به جمع مشترکان مگیران بپیوندید!

تنها با پرداخت 70 هزارتومان حق اشتراک سالانه به متن مقالات دسترسی داشته باشید و 100 مقاله را بدون هزینه دیگری دریافت کنید.

برای پرداخت حق اشتراک اگر عضو هستید وارد شوید در غیر این صورت حساب کاربری جدید ایجاد کنید

عضویت
فهرست مطالب نویسنده:

hasan ghasemzadeh

  • حسن قاسم زاده*، عرفان رحیمی، محمد علی ایرانمنش
    Hasan Ghasemzadeh *, Erfan Rahimi, Mohammadali Iranmanesh

    Geomechanics is one of the sciences that plays a fundamental role in the production of energy from the earth. Today, this science is widely used in the design and drilling of wells, as well as in reservoir engineering. Safe drilling is an essential parameter in the oil and gas industry. Modern drilling methods, such as multilateral(ML) wells, increase production efficiency. However, drilling such wells is associated with mechanical instability. Those issues depend on the formation strength parameters, in-situ stress, well-direction, pore-pressure, and fluid parameters. The study of stability requires a failure criterion. Hereof, some failure criteria do not consider the role of intermediate principal stress(σ2), which is proven to have a considerable effect on mechanical failure. Our study uses the three-dimensional(3D) finite element method(FEM) to investigate the stability and solid deformation of an ML well that follows the Mohr-Coulomb(MC) and Mogi-Coulomb(Mogi-C) failure criterion to studying of mechanical failure. The results were shown in different graphs such as changes in surface pressure, flow lines around the well and fracture for different borehole pressures using Mogi-C and MC fracture criteria. Our results revealed that the weakest range in these wells is at the junction of branches. Due to the principal stress effects, using the Mogi-C criterion is more safe and closer to reality. The results demonstrate an approximate 30% reduction in predicted failure points under pressures exceeding 30 MPa when employing the Mogi-C criterion, with predicted failures decreasing from approximately 15% to 5% at 35 MPa.

    Keywords: Multilateral Well, Intermediate Principal Stress, Mogi-Coulomb, Well Stability, Finite Element Method (FEM)
  • محمد صامد جهانیان، آرش رزمخواه*، حسن قاسم زاده، حمیدرضا وثوقی فر

    نفوذ نفت خام و مشتقات آن به خاک علاوه بر مشکلات مخرب و زیان آور زیست محیطی، منجر به تغییراتی در رفتار مکانیکی خاک می شود. هدف این مطالعه ارزیابی ظرفیت باربری پی های نواری مستقر بر ماسه ی آلوده به نفت مسلح با ژیوسل تحت بار خارج از مرکز از طریق مدل سازی عددی با استفاده از PLAXIS 2D است. رفتار پی بر اساس محتوای مختلف نفت با مقادیر 0، 3، 6، 9 و 12 درصد تحت بارگذاری با خروج از مرکزیت های مختلف e/B=0, 1/12, 1/6, 1/3 مورد ارزیابی قرار گرفته است. نتایج عددی نشان داد که آلودگی خاک بر عملکرد پی های نواری اثر منفی دارد، به طوری که افزایش محتوای نفت منجر به کاهش ظرفیت باربری پی می شود. مشاهده شد که تقویت خاک بستر با ژیوسل موجب افزایش ظرفیت باربری پی مستقر بر محیط آلوده به نفت به ازای مقادیر مختلف خروج از مرکزیت می شود. اثر تقویت با ژیوسل برای خاک آلوده بیشتر از خاک تمیز بود. علاوه بر این، با افزایش محتوای نفت و افزایش نشست، ضریب بهبود ظرفیت باربری (IF) افزایش یافت. همچنین، مشاهده شد که اثر تقویت کننده با افزایش خروج از مرکزیت بار برای هر دو خاک تمیز و آلوده افزایش می یابد. علاوه بر این، استفاده از ژیوسل ها زمانی موثرتر بود که بارگذاری خارج از هسته فونداسیون باشد، یعنی e/B>1/6. همچنین، کج شدن پی حول محور خط مرکزی آن به دلیل خروج از مرکزیت بار و همچنین تقویت خاک با ژیوسل منجر به کاهش ناحیه متاثر از تنش و در نتیجه عمق جابجایی خاک در زیر پی شد.

    کلید واژگان: ظرفیت باربری، پی نواری، ژئوسل، ماسه، خروج از مرکزیت، آلوده به نفت
    Mohammad Samed Jahanian, Arash Razmkhah *, Hasan Ghasemzadeh, Hamidreza Vosoughifar

    The infiltration of crude oil and its derivatives into the soil leads to changes in the mechanical behavior of the soil in addition to detrimental and environmental problems. This study aims to evaluate the bearing capacity of geocell-reinforced strip footings laid on oil-contaminated sand under eccentric load via numerical modeling using PLAXIS 2D. The behavior of the footing is assessed regarding various oil contents of 0, 3, 6, 9, and 12% under loading with different eccentricities of e/B=0, 1/12, 1/6, and 1/3. Numerical results revealed that soil pollution has a negative effect on the performance of strip footings, so that an increase in oil content led to a reduction in the magnitude of the load capacity. It was observed that reinforcement with geocell increases the bearing capacity of footing located on the oil-contaminated medium under different eccentricities. The effect of reinforcing with geocell was higher for contaminated soil compared to clean one. Further, the load capacity improvement factor (IF) increased by increasing oil content and settlement value. The results revealed that the reinforcing effect increased with an increase in load eccentricity for both clean and contaminated soils. In addition, the use of geocells is most effective when the loading is outside the core of the foundation, i.e., e/B>1/6. The footing tilting around the centerline axis of the footing due to load eccentricity as well as soil reinforcement with geocell led to a reduction in the stress-affected zone and as a result the displacement depth of the soil beneath the foundation.

    Keywords: Bearing Capacity, Strip footing, Geocell, Sand, Eccentricity, Oil-contaminated
  • حسن قاسم زاده، احمدعلی خدائی اردبیلی*

    تولید ماسه از طریق فرسایش تجهیزات ته چاهی و سطحی، افت تولید، و برخی اثرات دیگر می تواند هزینه های استحصال و بهره برداری از چاه های نفت را تا حد زیادی افزایش دهد. پیش بینی تولید ماسه در چاه های نفت معمولا با استفاده از قانون خطی دارسی به عنوان معادله بنیادی جریان سیال انجام می شود. این قانون سهم اینرسی سیال در افت فشار را در بر نمی گیرد و بنابراین زمانی معتبر است که سرعت جریان کم باشد. در صنعت نفت، انحراف از قانون دارسی معمولا برای چاه های گاز مهم تلقی می شود، ولی در یک تکمیل مشبک کاری شده، همگرایی قابل توجهی برای جریان در نزدیکی تونل های مشبک رخ می دهد که آن را مستعد اثرات اینرسی می نماید. در این مقاله، اثرات اینرسی جریان بر تولید ماسه از چاه های نفتی قایم غلاف دار مشبک کاری شده به روش عددی بررسی شده است. به این منظور روش اجزای محدود الاستوپلاستیک توام سه بعدی با رویکرد مش تطبیقی لاگرانژی-اویلری مورد استفاده قرار گرفته است. در تحلیل ها از قانون فورشهایمر برای لحاظ کردن اثرات جریان سرعت بالا استفاده شده است. یک قانون فرسایش مبتنی بر گرادیان فشار برای استفاده به عنوان معیار ماسه دهی به کار رفته است. از تقارن مارپیچی مشبک ها که معمولا در عمل وجود دارد، برای دستیابی به یک شبیه سازی واقع گرایانه تر و کارآمدتر استفاده شده است. تغییرات پاسخ ماسه دهی ناشی از اثرات اینرسی برای محدوده در نظر گرفته شده از پارامترها ارایه شده است. نتایج نشان می دهند که جریان با سرعت بالا باعث ایجاد نیروهای هیدرودینامیک اضافی در اطراف تونل های مشبک می شود که به نوبه خود می تواند منجر به تولید ماسه بیشتر شود. نشان داده شده است که نادیده گرفتن اثرات اینرسی در چاه های نفت مشبک کاری شده می تواند منجر به پیش بینی دست پایینی از میزان و نرخ تولید ماسه شود.

    کلید واژگان: تولید ماسه، اثرات اینرسی سیال، معادله فورشهایمر، تکمیل مشبک کاری شده، روش اجزای محدود، تقارن مارپیچ
    Hasan Ghasemzadeh, AhmadAli Khodaei Ardabili *

    Sand production by eroding downhole and surface equipment, production loss, and some other impacts can greatly increase hydrocarbon recovery and operational costs. Prediction of sand production in oil wells is generally conducted by using linear Darcy’s law as the constitutive equation for oil flow. This simple law does not include the contribution of fluid inertial in pressure drop and therefore is valid when the flow velocity is low. In petroleum engineering, deviation from Darcian trend is ordinarily considered important for gas wells, however in a perforated oil well considerable flow convergence occurs near the perforation tunnels, which makes it susceptible to inertia effects. In this paper, impacts of flow inertia on sand production from vertical cased-and-perforated oil wells are numerically analyzed. In this regard, 3D coupled, poro-elastoplastic finite element methods with arbitrary Lagrangian-Eulerian adaptive mesh approach are employed. Forchheimer’s law is utilized to account for high velocity flow effects in the analysis. A pressure gradient-based erosion law is adapted for use as the sanding criterion. The helical symmetry of the perforations, generally the case in practice, is utilized to achieve a more realistic but efficient simulation. Sanding response modifications due to inertia effects are presented for the considered range of parameters. The results indicate that high velocity flow leads to an increase in hydrodynamic forces around the perforation tunnels, which in turn can lead to more sand production. It is shown that ignoring the effects of inertia in perforated oil wells can lead to significantly lower predictions of both amount and rate of sand production.

    Keywords: Sand production, Fluid inertia effects, Forchheimer’s law, Perforated completion, Finite element method, Helical symmetry
  • Shahrooz Shakeri Garakani *, Hasan Ghasemzadeh

    Non-coaxiality plays a key role in modelling of problems with significant stress rotation in soil mechanics. This will be more crucial in types of soils or granular materials with anisotropy. Many of the constituent rocks of oil and gas reservoirs are of the anisotropic type, so considering anisotropy in the study of oil reservoirs will have special significance. Neglecting to account for stress and strain non-coaxiality would result in errors and overestimating soil capacity. A mathematical solution is developed and applied within the framework of multi-laminate model, to deal with this issue. Selecting multi-laminate frame as the base of the model facilitates consideration of anisotropy with less mathematical effort. In addition, tracing fabric evolution may be much easier in this framework. Concept of stress and strain vector fields are introduced for shear components of planes, and in contrast to ancestor multi-laminate models, shear stress is calculated through this concept for each plane in the proposed model. Using this method, non-coaxiality may be considered on planes, and consequently the integrated result of plane stresses will be non-coaxial as well. Finally, to apply the model for greater problems, a code is developed to introduce the new model to FE program, Opensees. The program is implemented for analyzing an experimental plane-strain loading test of an anisotropic dense specimen of Toyoura sand. The results show a good agreement between theory and experiment.

    Keywords: Fabric Assessment, Damage, Anisotropy, Geo-Materials, Multi-Laminate, Stress Rotation
  • سعید بابائی، مهدی استادحسن، سید علی معلمی، مهراب رشیدی، حسن قاسم زاده، علی کدخدائی

    محاسبه صحیح میزان جذب سطحی مطلق سیال متان درون نانومنافذ مخازن شیل گاز به منظور تخمین حجم گاز درجا یکی از کلیدی ترین پارامترها است. در مطالعات آزمایشگاهی تنها همدمای جذب سطحی اضافی به صورت مستقیم قابل اندازه گیری است و برای محاسبه همدمای جذب سطحی مطلق، نیاز به معلوم بودن پارامتر چگالی جذب شده می باشد. بدین منظور در اکثر مطالعات با استفاده از مقداری ثابت برای این پارامتر و با به کار بردن مدل جذب لانگمویر، همدمای جذب سطحی مطلق محاسبه می شود. در پژوهش حاضر با استفاده از روش شبیه سازی مولکولی به مطالعه دقیق تر نحوه محاسبه چگالی جذب شده در کانی کلسیت پرداخت شده است. بدین منظور سیال متان درون کانی کلسیت با سایز منفذ 4 نانومتر در دماهای 30 و 90 درجه سانتی گراد و فشار تا 50 مگاپاسکال شبیه سازی و به بررسی اثرات دما و فشار در مقدار جذب سطحی و چگالی جذب شده پرداخت شده است. این مطالعه نشان داد که مقدار جذب سطحی، با افزایش فشار و دما، به ترتیب افزایش و کاهش می یابد. همچنین نتایج حاکی از آن است که استفاده از مدل جذب لانگمویر با چگالی جذب شده ثابت، برای تخمین جذب سطحی مطلق مقادیر کمتری نسبت به مقدار واقعی از خود نشان می دهد و با افزایش فشار، این خطا افزایش می یابد و استفاده از چگالی جذب شده بدست آمده از شبیه سازی مولکولی به منظور تبدیل همدمای جذب سطحی اضافی به مطلق می تواند نتایج قابل قبولی ارایه دهد.

    کلید واژگان: شیل گازی، جذب سطحی، چگالی جذب شده، کلسیت، لانگمویر، شبیه سازی مولکولی
    Saeed Babaei, Mehdi Ostadhassan, Seyed Ali Moallemi, Mehrab Rashidi, Hasan Ghasemzadeh, Ali Kadkhodaie

    An accurate estimation of methane absolute adsorption in nanopores of shale gas is crucial for a good estimation of gas in place (GIP). However, experimental studies would only provide us with the excess adsorption isotherm directly. In this regard, knowing the adsorbed density is necessary to calculate the absolute adsorption. For this purpose, most researchers calculate the absolute adsorption isotherm via the Langmuir adsorption model with a constant value for the adsorbed density. In the present study, using hybrid grand canonical Monte Carlo/molecular dynamics simulations, we explained how to improve the calculation of the adsorbed density in calcite. For this purpose, methane inside calcite mineral with a pore size of 4 nm at temperatures of 30 and 90 °C and pressures up to 50 MPa is simulated, and the effects of temperature and pressure on the amount of adsorption and adsorbed density are investigated. This study showed that adsorbed density increases and decreases with increasing pressure and temperature, respectively. The results verify that the Langmuir adsorption model with constant adsorbed density will underestimate the absolute adsorption capacity, which is exacerbated with pressure. Finally, the adsorbed density obtained from molecular simulations to convert excess adsorption to absolute values can provide acceptable results that can be improved the GIP assessments.

    Keywords: Shale gas, Adsorption, Adsorbed phase density, Calcite, Langmuir, Molecular simulations
  • Hasan Ghasemzadeh *, Majid Mirzanejad

     In this study, we present an analytical model developed to describe broadband inhomogeneous wave propagation in an unsaturated visco-poroelastic layered medium which can applied in geomechanics issues as hydrocarbon reservoirs. By taking into account the effect of the tortuosity parameter on the movement of pore fluids, the proposed formulation is capable of describing the wave behavior at high as well as mid and low frequencies. The boundary conditions proposed in this study, account for the connection between the surface pores, along with the slip that occurs between the two media at their interface. This enables us to model the layered medium in a more realistic way, where, the pore fluids are able to pass through the layers and the layers are able to move relative to each other. Finally, a sensitivity analysis is carried out and the effect of the various parameters on wave propagation inside the layered medium is observed.

    Keywords: Reflection, refraction, Wave propagation, Porous materials, unsaturated soil, boundary conditions
  • حسن قاسم زاده*، سعید بابائی
    تخمین مقدار جذب مطلق در مخازن شیل گازی یکی از کلیدی ترین پارامترها است. با توجه به محدودیت های موجود، مطالعات آزمایشگاهی قادر به محاسبه جذب مطلق به طور مستقیم نیست و تنها می تواند جذب اضافی همدما را مستقیما اندازه گیری کند. همچنین در اکثر مطالعات آزمایشگاهی جذب اضافی همدما تا فشار 15 مگاپاسکال انجام می گیرد. در نتیجه برای تبدیل جذب اضافی به مطلق در فشارهای اندازه گیری شده و بیش تر از آن، از مدل های جذب موجود استفاده می شود. در این مطالعه با استفاده از شبیه سازی مولکولی به شبیه سازی سیال متان درون کروژن با سایز منفذ 4 نانومتر در سه دمای 303.15، 333.15 و 363.15 کلوین تا فشار 50 مگاپاسکال پرداخته و سپس دقت مدل های جذب موجود برای تخمین جذب مطلق همدما مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج شبیه سازی مولکولی نشان می دهد چگالی جذب شده تابعی از فشار و دما است و همواره این مقدار کمتر از چگالی متان مایع است. نتایج مدل جذب لانگمویر و فوق بحرانی دابینین-رادوشکویچ بیانگر دقت کم هر دو مدل در تخمین مقدار جذب مطلق در تمامی دماها است. در آخر، استفاده از حجم جذب شده به دست آمده از شبیه سازی مولکولی برای تخمین جذب مطلق در تمامی دماها و فشارها، دارای خطای کمتر از 10 درصد بوده و استفاده از این روش توصیه می شود.
    کلید واژگان: شیل گازی، جذب سطحی، جذب مطلق، کروژن، لانگمویر، دابینین-رادوشکویچ، شبیه سازی مولکولی
    Hasan Ghasemzadeh *, Saeed Babaei
    Estimation of absolute adsorption in shale gas reservoirs is one of the key parameters. Experimental studies can only measure the excess adsorption isothermal directly. Also, in most experimental studies, excess adsorption up to a pressure of 15 MPa is measured. As a result, Langmuir and supercritical Dubinin–Radushkevich (SDR) adsorption models are used to convert the excess to absolute adsorption at measured pressures and above. Using hybrid grand canonical Monte Carlo/molecular dynamics (GCMC/MD) simulations, we simulate methane fluid in kerogen with 4 nm pore size at three temperatures of 303.15, 333.15, and 363.15 K up to a pressure of 50 MPa. Then the accuracy of adsorption models to estimate the absolute adsorption is investigated. The molecular simulation results show that the adsorbed density is a function of pressure and temperature and is always less than the liquid methane density. The Langmuir and SDR adsorption models show low accuracy of both models in estimating the absolute adsorption at all temperatures. Finally, using the adsorbed volume obtained from molecular simulation to estimate the absolute adsorption at all temperatures and pressures has an error of less than 10%, and the use of this method is recommended.
    Keywords: Shale gas, Adsorption, Absolute adsorption, Kerogen, Langmuir, Dubinin–Radushkevich, Molecular Simulation
  • Foad Changizi, Arash Razmkhah *, Hasan Ghasemzadeh, Masoud Amelsakhi
    Oil-contaminated soil should be remediated or can be used as filling materials .The evaluation of bearing capacity of geocell-reinforced soil abutment wall is the purpose of present study under conditions of the backfill contaminated soil through numerical modeling based on PLAXIS 2D. The behavior of the wall is studied based on changes in the amount of oil, the distance between the strip footing and the wall facing (D), the height (hg) the length (L) and the number of geocell layers as well as the wall slope. The numerical results showed that the maximum length geocell layer required is 2.16 times the footing width and the optimum geocell length is equal to 1.0 times the wall height (H). The increase in the geocell height and number of geocell layers leads to increase in the soil stiffness, leading to increase in the bearing capacity of footing and decrease in the horizontal displacement of wall. The results showed that reducing the slope of the wall is very effective in reducing the horizontal displacement of the wall. In general, the soil contamination due to the oil has a negative effect on wall performance. In other words, an increase in the amount of oil reduces the percentage improvement in the wall behavior due to an increase in the height, length and the number of geocell layers. For example at hg/B = 0.6 and settlement equal to 10% of the footing width, the bearing capacity of footing for soil contamination with 9% oil reduces by 35%.
    Keywords: Geocell-reinforced soil wall, Oil-contaminated soil, Numerical modeling, Bearing Capacity, horizontal displacement
  • Investigation of Soil Active Wedge Angle with Linear Matric Suction Distribution Below the Footing
    Hasan Ghasemzadeh*, Fereshteh Akbari

    In this paper, a theoretical approach is established to determine the active wedge angle of unsaturated soils, based on the limit equilibrium method, while matric suction varies linearly with respect to depth. In the previous researches, constant suction distribution profile within the soil has been pointed out, however, generally linear and nonlinear suction profiles develop above the ground water table. The range of suction value covers transition zone and residual zone of unsaturation. Sensitivity of the proposed model, with respect to different parameters, shows that the value of active wedge angle is more dependent on the internal friction angle, in comparison to other properties. Therefore, instead of a complex relation, simple equation can be used. The results show that the active wedge angle for unsaturated soils is equal to π6+78ϕ. Comparisons between the presented model and experimental data show that, for some values of internal friction angle, the active wedge angle in unsaturated state is close to saturated state.

    Keywords: Active wedge angle, Unsaturated soil, Matric suction, Limit equilibrium method, Bearing capacity
  • Hasan Ghasemzadeh *

    Porous media of hydro-carbon reservoirs is influenced from several scales. Effective scales of fluid phases and solid phase are different. To reduce calculations in simulating porous hydro-carbon reservoirs, each physical phenomenon should be assisted in the range of its effective scale. The simulating with fine scale in a multiple physics hydro-carbon media exceeds the current computational capabilities. So, the Improved Multiscale Multiphysic Mixed Geomechanical Model (IM3GM), has been recently developed. An elaso-plastic model which consider the hydraulic and mechanical behaviors of media is used to simulate the solid phase deformation in IM3GM. Also, the multiscale and adaptive mesh refinement (AMR) method is used to reduce the computational time. In this study, IM3GM is introduced by simulating the effects of surrounding area of reservoirs. Finally, a reservoir sample is simulated by IM3GM and reasonable agreements are obtained. It seems that the effect of surrounding area is undeniable and should be taken into consideration.

    Keywords: Geomechanics, Deformable storages, Elasto-plastic, Multiscale, Adaptive mesh refinement, Deformable environment
  • محمد صنایع پسند*، حسن قاسم زاده
    محیط‏های متخلخل مخازن نفتی دارای لایه بندی هایی در گستره مقیاس های مختلف می باشند که این مقیاس‏ها با مقیاس اثر بخشی فازهای سیال داخل مخزن متفاوت هستند. جهت کاهش حجم محاسبات در شبیه‏سازی مخازن متخلخل نفتی، ارزیابی هر پدیده فیزیکی در گستره تاثیر (مقیاس) خود مرسوم شده است. در مقاله پیش‏رو جهت افزایش دقت شبیه‏سازی مخازن نفتی، اثرات فشار مویینگی ایجاد شده در بین فازهای سیال بر روی یکی از مدل‏های چند مقیاسی اضافه گردید. در این ارتباط معادلات حاکم بر این مدل ارتقاء داده شده و در نهایت با شبیه‏سازی یک مخزن متخلخل همگن در شرایط لحاظ نمودن فشار مویینگی، میزان تاثیر آن بر روی فشار سیال بررسی شد. لحاظ نمودن اثر مویینگی در مخزن مورد نظر سبب افزایش یافتن فشار آب در مجاورت ناحیه تزریق آب و کاهش یافتن آن در مجاورت ناحیه برداشت نفت شد. در نتیجه با افزودن پارامترهای مویینگی، مدلسازی میزان نفت استخراج شده را بیشتر نشان می‏دهد. به نظر می‏رسد میزان تاثیر مویینگی بر موارد مذکور غیرقابل چشم پوشی بوده و اثر مویینگی مخصوصا در شبیه‏سازی مخازن غیرهمگن باید لحاظ گردد.
    کلید واژگان: موئینگی، چند مقیاسی، محیط متخلخل، نفت، مدل‏سازی عددی
    Mohammad Sanayepasand *, Hasan Ghasemzadeh
    the porous media of oil reservoirs have different layers with wide range scales which are different from effective scale of fluid flow in reservoirs. To reduce the calculating time of porous reservoirs modeling, each physical effect should be treated separately on its scale and area of influence. In this paper, the capillary pressures parameters between fluid phases were added on a multiscale deformable model to increase the accuracy of modeling. So, the governing equation was revised and a homogeneous oil reservoir was analyzed considering capillary influences. Comparing the results of analyzing the homogeneous oil reservoir with or without capillary effect shows that the water pressure was increased around the injection point and was decreased around the production point after considering capillary. It seems that the effects of capillary pressures on fluid pressures was significant and should be considered especially in modeling of inhomogeneous reservoirs due to increasing the irregularity flowing.
    Keywords: Capillary, Multiscale, Porus media, Oil, Numerical modeling
  • Ehsan Taheri *, Amoirodin Sadrnejad, Hasan Ghasemzadeh
    Reservoir formations exhibit a wide range of heterogeneity from micro to macro scales. A simulation that involves all of these data is highly time consuming or almost impossible; hence, a new method is needed to meet the computational cost. Moreover, the deformations of the reservoir are important not only to protect the uppermost equipment but also to simulate fluid pattern and petroleum production strategy. In this regard, multiscale multiphysic mixed geomechanical model (M3GM) is recently developed. However, applications of petroleum reservoirs through gas or water injection in the depleted reservoir are in concern. In the present paper, a multiscale finite volume framework and a finite element method are employed to simulate fluid flow and rock deformation respectively. The interactions of solid and fluid phases are instated through the M3GM framework. Then, its application in the petroleum reservoir through injection process is validated. The numerical results are compared with the fine scale simulations and reasonable agreement with high computational efficiency is obtained.
    Keywords: Multiscale, Petroleum Reservoir, Computational Efficiency, Interaction, Injection
  • حسن قاسم زاده، سید امیرالدین صدرنژاد، احمدعلی خدائی اردبیلی*
    در صنعت نفت به تولید ذرات یا تکه های به هم چسبیده ماسه همراه با سیالات مخزن، ماسه دهی گفته می شود. در ماسه دهی از چاه های نفت معمولا دو مکانیسم اصلی دخیل می باشد. مکانیسم اول ناپایداری مکانیکی و خرد شدن سنگ در مجاورت گمانه چاه بوده و مکانیسم بعدی، ناپایداری هیدرودینامیکی ناشی از اعمال نیروی تراوش بر مصالح خرد شده است. در این مقاله با در نظر گرفتن هر دو مکانیسم مزبور، یک مدل عددی برای پیش بینی شروع و میزان ماسه دهی پیشنهاد شده است. پیاده سازی مدل در یک برنامه اجزای محدود با توام سازی صریح معادلات جریان سیال و تغییرشکل اسکلت جامد تشریح شده است. مدل پیشنهادی با حذف المان های ارضاء کننده معیار ماسه دهی و همچنین تکه سنگ های نسبتا بکر جدا شده از مخزن، قادر به نمایش تغییرات هندسی حفره در اثر ماسه دهی می باشد. این مدل با استفاده از نتایج چاپ شده یک آزمایش ماسه دهی بر روی مغزه مشبک کاری شده از یک سنگ مخزن، کالیبره شده و مورد ارزیابی قرار گرفته است. نتایج مدل در قالب شروع و میزان ماسه دهی، انطباق مناسبی را با نتایج آزمایشگاهی نشان می دهد که بیانگر قابلیت استفاده از آن در تحلیل ماسه دهی چاه های نفت است.
    کلید واژگان: پیش بینی ماسه دهی، معیار ماسه دهی، تونل مشبک کاری، پیاده سازی عددی، روش اجزای محدود
    Hasan Ghasemzadeh, Seyed Amirodin Sadrnejad, Ahmadali Khodaei Ardabili *
    In the oil industry, production of sand particles or detached sand clumps together with the formation fluids is called sand production. Sand production in oil wells is usually related to two fundamental mechanisms. The first mechanism is mechanical instability and degradation of the rock in the vicinity of the wellbore and the other is hydrodynamical instability due to flow induced drag force on the degraded material. In this paper, considering both the mechanisms, a new numerical model for predicting the onset of sanding as well as the amount of sanding is proposed. Implementation of the model in an explicitly coupled flow and deformation finite element program is described. The proposed model by removing the elements that have satisfied the sanding criteria as well as isolated rock chunks from reservoir can capture cavity evolution associated with sand production. The model is calibrated and validated against published results of a sanding experiment in a perforated reservoir rock. Results of the model in terms of initiation and amount of sanding are compares well with the experimental observations which suggests it can be used for sanding analysis of oil wells.
    Keywords: Sand Production Prediction, Sanding Criteria, Perforation Tunnel, Numerical Implementation, Finite element method
  • محسن قدردان، محمدرضا صبور، حسن قاسم زاده، الهه خسروی
    آلودگی خاک و آب های زیرزمینی به مواد ارگانیک و سمی یک مشکل شایع محیط زیستی است. در این میان محصولات نفتی یکی از مهمترین آلاینده های محیط زیست محسوب می شود. آلودگی خاک از طریق فعالیتهای پتروشیمی و نشت مواد نفتی تنها یک مسئله زیست محیطی نمی باشد بلکه یک مسئله ژئوتکنیکی نیز محسوب می شود. در اثر فرآیندهای فیزیکی-شیمیایی که بین آلاینده و خاک رخ می دهد، رفتار و خصوصیات خاک تغییر می کند. این امر می تواند باعث تغییر ظرفیت باربری خاک گردد. در این مقاله، مجموعه ی کاملی از آزمایشات مکانیک خاک شامل برش مستقیم، تک محوری، حدود اتربرگ و همچنین مشاهده توسط میکروسکوپ الکتریکی پیمایشی بر روی نمونه های خاک کائولینیت آلوده به درصدهای مختلف گازوئیل انجام شده است. نتایج آزمایش برش مستقیم نشان داده است که افزایش درصد آلودگی منجر به افزایش چسبندگی و کاهش زاویه اصطکاک داخلی می‏شود. همچنین افزایش درصد گازوئیل تا مقدار مشخصی باعث کاهش یافتن مقاومت محدود نشده و شاخص خمیری خاک می گردد.
    کلید واژگان: خاک آلوده، مطالعات آزمایشگاهی، کائولینیت، پارامترهای خاک، گازوئیل
    Mohsen Ghadrdan *, Mohammad Reza Sabour, Hasan Ghasemzadeh, Elahe Khosravi
    The contamination of soils and groundwater by toxic and/or hazardous organic pollutants is a widespread environmental problem. One group of these contaminants is petroleum products. Soil pollution caused by petrochemical activities, oil spills and leakage is not only an environmental issue but also a geotechnical issue. Physical and chemical reactions between soil and contaminant lead to change in soil properties and behaviour. In this paper, a set of laboratory tests including the direct shear test, uniaxial compression test, Atterberg limits and Scanning Electron Microscope (SEM) have been carried out on Kaolinite samples polluted with different percentages of gasoil. The direct shear test results demonstrate that increasing the pollutant percentage leads to an increase of cohesion and a decrease in internal friction angle of the soil. Also, increasing the amount of gasoil to a certain percentage results in a decrease in the uniaxial strength and the plasticity index of the soil.
    Keywords: Contaminated soil, Laboratory tests, Kaolinite, Geotechnical properties, gasoil
  • حسن قاسم زاده، علیرضا غنی زاده
    طرح روسازی در روش های مکانیکی- تجربی در معمول بر پایه فرض هایی مانند ویژگی های لایه های روسازی(ضخامت، ضریب کشسانی، ضریب پواسون و...)، بارگذاری(وزن محور، مختصات چرخها، شمار تکرار و...) و همچنین سازوکار های گوناگون خرابی برای مصالح مختلف انجام می شود. به حقیقت پیوستن همه فرض ها در طراحی روسازی برای مطالعه عملکرد آن در سال های مختلف بهره برداری به دلیل وجود خطا در پیش بینی آمد و شد خودروهای گوناگون، نبود تعیین دقیق ویژگی های مصالح با توجه به هزینه بسیار زیاد برخی از این آزمایش ها و همچنین خطاها و محدودیت ها در مرحله اجرایی امکان پذیر نمی باشد. وجود خطا در عامل های ورودی طراحی روسازی سبب شده است تا در روش های جدید طراحی روسازی وابسته به روش مکانیکی– تجربی، فرآیند طراحی روسازی بصورت یک فرآیند غیرقطعی مطرح شود تا از این راه بتوان اثر خطای عامل های ورودی طراحی را بر خطای عامل های عملکردی روسازی بررسی و در نهایت قابلیت اطمینان طرح را وارسی کرد. با توجه به محاسبات پیچیده مورد نیاز در روش های مکانیکی – تجربی برای تحلیل و پیش بینی عمر روسازی، روش های سنتی بر پایه مشتق گیری را نمی توان برای تعیین خطای عامل های عملکردی روسازی مورد استفاده قرار داد. در این مقاله تاثیر خطای عامل های مختلف طراحی روسازی(ضریب کشسانی، ضریب پواسون، ضخامت لایه ها و فشار چرخ) بر روی خطای پیش بینی عمر خستگی و شیار شدگی روسازی با استفاده از روش شبیه سازی مونت کارلو)Monte Carlo (مورد بررسی قرار گرفته و اثرهای هر یک از عامل های ارائه شده است.برای این منظور با در نظر گرفتن سه مقطع روسازی با ظرفیت سازه ای متفاوت، درجه اهمیت هر یک از عامل های ورودی بر روی قابلیت اطمینان عمر خستگی و شیارشدگی مشخص شده است. همچنین، امکان استفاده از روش شبیه سازی مونت کارلو در گسترش رابطه هایی برای پیش بینی خطای عمر شیارشدگی و خستگی روسازی به گونه ای که نیاز به شبیه سازی های آینده نباشد، بررسی شده است.
    کلید واژگان: روش مکانیکی، تجربی، تحلیل خطا، شبیه سازی مونت کارلو، خستگی، شیارشدگی، طراحی روسازی
    Hasan Ghasem Zadeh, Ali Reza Ghanizade
    Pavement design using mechanistic-empirical methods is often carried out based on the some assumptions for pavement layer''s properties (thickness، elastic modulus، Poisson''s ratio and ….)، loading properties (axial weight، tire coordinates، number of repetitions and …) and also the failure mechanism for different materials. Fulfillment of these assumptions for evolution of pavement performance during service life is impossible. This is because of the uncertainty in the traffic preaiction of different vehicles،problem ofprecise determination of material specifications due to high cost of some tests and also errors and limitations in the construction phase. The error Existance in the estimation of input pavement design parameters leads to the probabilistic procedure. for the pavement design This helps the designer to study the influence of uncertainty of input parameters on the pavement performance parameters and finally controlling the design reliability. Because of the complicated computations for pavement analysis and its performance prediction، classical methods based on the deviation are not applicable to the reliability analysis of pavement performance. In this paper، the effect of the error in estimating the different input parameters of pavement design (elastic modulus، thickness and tire pressure) on prediction error of the fatigue and rutting life is studied using Monte Carlo Simulation method. For this purpose، three pavement sections with different structural capacity were considered and importance of each input parameter on prediction error of fatigue and rutting lifehave been prioritized. The possibility of using Monte Carlo simulation to develop some relationships to estimating the pavement rutting and fatigue life error has been explored. These relationships can be applied for future reliability analysis without using simulation
    Keywords: Mechanistic, Empirical Method, Error Analysis, Monte Carlo Simulation, Fatigue, Rutting, Pavement Design
  • Hasan Ghasemzadeh, Esmat Akbari

    In this study compressive strength of carbon nanotube (CNT)/cement composite is computed by analytical method. For this purpose representative elementary volume (REV) as an indicator element of composite is chosen and analyzed by elasticity relationships and Von mise's criterion applied to it. It is assumed that carbon nanotubes are distributed uniformly in the cement and there is perfect bonding in the interface of cement and nanotube. At first for simplicity of computations, carbon nanotubes (CNTs) are assumed to have unidirectional orientation in the cement matrix. In following, the relations are generalized to consider random distribution of nanotubes in cement, and a new factor suggested for random orientation of fibers in the CNT/cement composite. The results of analytical method are compared with experimental results.

سامانه نویسندگان
  • دکتر حسن قاسم زاده
    دکتر حسن قاسم زاده
    استاد ژئومکانیک، دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی، تهران، ایران
اطلاعات نویسنده(گان) توسط ایشان ثبت و تکمیل شده‌است. برای مشاهده مشخصات و فهرست همه مطالب، صفحه رزومه ایشان را ببینید.
بدانید!
  • در این صفحه نام مورد نظر در اسامی نویسندگان مقالات جستجو می‌شود. ممکن است نتایج شامل مطالب نویسندگان هم نام و حتی در رشته‌های مختلف باشد.
  • همه مقالات ترجمه فارسی یا انگلیسی ندارند پس ممکن است مقالاتی باشند که نام نویسنده مورد نظر شما به صورت معادل فارسی یا انگلیسی آن درج شده باشد. در صفحه جستجوی پیشرفته می‌توانید همزمان نام فارسی و انگلیسی نویسنده را درج نمایید.
  • در صورتی که می‌خواهید جستجو را با شرایط متفاوت تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مطالب نشریات مراجعه کنید.
درخواست پشتیبانی - گزارش اشکال