تعیین مقاومت نهایی لوله های جداری به دلیل نقش حیاتی آن ها در فازهای حفاری و تولید از اهمیت بالایی برخوردار است. پارامترهایی که در ایجاد شرایط بحرانی و متلاشی شدن لوله های جداری نقش دارند به دو دسته محیطی و ذاتی تقسیم می شوند. از جمله این پارامترها می توان به نسبت قطر به ضخامت، لنگی، نوع سازند، دمای محیط اطراف چاه، فشار منفذی و ... اشاره نمود. به منظور تعیین مقاومت نهایی لوله های جداری از روابط تجربی و روش های عددی می توان استفاده نمود. در این میان، روش های تجربی به دلیل فرضیات بسیار زیاد و عدم درنظر گیری برخی شرایط موثر در آسیب لوله های جداری، تخمین مناسبی از مقاومت نهایی لوله های جداری ارایه نمی کنند. به همین دلیل روش های عددی روشی موثر در تعیین مقاومت نهایی لوله های جداری به حساب می آیند. در مطالعه حاضر به منظور مدل سازی مقاومت نهایی و پیش بینی گسیختگی لوله جداری، ابتدا به بررسی پارامترهای موثر بر مقاومت نهایی لوله های جداری پرداخته، سپس خصوصیات مکانیکی سازند توسط نگارهای چاه تعیین گردید و در نهایت به منظور مدل سازی عددی از نرم افزار abaqus استفاده شد و تحلیل حساسیت نسبت به برخی پارامترهای موثر بر مقاومت لوله های جداری صورت گرفت. نتایج این مدل سازی سه بعدی نشان داد که ناهمسانگردی تنش و نسبت قطر به ضخامت موثرترین پارامترهای درگیر در گسیختگی لوله جداری می باشند.

فرآیند تولید ماسه یا جامدات در چاه های نفتی که عمدتاً در طول حفاری و شکست هیدرولیکی در میادین تحکیم نیافته اتفاق می افتد، یکی از بزرگ ترین مشکلاتی است که می تواند منجر به ریزش چاه، فوران گل حفاری و گیر کردن رشته ابزار حفاری در چاه گردد. مهم ترین عوامل تشکیل ماسه یا جامد در چاه، گسیختگی منطقه دارای ماسه به دلیل سست بودن، مقاومت فشاری اندک و تنش موثر بالای منطقه به دلیل تولید و تهی شدگی مخزن است. در مطالعه حاضر سعی شده تا با تعیین پارامترهای ژئومکانیکی سنگ مخزن از طریق نگارهای چاه، پتانسیل تولید ماسه در دیواره چاه طی فرایند حفاری و تولید با ارائه اندرکنش (سیستم مهندسی سنگ) پارامترهای موثر و مدل مکانیکی زمین معین گردد. در ابتدا، با بهره گیری از روابط تجربی و نگارهای مختلف پارامترهای الاستیک دینامیکی سنگ مخزن تخمین زده شد و بعد از تبدیل به مقادیر استاتیکی با نتایج حاصل از آزمایشات مغزه مورد تایید قرار گرفت. سپس به محاسبه مقاومت فشاری تک محوره سنگ مخزن به کمک روابط تجربی مختلف پرداخته شده است. در ادامه فشار منفذی سیال با استفاده از نگار صوتی و مقاومت ویژه تعیین گردید و نتایج حاصل از این مدل سازی ها با داده های تست سازند (mdt) کالیبره گردید. سپس با توجه به فشار منفذی و پارامترهای ژئومکانیکی، بزرگی تنش های برجا که شامل تنش عمودی و تنش افقی حداقل و حداکثر است، محاسبه گردید و نتایج با داده های تست نشت (lot) کالیبره شدند. در ادامه تنش های مماسی، شعاعی و محوری روی دیواره چاه مورد نظر محاسبه گردید. سپس با تحلیل سیستم مهندسی سنگ مشخص شد پارامترهای تنش موثر، خواص پتروفیزیکی، خواص سیال، افت فشار، هندسه حفره تولید، فشار مخزن، خواص مکانیکی و تراکم و جهت حفر حفره تولید به ترتیب بیشترین اندرکنش را در فرایند ماسه دهی چاه دارند. در میان پارامترهای مختلف، تنش موثر یکی از مهم ترین پارامترهای تأثیرگذار بر سیستم است. بزرگی تنش های موثر دیواره بستگی به بزرگی تنش های برجای موثر، شعاع چاه، فاصله از مرکز چاه و فشار منفذی دارد. بنابراین با کنترل هر یک از این پارامترها می توان اثر تنش موثر در تولید ماسه را تا حدودی کنترل کرد. به عبارت دیگر چنانچه با انتخاب وزن مناسب گل حفاری و نرخ بحرانی تولید بتوان تنش های اطراف چاه را کنترل کرد می توان تولید ماسه را نیز کنترل کرد. در ادامه با استفاده از معیارهای شکست سنگ (موهر- کلمب، موگی- کلمب و هوک- براون) بازه مجاز فشار گل حفاری تعیین شده و نتایج حاصل از سه معیار با هم مقایسه شده است. از نتایج این بخش می توان به تخمین بهتر فشارهای گل حفاری تعیین شده با استفاده از معیار موگی- کلمب در حالت تنش های نابرابر افقی نسبت به دیگر معیارها اشاره کرد. نتایج حاصل شده به کمک گزارشات حین حفاری و تولید مورد تایید قرار گرفت. در نهایت نیز با تعیین مناطق مختلفی که دچار خردشدگی و شکستگی کششی شده اند نشان داده شده است که با تعیین نرخ بحرانی تولید از تولید ماسه در حین تولید می توان تا حدودی جلوگیری نمود.

عملیات انفجار یکی از اصلی¬ترین بخش¬های عملیات معدنکاری می¬باشد و هدف از انفجارهای معدن، رسیدن به خردایش مطلوب است. پدیده¬های لرزش زمین، لرزش هوا، پرتاب سنگ، عقب¬زدگی و جابجایی نامطلوب از آثار مخرب آن است. یکی از پیامدهای نامطلوب عملیات انفجار در معادن روباز پدیده پرتاب سنگ است که درصد زیادی از کل حوادث اتفاق افتاده در معادن سطحی مربوط به پدیده پرتاب سنگ است. در این پایان¬نامه، 245 طرج انفجاری معدن مس سونگون ثبت شده و از قطر چال، طول چال، فاصله¬ردیفی چال¬ها، ضخامت بارسنگ، طول گل¬گذاری، خرج¬ویژه و حفاری ویژه به عنوان پارامترهای ورودی برای ارائه مدل پیش¬بینی پرتاب سنگ با سه روش یادگیری ماشین شبکه عصبی پرسپترون چندلایه، شبکه عصبی تابع پایه شعاعی و رگرسیون بردار پشتیبان استفاده شده است. در ادامه سعی شد تا با ترکیب این روش¬ها توسط الگوریتم ژنتیک روشی ارائه شود تا دقت پیش¬بینی¬ها را بهبود بخشد. روش ترکیبی از قدرت هر سه روش ذکر شده استفاده می کند. با ترکیب روش¬ها بهترین عملکرد با ضریب تعیین 969/0 برای الگوریتم ژنتیک بدست آمد. در نهایت مقایسه با نتایج بدست آمده از دو رابطه تجربی لاندبورگ 1973 و 1975 حکایت از برتری تکنیک¬های هوشمند دارد.

یکی از اهداف برداشت¬های لرزه¬ای ارائه مدلی از روند تغییرات مخزن و به نقشه در آوردن ناهمسانگردی موجود در لایه¬های زیرسطحی است. این در حالی است که داده¬های مربوط به نگار-های مختلف چاه می¬توانند برآوردهای دقیق¬تری از تغییرات مخزن ارائه نمایند اما این داده¬ها یک بعدی بوده و برای اعماق مشخصی برداشت می¬شوند. بنابراین اگر بتوان مقادیر پارامترهای مخزنی که از داده¬های چاه به دست می¬آیند به داده¬های لرزه¬ای ارتباط داد، مدل¬های دو بعدی یا سه¬بعدی مناسبی برای محدوده وسیعی از میدان مورد مطالعه ارائه خواهد شد که می¬تواند راه¬گشای بسیاری از مطالعات دیگر باشد. آنالیز رخساره¬های لرزه¬ای به تفسیر پارامترهایی مانند هندسه، پیوستگی، دامنه، فرکانس و سرعت لایه¬های زیرسطحی می¬پردازد; که از داده های لرزه انعکاسی قابل استخراج هستند. از آنجا که انعکاس از سطوح لایه¬های زیرسطحی به خصوصیات سنگ ها وابسته است، آنالیز رخساره¬های لرزه-ای می¬تواند تحلیل مناسبی از روند تغییرات لایه¬های زیرسطحی ارائه نماید. در همین راستا هدف از مطالعه حاضر آنالیز رخساره¬های لرزه¬ای یکی از میادین نفتی دنیا با استفاده از شبکه عصبی و ماشین برداری پشتیبان می¬باشد. در این راستا، ابتدا سعی شد تا با استفاده از داده¬های چاه و لرزه¬ای یکی از میادین دریای شمال، مدلی از روند تغییرات رخساره¬ای تخلخل ساخته شود. این فرآیند با استفاده از داده¬های نگار تخلخل داده¬های 15 چاه و استخراج نشانگرهای لرزه¬ای مختلف از رده¬های لرزه¬ای کنار چاه انجام پذیرفت. نشانگرهای لرزه¬ای مرتبط با نگار تخلخل با استفاده از رگرسیون خطی انتخاب و نشانگرهای با همسبتگی بالا با یکدیگر از مدل سازی حذف شدند. در نهایت با استفاده از شبیه سازی تابع هموار ساز گوسین، مدلی از روند تغییرات پارامتر تخلخل به صورت سه¬بعدی ارائه شد که با تغییرات مشاهده شده در مخزن تطابق مناسبی داشت. در ادامه نیز با استفاده از داده¬های نگار تخلخل، تشعشعات گاما و نفوذپذیری، سعی شد تا مقادیر زون¬های رسوبی قابل مشاهده در داده¬های چاه مورد پیش بینی قرار گیرد. در این راستا از ماشین برداری پشتیبان غیرخطی با کرنل گوسین استفاده شد و نشان داده شد که این ماشین با توجه به قابلیت های منحصر به فرد خود قادر است تا به خوبی لایه¬های رسوبی مختلف را از یکدیگر تمیز دهد. نتایج حاصل از این پایان نامه می¬تواند در تفکیک مناطق با تخلخل بالا از محدوده کم تخلخل مفید واقع شود.