Skip to main content
SUPERVISOR
Hamid Hashemalhosseini,Lohrasb Faramarzi,Alireza Baghbanan
حمید هاشم الحسینی (استاد راهنما) لهراسب فرامرزی (استاد مشاور) علیرضا باغبانان (استاد راهنما)
 
STUDENT
Soheila Dayani
سهیلا دیانی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده معدن
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1386
Permeability is a physical property of rock masses and it is very important in difference field of engineering works, particularly in the Earth science. It is usually calculated with analytical and numerical methods. Analytical methods apply for simple and regular joint set systems and for complicated Discrete Fracture Network (DFN) models only numerical methods are applicable. Numerical simulations demand a large computation resources and great space for data storage and in general it is very time consuming particularly when we have a large model size with densely populated of fractures. Using Effective Medium Theory (EMT) approach for calculation the conductivity and permeability of a lattice network is also reported in the literature as alternative method for numerical solution. However the degree of uncertainties for fluid flow analysis using EMT method compared with numerical modeling has not yet been calculated and reported and is the main objective of this research work. Firstly, we developed a code based on the modified EMT methodology for calculating the overall permeability of fracture networks using Matlab program and Representative Elementary Volume (REV) sizes are also approximated. A sensitivity analysis about the effect of geometrical parameters of fracture distribution such as density, orientation fractures and also three different aperture patterns are considered; constant aperture, distributed fracture apertures are correlated/uncorrelated with trace length, were set for quantifying the degree of uncertainties between calculated permeability by numerical and EMT methods. Using Monte Carlo simulation techniques, stochastic DFN models were generated with a large number of realizations. The Universal Distinct Element Code (UDEC) is also facilitated for numerical simulation analysis. The results show that the calculated mean values of permeability between DFN realization models by EMT method are closely to the results of numerical methods particularly when the fracture density is large, in this work 6.9. The REV size for DFN models with constant fracture aperture are approximated in the same value, however, for distributed fracture aperture models the REV size in EMT method is smaller than numerical methods. The results of sensitivity analysis show that the effect of geometric parameters of fractures on calculated permeability with two methods follow the same trend. With increasing the fracture density network permeability is increased and concentration coefficient of fisher distribution of fracture orientation does not have a significant impact on the results.
نفوذپذیری یک خصوصیت فیزیکی سنگ و یکی از پارامترهای مهم و حیاتی در شاخه های مختلف علوم زمین است. این پارامتر معمولا با استفاده از دو روش تحلیلی و عددی محاسبه می شود. روش های تحلیلی برای شبکه های ساده، منظم و کوچک و برای شبکه های بزرگ و پیچیده روش های عددی به کار می روند. مدلسازی های عددی برای حل به قدرت محاسباتی بالا و منبع بزرگی برای ذخیره سازی اطلاعات نیاز دارند. به طور کل این روش ها بسیار وقت گیر هستند به خصوص زمانی که شبکه هایی با اندازه و دانسیته بالا مدل می شوند. استفاده از روش تئوری محیط معادل برای محاسبه نفوذپذیری شبکه شکستگی، به عنوان جانشینی برای روش های عددی در تعدادی از مقالات گزارش شده است. با این وجود، میزان قطعیت این روش برای آنالیز جریان سیال در مقایسه با روش های عددی هنوز محاسبه و گزارش نشده است. این مسئله، موضوع اصلی این کار تحقیقاتی می باشد. در ابتدا بر اساس اصول کلی روش محیط جایگزین برنامه ایی برای محاسبه نفوذپذیری و تعیین اندازه نمونه معرف شبکه شکستگی تصادفی دو بعدی، در محیط متلب تدوین شد. یک آنالیز حساسیت بر روی پارامترهای هندسی شکستگی ها یعنی دانسیته و جهت شکستگی و همچنین سه حالت مختلف برای بازشدگی، باز شدگی ثابت، توزیع بازشدگی وابسته و غیر وابسته به طول شکستگی، به منظور تعیین درجه عدم قطعیت بین نتایج حاصل از تعیین نفوذپذیری با استفاده از روش عددی و روش محیط معادل، در نظر گرفته شد. با استفاده از تکنیک های شبیه سازی مونت کارلو، شبکه های شکستگی دو بعدی ایجاد شدند. روش عددی المان مجزا برای حل عددی بکار رفت. نتایج نشان می دهد که مقدار میانگین نفوذپذیری محاسبه شده با استفاده از روش محیط معادل به نتایج حاصل از روش عددی نزدیک است. و این مقدار در مدل هایی با دانسیته بالا یکسان است و از دانسیته 9/6 به بعد مقدار میانگین نفوذپذیری حاصل از دو روش با هم برابر است. اندازه نمونه معرف برای مدل هایی با بازشدگی ثابت با استفاده از هر دو روش،در طول یکسانی به دست می آید؛ ولی در مدل هایی با توزیع بازشدگی این پارامتر با استفاده از روش محیط معادل در طول کمتری نسبت به روش عددی به دست می آید. نتایج آنالیز حساسیت نشان میدهند که تاثیر پارامترهای هندسی شکستگی ها روی نفوذپذیری محاسبه شده با استفاده از هر دو روش روند یکسانی دارد. با افزایش دانسیته شکستگی شبکه، نفوذپذیری افزایش یافته و ثابت فیشر جهت شکستگی ها تاثیر خاصی روی نتایج ندارد.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی