت به سیال hpg درجه رفتار غیرنیوتنی سیال افزایش یافته و به موجب آن شاخص رفتار جریان (n) کاهش و شاخص پایداری (k) افزایش می یابد. این تغییرات رئولوژی در نهایت روی نمایه های سرعت تأثیر گذاشته و سبب تخت تر شدن آن می شود.

ناپایداری در لایه‏های شیلی یکی از مشکلات بارز در صنعت حفاری مخصوصا در حیطه صنایع نفت و گاز به شمار می‏رودکه هرساله صنعتگران هزینه زیادی را صرف جلوگیری از این مشکل می‏کنند، جذب رطوبت توسط شیل از سیال حفاری پایه آبی و بروز پدیده تورم در دیواره چاه بارزترین مشکل لایه های شیلی است. در این تحقیق سعی شده است با استفاده از روش عددی تفاضل محدود به مدلسازی و بررسی ناپایداری مکانیکی و شیمیایی سازندهای شیلی پرداخته شود، به صورتی که بتوان مقادیر بحرانی پارامترهایه موثر در ناپایداری مکانیکی سازندهای شیلی را شناسایی کرد و همچنین بهینه ترین سیال حفاری که کمترین آسیب شیمیایی را به سازند وارد مینماید را معرفی کرد. جهت مدلسازی عددی ناپایداری مکانیکی از نرم افزار flac3d و همچنین جهت مدلسازی عددی ناپایداری شیمیایی از نرم افزار متلب استفاده شده است. مهمترین نتیجه در مدلسازی مکانیکی را می‏توان در وزن گل دید که میزان بحرانی حداقل وزن گل وحداکثر وزن گل در سازند آسماری به ترتیب برابر 5/7 و5/23 پوندبرگالن بدست آمده است و همچنین نتایج حاصله از مدلسازی عددی ناپایداری شیمیایی بیان کننده این موضوع است که سیالات حفاری مورد استفاده در میدان مورد مطالعه جهت جلوگیری از ناپایداری چاه ناشی از تورم شیل‏ها از کارائی لازم برخوردار بوده و در بین آنها سیال کلرید پتاسیم از عملکرد بهتری برخوردار می‏باشد، بطوریکه کمترین فشار تورم و فشار منفذی با استفاده از آن ایجاد شده است، تمام نتایج در لایه‏ای شیلی در عمق 3139 متری از یکی از مخازن جنوب غربی ایران بدست آمده است.

ذخیره سازی زیرزمینی نفت‏خام و دیگر محصولات هیدروکربوری درون مغارهای سنگی بدون پوشش، از جمله روش‏های رایج ذخیره سازی انرژی، در عصر حاضر به شمار می رود. از جمله مسائل مرتبط با ذخیره‏سازی نفت خام در این نوع مغارها، نشت نفت خام و گاز حاصل از آن از میان ناپیوستگی‏های توده سنگ پیرامون مغار است. اطمینان از محدودیت نفت خام و گاز و کاهش نشت آن به حداقل ممکن، تأثیر بسیاری بر افزایش کارآئی و ایمنی تأسیسات ذخیره‏سازی دارد. به منظور جلوگیری از نشت نفت خام و گاز، بایستی توده‏سنگ پیرامون مغارها توسط آب اشباع گردد. این امر با استفاده از یک رژیم جریان آب زیرزمینی پایدار، پیرامون مغارها صورت می‏گیرد. در این تحقیق، نخست شرایط لازم جهت ذخیره‏سازی نفت خام درون مغارهای سنگی بدون پوشش و اصول حاکم بر محدودیت سیال هیدروکربوری مورد بررسی قرار گرفت. در ادامه با استفاده از برنامه اجزا مجزای udec به مدلسازی عددی مغارهای ذخیره‏سازی نفت خام طراحی شده در ناحیه گچساران و شبیه‏سازی جریان آب زیرزمینی پیرامون این مغارها در دو فاز ساخت و بهره‏برداری پرداخته شد. با فرض اشباع کامل ناپیوستگی‏ها، یک جریان تک فاز و دائم، جهت شبیه‏سازی جریان سیال درون شکستگی‏های اطراف مغارها به کار گرفته شد. همچنین فشار حاصل از سیستم تزریق آب، توسط یک سطح آب مصنوعی در بالای تاج مغارها فراهم شد. کیفیت توده‏سنگ و پایداری مغارهای ذخیره‏سازی، تحت تأثیر حفریات مجاور و به روش‏های مختلف نظیر روش‏های طبقه‏بندی rmr، q و تحلیل عددی، مورد بررسی قرار گرفته و مقادیر نگهداری مناسب تخمین زده شد. با توجه به محاسبات صورت گرفته سیستم نگهداری پیچ‏سنگ به همراه شاتکریت مسلح، جهت پایدارسازی مغارها پیشنهاد شد. در خلال فاز بهره‏برداری، مکانیزم نشت سیال نفتی در فشارهای هیدرواستاتیک مختلف آب زیرزمینی مورد بررسی قرار گرفت. در صورت طراحی مناسب سیستم تزریق آب با افزایش تدریجی فشار درون مغارها، فشار هیدرواستاتیک آب زیرزمینی پیرامون مغارها نیز افزایش یافته و محدودیت سیال نفتی برآورده می‏گردد. عمده ناپایداری مغارها در تاج و بالای دیواره مغارها اتفاق می‏افتد و بیشترین مقادیر نشت نفت خام در دیواره سمت چپ مغارها رخ می‏دهد.

هیدروکربن های با ارزش میانی در مخزن به صورت میعانات تجمع کرده و با روش های معمول تولید قابل بازیافت نمی باشند. در نتیجه بازیافت این میعانات ارزشمند از مخزن کاهش چشمگیری می یابد. تزریق و بازگردانی گاز یکی از روش های معمول در کاهش افت فشار مخزن و جلوگیری از تشکیل میعانات در مخزن می باشد. هدف از انجام این تحقیق، تزریق گازهای هیدروکربوری و غیر هیدروکربوری و انجام سناریوهای مختلف تولید و تزریق گاز توسط نرم افزار ترکیبی eclipse به مدل شبیه سازی شده یکی از مخازن گاز میعانی جنوب غرب ایران می باشد. در این تحقیق مدل سیال و مدل مخزن ساخته شده توسط کارشناسان مناطق نفتخیز جنوب جهت استفاده در نرم افزار ترکیبی eclipse مورد استفاده قرار گرفته است. سپس مدل ساخته شده با اطلاعات مشاهده ای فشار و جریان سیال مقایسه شده است که مطابقت مناسبی داشته است. با انجام تطابق تاریخچه، مدل ساخته شده برای پیش بینی رفتار آینده مخزن قابل اعتماد می باشد. سپس سناریو های مختلف تولید شامل تخلیه طبیعی و تزریق گازهای هیدروکربوری و غیر هیدروکربوری در مخزن مورد نظر بررسی شده است. آنالیز های حساسیت سنجی مختلف به منظور کاهش افت فشار و ازدیاد برداشت میعانات انجام گرفته است. با اجرای سناریوهای مختلف مشخص شده است که تزریق ترکیب دی اکسیدکربن- متان و همچنین ترکیب دی اکسید کربن- نیتروژن بیشترین بازیافت میعانات (58 درصد) را به دست می دهد. کمترین بازیافت نیز مربوط به تزریق متان (53 درصد) می باشد

در سال های اخیر در صنعت نفت و گاز توجه زیادی به ذخیره سازی گاز در مخازن زیرزمینی، هم به منظور اهداف زیست محیطی و هم تعادل در بازار گاز، معطوف گردیده است . لذا هدف اصلی این تحقیق تحلیل ژئومکانیکی تزریق گاز در سازند آسماری می باشد. از مهم ترین مسائل یک طراحی موفق برای ذخیره سازی گاز در یک سازند زیرزمینی، اطمینان از عدم خروج گاز از مخزن پس از ذخیره سازی است. در این میان علم مکانیک سنگ با بررسی مشخصات ژئومکانیکی سنگ مخزن و ناپیوستگیهای آن و همچنین پیش بینی پایداری ناپیوستگی ها پس از تزریق گاز به مخزن و در نهایت ارائه یک محدوده فشار مناسب برای ذخیره سازی گاز، نقش مهمی در پروسه ذخیره سازی گاز ایفا می کند. در این تحقیق ابتدا به بررسی مشخصات سازند مورد مطالعه و بدست آوردن پارامترهای ژئومکانیکی سازند با استفاده از اطلاعاتی که در اختیار قرار داده شد، پرداخته می شود. و بعد از آن به معرفی روشهای اولیه تئوری ارائه شده برای بررسی پایداری مخزن در نتیجه تزریق گاز و افزایش فشار حفره ای پرداخته می شود. و سپس روش های جدیدتری موسوم به روش های شبه تحلیلی معرفی می گردند، که روش های پیچیده تر و دقیق تری می باشند، در ادامه با استفاده از روش های عددی و با استفاده از نرم افزار udec، مخزن مورد نظرمورد تحلیل و بررسی قرار گرفته و نتایج حاصل شده، با روش های تئوری مقایسه گردیده است. نتایج روشهای شبه تحلیلی، حد بیشینه فشارتزریق گاز به داخل سازند را حدود 53 مگاپاسکال و روشهای عددی حدود 40 مگاپاسکال برای بدترین حالت وضعیت ناپیوستگیها، یعنی زاویه 30 درجه نسبت به امتداد تنش اصلی ماکزیمم تخمین زده اند.

یکی از پارامترهای مهم در حفر تونل به وسیله epbs در محیط های شهری، فشار جبهه کار است. تعیین دقیق این پارامتر در کنترل نشست و بالا زدگی بسیار موثر است. اعمال فشار کم تر یا بیش تر از حد تعادلی به ترتیب باعث ریزش و بالازدگی در جبهه کار تونل و سطح زمین می شود که نتیجه آن توقف در حفاری، نشست یا بالازدگی در سطح زمین، آسیب به ساختمان های اطراف تونل و افزایش هزینه ها می شود. فشار لازم برای نگهداری جبهه کار تونل با استفاده از سرعت گردش نقاله مارپیچ به عنوان تابعی از نرخ نفوذ ماشین کنترل می شود. روش های محاسبه فشار سینه کار به سه گروه تجربی، تحلیلی و عددی تقسیم می شوند. اکثر روش های تحلیلی بر اساس معادلات تعادل حدی می باشند. در این تحقیق تونل خط a متروی قم مورد مطالعه قرار گرفته است. برای حفرkm10 از آن، از یک tbm با شیلد epb استفاده شده است. در این پژوهش فشار مورد نیاز برای پایداری سینه کار با استفاده از روش های تحلیلی و تجربی بررسی شده است. همچنین نتایج روش های تحلیلی و تجربی با نتایج مدل سازی عددی مقایسه شد. به منظور مدل-سازی عددی از نرم افزار flac3d استفاده شد. نتایج مدل سازی و روش های تحلیلی همخوانی دارند. در پایان با استفاده از این روش ها آنالیز حساسیت بر روی برخی پارامترهای موثر بر فشار جبهه کار صورت گرفت. در این تحقیق پایداری جبهه کار در تونل متروی قم با استفاده از روش-های تجربی- تحلیلی و عددی (تفاضل محدود) بررسی شده است سپس مقادیر بدست آمده از این روش ها با هم مقایسه شده است و در نهایت به منظور بررسی تاثیر پارامتر های مختلف روی فشار سینه کار، آنالیز حساسیت روی این پارامترها صورت گرفته است و مشخص شد که چسبندگی بیش ترین تاثیر را در فشار نگهداری جبهه کار دارد.

این پایان نامه به تحلیل پایداری شیب های سنگی بزرگ مقیاس در معادن روباز پرداخته است. نقش پایداری شیب در طراحی، اجرا و پیش بینی ریسک بسیار حائز اهمیت می باشد. در بخش طراحی از بعد اقتصادی، شیب زیاد باعث کاهش نسبت باطله برداری، کاهش زمان برگشت سرمایه و افزایش ذخیره معدنی قابل استخراج می شود. از نظر ایمنی در مرحله استخراج، شیب پایدار باعث کنترل بهتر دیواره های معدن، کنترل بهتر آب های سطحی و زیرزمینی و ایجاد پله های ایمن در دیواره نهایی معدن می شود. از عوامل موثر در وقوع گسیختگی های بزرگ مقیاس در معادن روباز، وجود ترک کششی در بالای سطح شیب می باشد. در روابط تحلیلی موجود در زمینه پایداری شیب و محاسبه فاکتور ایمنی، زاویه ترک کششی صفر در نظر گرفته شده است. بهمین منظور در این مطالعه زاویه ترک کششی در روابط هوک و بری افزوده شد و تأثیر تغییر زاویه ترک کششی بر پایداری شیب و فرمول فاکتور ایمنی در شرایط مختلف آب زیرزمینی مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان می دهد افزایش زاویه ترک کششی در جهت مثبت و افزایش ارتفاع سطح آب زیرزمینی دو عامل مهم در کاهش فاکتور ایمنی محسوب می شوند. همچنین در این مطالعه پایداری دیواره شمال غربی معدن سرب و روی انگوران با استفاده از نرم افزار3dec مورد بررسی قرار گرفت. در ابتدا برای مشخص شدن رفتار کلی توده سنگ، تحلیل تعادل حدی با استفاده از نرم افزار slide5.0 بر روی دیوار شمال غربی معدن انگوران صورت گرفت و تأثیر آب زیرزمینی و شتاب افقی لرزه بر پایداری دیواره بررسی شد. در مرحله بعد، مدل سه بعدی معدن سرب و روی انگوران در نرم افزار 3dec ساخته شد و پایداری دیواره در وضعیت های مختلف بررسی شد. مدل سازی عددی، گسیختگی بزرگ مقیاس رخ داده در معدن انگوران را ناشی از افزایش عمق معدن و لغزش بر روی صفحه لایه بندی منطقه در شرایط اشباع نشان داد.

امروزه به نقش اساسی ژئومکانیک در حفاری پی برده شده و اطلاع از خصوصیات مکانیکی سازندها از اولویت های مهم این صنعت عظیم به شمار می آید. از جمله کاربردهای ژئومکانیک در صنعت نفت طراحی عملیات شکافت هیدرولیکی، تزریق گاز، انتخاب محدوده ایمن وزن گل و انتخاب مته می باشد. درعملیات حفاری افزایش سرعت حفاری و کاهش مشکلات و هزینه ها ی حفاری همواره مورد توجه مهندسین نفت بوده است و انتخاب مته صحیح یکی از راه های رسیدن به این هدف می باشد. اگر بتوان مته ای مناسب با خصوصیات سازند تحت حفاری انتخاب نمود، با اعمال پارامترهای بهینه می توان به حداکثر سرعت حفاری دست یافت. به عبارتی در فرآیند عملیاتی، مهندسین حفاری در پی انتخاب مته ای هستند که به طور میانگین بالاترین متراژ بر ساعت و بیشترین مدت زمان حفاری را داشته و قادر به حفر چاه به صورت تمام گیج باشد تا از صرف زمان و هزینه اضافی برای تراشیدن دیواره چاه یا انجام عملیات مانده یابی برای آزادسازی گیر رشته حفاری و تعویض مته فرسوده جلوگیری شود. انتخاب مته مناسب برای شرایط حفاری خاص نیازمند ارزیابی عوامل موثر متعددی است که بررسی تمام این عوامل انتخاب مته را بسیار پیچیده خواهد کرد. با پیشرفت تکنولوژی روش ها ی مختلفی برای انتخاب مته بهینه ارائه شده است که هر یک از این روش ها تنها عوامل محدودی را مورد ارزیابی قرار می دهند. این روش ها عبارتند از: 1.روش هزینه حفاری واحد طول، 2. روش انرژی ویژه، 3. روش ارزیابی پارامترهای ژئومکانیکی(ارزیابی قابلیت حفاری)، 4. روش شاخص حفاری، 5. روش طبقه بندی فرسودگی. از میان این روش ها سه روش اول از کارایی و مقبولیت بیشتری برخوردار هستند. البته ترکیب کردن این روش ها می تواند نتایج بهتری ارائه دهد که نیازمند صرف زمان است. روش هزینه حفاری به ازای واحد طول که روش مرسوم انتخاب مته درصنعت نفت ایران می باشد یک روش تجربی محسوب شده و همواره موفقیت آمیز نبوده است. روش انرژی ویژه نیز دارای نواقصی از جمله در نظر نگرفتن پارامترهای زمین شناسی و ژئومکانیکی می باشد که به تنهایی به عنوان یک روش جوابگو در صنعت مورد استفاده قرار نمی گیرد. از آنجا که مته همواره با سنگ درگیر است لذا شناخت رفتار سنگ گام مهمی در انتخاب صحیح مته می باشد . با توجه به اینکه سازند(خصوصیات فیزیکی و مکانیکی سنگ ها و عوامل زمین شناسی) در برنامه مته به عنوان پارامتر غیرقابل کنترل عمل می کند، بنابراین بررسی ویژگی ها ی سازند و در نظر گرفتن ملاک سازندی می تواند یکی از روش ها ی حائز اهمیت در انتخاب مته مناسب حفاری باشد. از این رو روش ارزیابی پارامترهای ژئومکانیکی را می توان به عنوان یک روش علمی به دلیل در نظر گرفتن عوامل موثر در شکست سنگ معرفی نمود. در روش پیشنهادی این پایان نامه، انتخاب مته بر اساس ویژگی ها ی سازند تحت حفاری و با استفاده از جدولiadc مته ها در میدان مارون صورت می گیرد. به طور جامع روش و اهداف این تحقیق به صورت زیر می باشد: ? تفسیر اطلاعات حاصل از نمودارهای صوتی دوگانه و چگالی جهت محاسبه پارامترهای ژئومکانیکی سازند شامل: نسبت پواسون، مدول های الاستیک سنگ، مقاومت فشاری و کششی، سختی اشمیت و تنش های افقی و قائم. ? انجام آزمایشات مقاومت تک محوره روی مغزه های گرفته شده و اندازه گیری و محاسبه پارامترهای ژئومکانیکی مغزه ها شامل پارامترهای ژئومکانیکی ذکر شده در بالا. ? ارائه مدل ژئومکانیکی با توجه به نمودارهای پتروفیزیکی و همچنین باتوجه به نتایج آزمایشات شامل نمایش عددی و گرافیکی پارامترهای ژئومکانیکی ذکر شده. ? طبقه بندی مقاومتی سنگ طبق جدول طبقه بندی مقاومتی isrm و تعیین قابلیت حفاری سازند. ? انتخاب مته مناسب برای هر سازند طبق جدول iadc با استفاده از مقاومت فشاری و سختی اشمیت سازند.

حفاریچاههاینفتوگازبااستفادهازتکنولوژیلیزرییکی از روش های متعارف در نسل جدید حفاری ها میباشد . باتوجهبهاینکهحرارتبالایلیزرباعثذوبوتبخیرسنگمیگردد،ازاینرواستفادهازچنینروشیبهعنواندستگاهحفاریسنگهایسختومحیطهایناهمگوننامبردهمیشود . به علت این که این روش وابسه به مولفه های بسیاری است لذا هرتغییروجایگزینی در سیستمنیازمنداثباتقویدراینزمینهمیباشد . در این تحقیق به بررسی و قابلیت های بکارگیری لیزر فیبری و لیزر کربن دی اکسید در عملیات شکست سنگ آهکی به صورت آزمایشگاهی وعددی پرداخته شده است. به طوری که در ابتدا با ایجاد یک تحلیل ساده عددی معادله انتقال حرارت در جسم را حل کرده و سپس بر اثر شرایط حرارتی موثر عملیات آزمایشگاهی لیزری را انجام می دهیم. از سوی دیگر به تحلیل شکست ها در محیط های متعارف مخزنی و شبیه سازی این شرایط با محیط مخزنی پرداخته شده است. در نهایت قابلیت های این دستگاه ها جهت بکارگیری در عملیات شکست سنگ آهکی ارائه شده است.نتیجه حاصل شده از این پایان نامه ایجاد شکست های بسیار موثر بر روی نمونه سنگ های آهکی و کاهش مقاومت آن ها می باشد. این شکست در سنگ ها می تواند به عملیات حفاری سرعت بیشتری بدهد.

پایداری شیروانی همواره یکی از مهم ترین مسائل مهندسی ژئوتکنیک بوده است. عوامل زیادی همچون خواص مصالح تشکیل دهنده ی، خواص مقاومتی کل توده (مواد بکر و درزه ها) بلندی و شکل هندسه، توپوگرافی منطقه وضعیت آب های زیرزمینی، ماهیت و مقدار نیروهای اعمالی از عوامل مهم در پایداری شیروانی ها می باشند. بسیاری از شیروانی ها در حالت عادی پایدار می باشند اما هنگام وقوع زلزله دچار خرابی هایی در بازه ی کم تا بسیار زیاد می گردند که این امر نشانگر اهمیت نیروهای لرزه ای وارد بر شیروانی می باشد. روش های مرسوم برای ارزیابی رفتار لرزه ای شیروانی ها عبارت اند از روش های مبتنی بر آنالیز حدی (مانند تحلیل شبه ایستایی) و روش های مبتنی بر رفتار تنش-کرنش مصالح. از آنجایی که کاربری شیروانی ها با توجه به میزان جابجایی ها و تغییر شکل آن ارزیابی می شود و از طرفی آنالیزهای مبتنی بر تعادل حدی به جابجایی ها توجهی نمی کنند، بنابراین روش های مبتنی بر رفتار تنش – کرنش مصالح دارای برتری می باشند. جابجایی های و تغییر شکل شیروانی ها را می توان با استفاده از مدل سازی عددی که در آن ها رفتار تنش کرنش مصالح را با تابع های غیرخطی در نظر گرفته شده است، تحلیل کرد. از برتری های این روش می توان به مواردی همچون عدم نیاز به فرضیاتی در مورد شکل گسیختگی ها، چگونگی گسترش نیروها و تنش ها در سطح گسیختگی و توانایی محاسبات برای شیروانی هایی با اشکال و نیروهای اعمالی متفاوت اشاره کرد. بیشتر کاربرد این روش برای بررسی رفتار شیروانی ها می باشد. دقت این روش وابسته به دقت مدل سازی و دقت اعمال پارامتر های مدل در نظر گرفته شده برای شبیه سازی رفتار تنش – کرنش مصالح شیروانی می باشد. این پایان نامه با استفاده از برنامه ی udec به مدل سازی عددی شیروانی شمالی آنومالی ب معدن سنگ آهن سنگان پرداخته است و پایداری و تغییر شکل شیروانی یادشده را در حالت ایستایی و لرزه ای برآورد کرده است

عملیات شکست هیدرولیکی به عنوان یکی از مهم¬ترین روش¬های موجود برای افزایش تولید از مخازن نفت و گاز با تراوایی پایین شناخته شده است. از آنجایی که انجام عملیات شکاف هیدرولیکی هزینه زیادی در بر دارد، می¬بایست قبل از اجرای این فرایند، از مدل سازی عددی برای پیش¬بینی هندسه شکاف، تغییرات طول و عرض شکاف با توجه به تغییرات شرایط محیط استفاده نمود. از این رو در این پژوهش از نرم¬افزار آباکوس برای مدل سازی شکاف در چاه عمودی استفاده شد. همچنین اثر پارامترهایی مانند مدول یانگ، ضریب پواسون، فشار منفذی، تراوایی سازند، مقاومت کششی، دبی و گرانروی سیال تزریقی بر روی شکل و ابعاد شکاف بررسی شد. نتایج حاصل نشان داد که با افزایش مقدار مدول یانگ از 52 به 80 گیگاپاسکال، رشد طول شکاف 32درصد افزایش یافته و با کاهش مقدار مقاومت کششی از 6 به 3 مگاپاسکال، رشد طول شکاف 61/34 درصد افزایش یافت. همچنین¬ با افزایش مقدار ضریب هدر روی سیال از مقدار 00005/0 به 05/0متر بر مجذور ثانیه، رشد طول شکاف 71درصد کاهش یافته است.

نتایج مدلسازی نشان می دهد که بر اثر تزریق co2 فشار منفذی افزایش یافته، تنش های موثر کاهش می یابند و پوش سنگ به سمت بالا جابجا می شود. این تغییرات در سطح تماس مخزن و پوش سنگ به ویژه در نواحی اطراف چاه تزریقی شدیدتر از سایر نقاط پوش سنگ است. همچنین نتایج نشان می دهند که تزریق co2 به مخزن مورد نظر به مدت 10 سال با شرایط در نظر گرفته شده در این تحقیق منجر به هیچ گونه گسیختگی در پوش سنگ مورد نظر نخواهد شد. لذا یکپارچگی پوش سنگ حفظ خواهد شد. نتایج تحلیل حساسیت نشان می دهند که حداکثر دبی مجاز تزریق جهت جلوگیری از ایجاد گسیختگی در پوش سنگ 28/0 مگاتن در سال است. همچنین نتایج تحلیل حساسیت نشان می دهند که یکپارچگی پوش سنگ حساسیت شدیدی نسبت به میدان تنش های اولیه دارد به طوری که با کاهش نسبت تنش افقی حداقل به تنش قائم اولیه از 08/1 به 68/0 تنش اصلی موثر حداقل (معیاری از گسیختگی کششی) mpa 19 کاهش می یابد.

مشکل پایداری چاه از گذشته وجود داشته و در سال¬ های اخیر نیز با چالش¬ های جدید مواجه شدهاست که بررسی مشکلات پایداری چاه را سخت¬تر می کند. اما همچنان مهمترین مسئله، حل ناپایداری چاه است. پایداری چاه در حین حفاری و بعد از تکمیل آن یکی از مشکلات اساسی در صنعت حفاری نفت است. ناپایداریچاه که می¬تواند شامل کاهش قطر چاه یا گیرکردن رشته حفاری و ...شود، در هر زمانی سبب اتلاف در وقت و افزایش هزینه می شود زیرا از تولید جلوگیری می¬کند و هزینه برای پایدار کردن نیز باید صرف شود. یکی از روش¬های بررسی پایداری، مدلسازی محیط مورد نظر و بررسی شرایط محیط و اطراف چاه است. در این مطالعه سعی شده است با استفاده از نرم افزار comsol به بررسی پایداری چاه پرداخته شود که اطلاعات مورد نیاز آن از داده¬های خلیج مکزیک و منطقه مارون گرفته شده است. در این مطالعه به بررسی پدیده خزش با استفاده از مدل رفتاری norton-bailey و همچنین پایداری چاه در زوایای مختلف و با استفاده از معیار drucker-prager پرداخته شد. نتایج حاصل از شبیه¬سازی نشان داد که با شناخت رفتار خزشی سنگ نمک وهمچنین زاویه بهینه برای حفاری در صورت امکان، می¬توان وزن سیال حفاری مناسبی را انتخاب ودر طراحی بکار برد و از وقوع پدیده های همچون گیرکردن رشته حفاری و کاهش قطر چاه جلوگیری کرد

مشکلات شکست کف و ریزش سقف در سینه کار کارگاه های جبهه کار طولانی باعث کاهش تولید، افزایش هزینه های عملیاتی، کاهش ایمنی و دیگر مشکلات در معدن پروده1 طبس شده است. در معدن پروده طبس برای جلوگیری از فرو رفتن تکیه گاه نگهدارنده های قدرتی در کف از الوارهای چوب استفاده می شود. در این مطالعه یک مدل جدید بر پایه سیستم های مهندسی سنگ جهت پیش بینی و برآورد ریسک شکست کف در کارگاه های جبهه کار طولانی ارایه شده است. بدین منظور پهنه های e2 و w1 برای این مطالعه در نظر گرفته شد. مقادیر شاخص های ریسک بدست آمده و تحلیل های آماری نشان می دهد که شکست کف نرم، مکانیزم شکست غالب در منطقه است. درصد مناطق دارای شاخص بیش از شاخص ریسک بحرانی برای پهنه های e2 و w1 به ترتیب برابر 65/5 و 30 است. جهت تعیین سطح کارآیی مدل های ارایه شده، ریسک ریزش سقف در پهنه های e2 و w1 معدن پروده1 محاسبه و سپس با مقادیر سرعت پیشروی در این پهنه ها مقایسه شد. مقدار ضریب تعیین برای فواصل 40، 60 و 80 متری، به ترتیب برابر 0/7، 0/71 و 0/74بدست آمد. تحلیل فشارها نشان می دهد که هر دو نوع مشکلات ژئوتکنیکی سقف و کف، و فشارهای نصب نامناسب روی سرعت پیشروی کارگاه موثر بوده اند.

- بررسی واکنش بین شکاف هیدرولیکی و شکاف طبیعی - بررسی چگونگی گسترش ترک در برخورد با ترک های طبیعی - بررسی تأثیر جهت شکاف طبیعی بر شکاف هیدرولیکی - بررسی تأثیر بازشدگی شکاف های طبیعی بر رشد شکاف هیدرولیکی - بررسی تأثیر طول شکاف هیدرولیکی بر میزان افزایش تولید - بررسی تأثیر تجمع شکاف های طبیعی بر تولید - تعیین جهت عملیات شکاف هیدرولیکی با استفاده از نرم افزار flac - بررسی پارامترهای طول و بازشدگی شکاف هیدرولیکی بر میزان دبی تولیدی

چکیده با توجه به وجود ناپیوستگی و ایجاد بلوک های سنگی در مسیر تونل ها ، لازم است تا پایداری تونل ها در چنین محیط هایی مورد بررسی قرار گیرد. یکی از جدیدترین روش های عددی که برای تحلیل پایداری این محیط ها مناسب است، روش عددی تحلیل تغییر شکل گسسته (dda) می باشد. این روش اولین بار توسط شی و گودمن (1993-1998) به منظور مدل سازی رفتار مواد ناپیوسته و بلوکی ارائه شد. در فرمول بندی این روش از حداقل سازی انرژی پتانسیل برای تشکیل دستگاه معادلات استفاده می شود. در این روش از معیار شکست موهرکولمب برای بررسی شکست در ناپیوستگی ها استفاده می شود و امکان انجام تحلیل های استاتیک و دینامیک در این روش وجود دارد. یکی از مهم ترین مزیت های این روش بر خلاف دیگر روش های المان مجزا نیاز به اطلاعات کمتر برای تحلیل است، به عنوان مثال روش dda بر خلاف نرم افزار udec به سختی نرمال و برشی درزه ها نیاز ندارد.

مچالگی لوله جداری در مجاورت سازند های نمک همواره مشکلات عمده ای در صنعت نفت ایجاد کرده و هزینه های هنگفتی به این صنعت وارد نموده است. اکثر مخازن نفتی جنوب غربی ایران زیر سازند تبخیری گچساران قرار دارند و این سازند مشکلات بسیاری را ایجاد کرده و خطر بسته شدن چاه های زیادی را به همراه داشته است. شبیه سازی عددی یکی از راه های مناسب جهت پیش بینی این دست مشکلات و ارائه راهکارهای مناسب می باشد. در این تحقیق با استفاده از روش های عددی در نرم افزار آباکوس، مدل سازی از سازند، لوله ی جداری و سیمان در حالت های مختلف تکمیل چاه در مجاورت قسمت نمکی از سازند گچساران پرداخته شده است. اطلاعات ورودی شامل تنش ها و خواص لایه با استفاده از نمودارهای چاه پیمایی به دست آمده است. نتایج به دست آمده در چاه مورد بررسی نشان می دهد تکمیل چاه کنونی با لوله ی جداری 9 اینچ در مدت زمان حدود 5 سال دچار مچالگی خواهد شد. در نهایت بهترین گزینه برای تکمیل چاه در این سازند ها استفاده از دو لوله جداری درون هم می باشد. در این روش میزان کرنش لوله ها از حدود 076/0 به 011/0 رسیده است.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

تونل انتقال آب قشلاق در 12 کیلومتری شمال شرقی شهر سنندج قرار دارد. هدف از احداث تونل، انتقال آب از دریاچه پشت سد قشلاق(وحدت ) به میزان 6 متر مکعب بر ثانیه به منظور تامین آب شرب درازمدت شهر سنندج و آب مورد نیاز 2750 هکتار از زمینهای کشاورزی پایین دست می باشد. در این تحقیق که به منظور تحلیل پایداری تونل انتقال آب قشلاق و ارائه سیستم نگهداری بهینه صورت گرفته، از چهار روش تحلیل تجربی، تئوری، ساختاری و عددی استفاده شده است . با توجه به عواملی مانند ارتفاع روباره، هوازدگی، وجود آب و امتداد تونل، تونل قشلاق به دو بخش a و b تقسیم شد. با استفاده از روش تجربی این نتیجه حاصل شد که تونل در بخش b نیاز به نگهداری موقت دارد. نتایج روش تئوری نشان داد که در بخش b تغییر شکل پلاستیک ایجاد خواهد شد. تحلیل ساختاری نیز با استفاده از نرم افزارunwedge برای بخشهایی از تونل که امکان تشکیل گوه وجود داشته، انجام شد. نتایج تحلیل پایداری به روش عددی با استفاده از نرم افزار phases نیز موید نتایج حاصل از تحلیلهای تجربی و تئوری بود. طرح نگهداری نهایی، که بوسیله نرم افزارphases مدلسازی شد، 20 سانتیمتر پوششی بتنی که 10 سانتیمتر آن توسط الیاف فولادی مسلح شده، پیشنهاد شد. نتایج نرم افزارunwedge نشان داد که برای نگهداری گوه ها باید از پیچ سنگ به طول و فاصله 1/5 متر استفاده شود.

پیشرفت عملیات استخراجی در عمق، تغییراتی را در میدان تنش بدنبال خواهد داشت . بررسی روند این تغییرات در مراحل مختلف معدنکاری با توجه به ناپایداری در بعضی از دیواره های معدن هر روز محسوس تر می گردد.بدلیل عملکرد عوامل تکتونیکی در معدن مس سرچشمه ، چندین سیستم شکستگی توده سنگهای معدن را متاثر ساخته و محیطی با خردشدگی بالا را بوجود آورده است. در این تحقیق به منظور تحلیل پایداری دیواره غربی ناپیوسته ، نمونه سنگهایی انتخاب و مشخصات ذاتی ناپیوستگیها از طریق انجام آزمایشهای آزمایشگاهی برروی آنها تعیین گردید.با توجه به وضعیت محیط از جهت ناپیوستگیها ، با استفاده از روش عددی المان مجزا تحلیل پایداری در مقاطع تهیه شده از دیواره غربی معدن انجام و وضعیت پایداری آن در جهات مختلف این دیواره مورد بررسی قرار گرفت.