Skip to main content
SUPERVISOR
Hamid Hashemalhosseini,Lohrasb Faramarzi,Alireza Baghbanan
حميد هاشم الحسيني (استاد راهنما) لهراسب فرامرزي (استاد مشاور) عليرضا باغبانان (استاد راهنما)
 
STUDENT
Soheila Dayani
سهيلا دياني

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.
چکيده نفوذپذيري يک خصوصيت فيزيکي سنگ و يکي از پارامترهاي مهم و حياتي در شاخه هاي مختلف علوم زمين است. اين پارامتر معمولا با استفاده از دو روش تحليلي و عددي محاسبه مي شود. روش هاي تحليلي براي شبکه هاي ساده، منظم و کوچک و براي شبکه هاي بزرگ و پيچيده روش هاي عددي به کار مي روند. مدلسازي هاي عددي براي حل به قدرت محاسباتي بالا و منبع بزرگي براي ذخيره سازي اطلاعات نياز دارند. به طور کل اين روش ها بسيار وقت گير هستند به خصوص زماني که شبکه هايي با اندازه و دانسيته بالا مدل مي شوند. استفاده از روش تئوري محيط معادل براي محاسبه نفوذپذيري شبکه شکستگي، به عنوان جانشيني براي روش هاي عددي در تعدادي از مقالات گزارش شده است. با اين وجود، ميزان قطعيت اين روش براي آناليز جريان سيال در مقايسه با روش هاي عددي هنوز محاسبه و گزارش نشده است. اين مسئله، موضوع اصلي اين کار تحقيقاتي مي باشد. در ابتدا بر اساس اصول کلي روش محيط جايگزين برنامه ايي براي محاسبه نفوذپذيري و تعيين اندازه نمونه معرف شبکه شکستگي تصادفي دو بعدي، در محيط متلب تدوين شد. يک آناليز حساسيت بر روي پارامترهاي هندسي شکستگي ها يعني دانسيته و جهت شکستگي و همچنين سه حالت مختلف براي بازشدگي، باز شدگي ثابت، توزيع بازشدگي وابسته و غير وابسته به طول شکستگي، به منظور تعيين درجه عدم قطعيت بين نتايج حاصل از تعيين نفوذپذيري با استفاده از روش عددي و روش محيط معادل، در نظر گرفته شد. با استفاده از تکنيک هاي شبيه سازي مونت کارلو، شبکه هاي شکستگي دو بعدي ايجاد شدند. روش عددي المان مجزا براي حل عددي بکار رفت. نتايج نشان مي دهد که مقدار ميانگين نفوذپذيري محاسبه شده با استفاده از روش محيط معادل به نتايج حاصل از روش عددي نزديک است. و اين مقدار در مدل هايي با دانسيته بالا يکسان است و از دانسيته 9/6 به بعد مقدار ميانگين نفوذپذيري حاصل از دو روش با هم برابر است. اندازه نمونه معرف براي مدل هايي با بازشدگي ثابت با استفاده از هر دو روش،در طول يکساني به دست مي آيد؛ ولي در مدل هايي با توزيع بازشدگي اين پارامتر با استفاده از روش محيط معادل در طول کمتري نسبت به روش عددي به دست مي آيد. نتايج آناليز حساسيت نشان ميدهند که تاثير پارامترهاي هندسي شکستگي ها روي نفوذپذيري محاسبه شده با استفاده از هر دو روش روند يکساني دارد. با افزايش دانسيته شکستگي شبکه، نفوذپذيري افزايش يافته و ثابت فيشر جهت شکستگي ها تاثير خاصي روي نتايج ندارد.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی