فهرست مطالب

نشریه علوم و فنون سازندگی
سال چهارم شماره 3 (پیاپی 13، پاییز 1402)

  • تاریخ انتشار: 1403/08/26
  • تعداد عناوین: 6
|
  • محمد شمسی*، سید فرشید شجاعی، حسین اکبری جور صفحات 1-11
    بهینه سازی برنامه ریزی تولید کوتاه مدت در معادن روباز با هدف تعیین توالی استخراج بلوک ها به منظور کاهش انحرافات از اهداف و یا جریمه های متحمله انجام می شود. این برنامه با در نظرگرفتن محدودیت های شیب و توان تولید برای رسیدن به طرح بلند مدت انجام می شود. نرم افزارNPV یکی از نرم افزار هایی است که برای برنامه ریزی تولید مورد استفاده قرار می گیرد. این نرم افزار به دلیل الگوریتم ابتکاری مبنی بر افزایش سود و کاهش زمان بازگشت سرمایه نمی تواند در برنامه ریزی تولید کوتاه مدت به نحو بهینه، توالی استخراج بلوک ها را تعیین کند. همچنین استفاده از رویکرد دپو سازی و سپس عملیات مخلوط سازی مواد به منظور تهیه خوراک مناسب برای کارخانه، دارای هزینه ها و معایبی است. در این مقاله یک مدل تحقیق در عملیاتی برای بهینه سازی برنامه ریزی تولید کوتاه مدت ارایه شده است. تابع هدف مسئله، مینیمم سازی هزینه ی انحرافات و هزینه های عملیاتی را دنبال می کند. در صورت انحراف از اهداف، متغیر-های تصمیم مقدار انحراف را نشان می دهند. حاصل ضرب مقدار انحرافات در هزینه انحرافات در تابع هدف قرار دارند و مدل تعیین توالی استخراج را به طوری تعیین می کند که انحرافات حداقل باشند. مدل ارایه شده در نرم افزار گمز با استفاده از سالور سیپلکس پیاده-سازی و حل شد. پس از مدت زمان دو ساعت و 51 دقیقه با گپ نسبی 0.07 درصد، توالی استخراج بلوک ها در هر دوره سه ماهه بدون انحراف از اهداف تولید حاصل شد. سپس با استفاده از توالی به دست آمده از دوره ی سه ماهه اول، برای 12 دوره هفتگی برنامه ریزی تولید انجام شد.
    کلیدواژگان: معدن روباز، برنامه ریزی تولید، کاهش انحرافات، بهینه سازی
  • محمد نعلبندان*، عمار گلین مقدم صفحات 13-24
    یکی از معادن متروکه که اخیرا فعال شده است، معدن بایچه باغ است. معدن بایچه باغ در 144 کیلومتری غرب زنجان و 125 کیلومتری جنوب غرب میانه، درگذشته به عنوان یکی از معادن مهم منطقه به شمار می رفته و تاسیسات ایجادشده در آن موید این مطلب است. این معدن دارای 4 منطقه به نام های طلعت، تایدیان، خوشنودی و دره می باشد که در حال حاضر تنها ذخایر منطقه تایدیان و بخشی از طلعت باقی مانده است. مسئله اصلی در این معدن فقدان وجود روش استخراج زیرزمینی بهینه ازنظر فنی و اقتصادی است. در این تحقیق با استفاده از مدل های کیفی و کمی انتخاب روش استخراج، روش های استخراج دارای اولویت اولیه انتخاب شدند. روش های استخراج انتخاب شده توسط الگوهای کمی و کیفی، ازنظر معیارهای فنی مانند شرایط هندسی و ژئومکانیکی کانسار، خواص جانبی کانسار و... مقایسه شدند و درنهایت 6 روش استخراج به مرحله مقایسه اقتصادی راه یافتند. روش های استخراج انتخاب شده در مرحله مقایسه اقتصادی، با تحلیل هزینه ها و درآمدهای مستقیم استخراج کانسار با یکدیگر مقایسه شدند و درنهایت روش استخراج انباره ای ازنظر فنی و اقتصادی به عنوان گزینه مناسب انتخاب شد. به منظور تحلیل پایداری کارگاه استخراج و تونل 60 در روش استخراج انباره ای معدن بایچه باغ، لنگه بالای تونل 60 با ارتفاع 3، 2 و 1 متری با یکدیگر مقایسه شدند و پس از مدل سازی عددی هر یک از لنگه های یادشده و حفاری و پرشدن کارگاه استخراج با ماده معدنی و مقایسه با روابط تجربی، لنگه 1 متری به عنوان ارتفاع لنگه بهینه بالای تونل 60 انتخاب شد.
    کلیدواژگان: الگوهای کمی و کیفی انتخاب روش استخراج، روش عددی، FLAC 3D
  • طیب علیپورفرد*، سجاد ذاکری صفحات 25-37

    سازه ها و سکوهای فراساحلی یکی از مهمترین تسهیلات استخراج نفت و گاز هستند که نقش مهمی را در پاسخ به تقاضای روز افزون انرژی در جهان بازی می کنند. پایش سلامت سازه ها نه تنها موجب حفظ کارایی سازه در طول عمر آن می شود بلکه با انجام اقدامات اصلاحی به موقع مانند ترمیم و مقاوم سازی، میتوان عمر سازه را افزایش داد. در این پژوهش قصد داریم که تغییر شکل های هندسی مجموعه سکوهای مستقر در میدان نفت و گاز سلمان را به کمک تداخل سنجی راداری ماهواره ای و تصاویر سنجنده ی سنتینل 1 مورد بررسی قرار دهیم. در منطقه مورد مطالعه دو چالش اصلی وجود دارد: مدلسازی اطلاعات توپوگرافی و حذف تصحیحات اتمسفری. در این تحقیق برای غلبه بر چالش اول، به کمک تکنیک رادارگرامتری و اطلاعات برداری موجود، از سکوهای سلمان مدل ارتفاعی ساخته شد و به عنوان ورودی مرحله حذف اثرات ناخواسته بکارگیری شد. برای غلبه بر چالش تصحیحات اتمسفری، تاخیر فاز ناشی از اتمسفر به دو بخش یونسفر و تروپوسفر تقسیم بندی شد. در بخش یونسفر از محتوای کلی الکترون میزان تاخیر فاز محاسبه و از فاز اولیه کسر شد. برای تاخیر فاز ناشی از تروپسفر از اطلاعات بخار آب رسوبی سنجنده مادیس استفاده شد و در یک چارچوب تلفیق شده و تاخیر فاز محاسبه شد. نتیجه حاصل نشان داد که مجموعه سکوهای سلمان از 30 اکتبر 2017 تا 2 آپریل 2023 حدود 12 سانتی متر (میانگین 8 سکوی این مجموعه) فرونشست را تجربه کرده است. این میزان معادل حدود 2.21 سانتی متر در سال است.

    کلیدواژگان: سکوهای فراساحلی، تداخل سنجی، فرونشست، تصاویر راداری، تصحیحات ارتفاعی و اتمسفری
  • محمد نیک بین*، سید مجتبی هزاوئی، بابک امین شهیدی صفحات 39-46

    بطور کلی بررسی کیفت مخازن ناهمگون کربناته، آنالیزی همه جانبه از تاثیر خواص ذاتی سنگ و عوامل محیطی بر پارامترهای فیزیک سنگ مخازن می طلبد. بررسی میکروسکوپی و ماکروسکوپی سنگ های کربناته برای ارزیابی عوامل زمین شناسی و اثبات تصدیق آن از طریق روابط فیزیک سنگی، تخمین قابل قبول از وضعیت فیزیکی و مکانیکی سنگ آهک ارائه می دهد و از صرف هزینه های زیاد برای انجام آزمایش های فیزیکی و مکانیکی مورد نیاز جلوگیری می کند. لازم بذکر است که خصوصیات فیزیکی و مکانیکی سنگ ها به بافت و ترکیب سنگ شناسی آن وابسته است. مسلما این خصوصیات به شناخت محیط و شرایط تشکیل سنگ ها کمک زیادی می کند و اطلاعات اساسی و پایه برای انجام طراحی های مهندسی در اختیار قرار می دهد.با توجه به مفهوم اصلی پژوهش انجام شده، که شامل تلفیق و صحت سنجی نتایج مختلف مرتبط با عملیات اکتشاف، توسعه و مدیریت مخازن هیدروکربوری است؛ تشکیل یک پایگاه داده از نتایج مطالعات زمین شناسی، پتروفیزیکی و در نهایت فیزیک سنگی، از مهم ترین مراحل این طرح است. این امر موجب ایجاد دیتابانکی جامع از اطلاعات مخزنی بسیاری از میادین هیدروکربوری در حال مطالعه می شود، که در برنامه ها و پروژه های آتی اکتشاف و توسعه میادین هیدروکربوری کشورمان، قابل استفاده است.

    کلیدواژگان: خواص سنگ مخزن، مخازن ناهمگون کربناته، امواج الاستیک، فیزیک سنگ مخازن
  • صفا پیمان* صفحات 47-57
    در پژوهش حاضر به بررسی اثر تهاجم سولفاتی بر دوام کامپوزیت سیمانی مسلح شده به الیاف فولادی و پلی پروپیلن ‏حاوی نانوذرات ‏سیلیس پرداخته شده است. به همین منظور از درصدهای جایگزینی 1، 2 و 3 درصد وزنی نانوذرات سیلیس به عنوان جایگزین سیمان ‏و 1 درصد وزنی الیاف فولادی و 0.2 درصد وزنی الیاف پلی پروپیلن به عنوان افزودنیهای میکرومقیاس به صورت مجزا و همزمان در ‏کامپوزیت سیمانی در معرض تهاجم سولفاتی مورد استفاده قرار گرفت. بنابراین کامپوزیت های سیمانی اجرا شده با طرح مخلوط های ‏پژوهش حاضر به مدت 6 ماه در معرض تهاجم سدیم سولفات 5 درصد قرار گرفته و اثر محیط خورنده سولفاتی در تغییرات مقاومت ‏فشاری، تغییرات وزن و انبساط طولی نمونه ها مورد مطالعه قرار گرفت. نتایج حاکی از آن بود ‏که حضور همزمان نانو‏ذرات سیلیس، ‏الیاف های ‏فولادی ‏و پلیپروپیلن سبب افزایش دوام در برابر تهاجم ‏سولفاتی میشود. ‏‎ ‎‏به نحویکه ترکیب ‏همزمان 2 درصد ‏‏نانوذرات ‏سیلیس، 1 ‏درصد الیاف فولادی و 0.2 درصد ‏الیاف پلیپروپیلن در کامپوزیت ‏سیمانی کمترین مقدار افت مقاومت فشاری، ‏تلفات جرمی ‏و انبساط طولی را پس از 6 ماه غوطه وری در ‏محلول ‏سولفاتی را در مقایسه با سایر طرح ‏مخلوط های ساخته شده از خود نشان داد. ‏براساس ‏نتایج بدست آمده از این پژوهش می توان بیان کرد که حضور همزمان نانوذرات سیلیس و الیاف های فولادی و پلی پروپیلن در ‏ماتریس سیمانی می تواند به شکل قابل توجهی موجب بهبود ‏دوام در برابر تهاجم سولفاتی کامپوزیت های پایه سیمانی شود.‏
    کلیدواژگان: تهاجم سولفاتی، کامپوزیت سیمانی، الیاف فولادی، الیاف پلی پروپیلن، نانوذرات سیلیس
  • مهدی باجولوند*، حسین سعادتی صفحات 59-68

    عملیات حفاری چاه های نفت و گاز یکی از مهم ترین عملیات در دستیابی به مخازن هیدروکربوری است که به طور مستقیم بر هزینه های تولید تاثیرگذار است. موفقیت در این عملیات تا حد زیادی وابسته به شناخت ساختارهای زیرسطحی مسیر حفاری است. داده های لزره ای یکی از مهم ترین منابع اطلاعاتی برای شناخت ساختارهای زیرسطحی هستند که گاهی کیفیت آن تحت تاثیر عواملی کاهش می یابد. این کاهش کیفیت منجر به عدم قطعیت قابل توجهی در تفسیر افق ها و عمق قرارگیری ساختارهایی همچون گسل می شود که می تواند بروز مشکلات حفاری را در پی داشته باشد. این پژوهش با هدف بررسی نقش ساختارهای زمین در بروز مشکلات حفاری انجام شده است. به این منظور داده های مربوط به یک حلقه چاه واقع در یکی از میادین نفتی جنوب غربی ایران گردآوری شده است. بررسی گزارش های روزانه حفاری و زمین شناسی و مطابقت آن با تفسیرهای ساختاری نشان داد که نقش عدم قطعیت های ساختاری در بروز مشکلات حفاری کاملا قابل توجه بوده است. بر این اساس در چاه مورد مطالعه مدت زمان و حجم قابل توجهی مواد جلوگیری هرزروی صرف رفع مشکل هرزروی گل، تنگی چاه و افزایش فشار چاه (حجم گل) شده است. علت اصلی بروز این مشکل عدم قطعیت تفسیرها در نواحی گسلیده بوده است. با توجه به مشابه بودن این الگوی ساختاری مخزن با شرایط اغلب میادین نفتی فروافتادگی دزفول، راهکارهای عملیاتی این مشکل به صورت مسئله محور، نتیجه محور، زمین شناسی محور و ساختار محور برای به کارگیری در شرایط مشابه سایر پروژه ها ارائه شده است.

    کلیدواژگان: ساختارهای زمین، عملیات حفاری، عدم قطعیت، گسل، راهکار عملیاتی
|
  • Mohammad Shamsi *, Seyedfarshid Shojaee, Hossein Akbari Jor Pages 1-11
    Optimisation of short-term open-pit mining production scheduling is defined as the sequence of block extraction under the limitation of slope and capacities based on minimum production goals deviations. The NPV Scheduler software is a widely used application that addresses this challenge. However, it may not always reach an optimal solution due to using a heuristic algorithm and focus on maximizing discounted cash flow. Additionally, employing a stockpile to blend materials to create a suitable feed for the processing plant can lead to rehandling costs and various disadvantages. In this paper, we propose an optimization model for short-term production scheduling. Our model includes constraints that account for production goal deviations, allowing decision variables to adjust for any deviations that may occur. In the objective function, there is the cost of deviation multiplied by the amount of deviation plus the operating costs (transportation, extraction, etc.). The objective function goal is minimising deviation from production goals and also operating costs. This MIP model was solved using the CPLEX solver in the GAMS software. After two hours and 51 minutes, with a relative gap of 0.07%, a block extraction sequence for each three-month period was obtained without deviation from production goals. Subsequently, using the sequence obtained from the first three-month period, production planning was carried out for 12 weeks. This planning was done without considering transportation costs, and the deviations from production goals and the objective function for all 12 periods are zero.
    Keywords: Open-Pit Mine, Production Scheduling, Minimum Deviations, Optimisation
  • Mohammad Naalbandan *, Ammar Galian Moghadam Pages 13-24
    Baichebagh mine was considered one of the most important mines in the region in the past, and the facilities established there confirm this fact. This mine has 4 areas named Talat, Taydian, Khoshnoudi and Darreh, The main problem in this mine is the lack of an optimal underground mining method from a technical and economic point of view. In this research, using qualitative and quantitative models of mining method selection, mining methods with primary priority were selected. The mining methods selected by quantitative and qualitative models were compared in terms of technical criteria such as the geometric and geomechanical conditions of the deposit, side properties of the deposit, etc. and finally 6 mining methods entered the stage of economic comparison. The mining methods selected in the economic comparison stage were compared with each other by analyzing the costs and direct revenues of the deposit extraction, and finally, the shrinkage stoping method was selected as the appropriate option from the technical and economic point of view. In order to analyze the stability of the stope and tunnel 60 in the shrinkage stoping method of Baichebagh mine, the pillar above tunnel 60 with a height of 3, 2 and 1 meters were compared with each other and after numerical modeling of each of the said pillars and drilling and filling the stope with ore and Comparing with the experimental relations, 1 meter pillar was chosen as the optimal pillar height above the tunnel 60.
    Keywords: Quantitative, Qualitative Patterns Of Choice Of Mining Method, Numerical Method, FLAC 3D
  • Tayeb Alipour-Fard *, Sajjad Zakeri Pages 25-37

    Structures and offshore platforms are among the most crucial facilities for oil and gas extraction, playing a significant role in meeting the ever-increasing global energy demand. Monitoring the health of these structures not only ensures their operational efficiency throughout their lifespan but also allows for timely corrective actions such as repairs and strengthening, thereby extending their operational life. In this research, we aim to investigate the geometric deformations of the Salman offshore platform complex using satellite interferometry radar and Sentinel-1 synthetic aperture radar imagery. In the study area, two main challenges exist: topographic data modeling and atmospheric correction. To overcome the first challenge, an elevation model of the Salman platforms was created using radar interferometry techniques and available vector data, serving as input for the atmospheric correction stage. To address atmospheric corrections, the phase delay associated with the atmosphere was divided into two parts: the ionosphere and troposphere. In the ionosphere section, the total electron content was extracted from satellite-based position determination station data, and the phase delay associated with it was calculated and subtracted from the initial phase. For the tropospheric phase delay, precipitable water vapor data from the MODIS sensor were utilized and combined within a unified framework to calculate the phase delay. The results showed that the Salman platform complex experienced approximately a 12-centimeter subsidence from October 30, 2017, to April 2, 2023, equivalent to around 2.21 centimeters per year. This subsidence affected an average of 8 platforms within this complex.

    Keywords: Offshore Platforms, Interferometry, Subsidence, Radar Images, Atmospheric, Topographic Corrections
  • Mohammad Nikbin *, Seyed Mojtaba Hazaveie, Babak Aminshahidy Pages 39-46

    The investigation of the quality of heterogeneous carbonate reservoirs typically involves a comprehensive analysis of the impact of the inherent properties of the rock and environmental factors on the rock-physical parameters of the reservoirs. This involves a microscopic and macroscopic examination of carbonate rocks to evaluate geological factors, which is then confirmed through rock physics relationships. Such an approach provides an acceptable estimate of the physical and mechanical condition of limestone, without the need for extensive physical testing or mechanical requirements. It is important to note that the physical and mechanical properties of stones are dependent on their texture and lithological composition. These characteristics are crucial for understanding the environment and conditions of formation of the stones and provide essential information for engineering designs. As part of the research project, which aims to integrate and validate various results related to exploration, development and management of hydrocarbon reservoirs, forming a database of the results of geological, petrophysical, and rock physics studies is a critical step. This creates a comprehensive database of reservoir information for many hydrocarbon fields under study, which can be utilized for future plans and projects related to the exploration and development of hydrocarbon fields in the country.

    Keywords: Reservoir Rock Properties, Heterogeneous Carbonate Reservoirs, Elastic Waves, And Reservoirs Rock Physics
  • Safa Peyman * Pages 47-57
    The present study investigates the impact of sulfate attack on the durability of reinforced ‎cement composites containing steel and polypropylene fibers, as well as silica nanoparticles. ‎To this end, varying weight percentages (1%, 2%, and 3%) of silica nanoparticles replaced ‎cement, and 1% by weight of steel fibers and 0.2% by weight of polypropylene fibers were ‎separately and concurrently added as micro-scale additives to the cement composite exposed ‎to sulfate attack. Consequently, the formulated cement composites underwent a 6-month ‎exposure to a 5% sodium sulfate solution, and the effects of the sulfate environment on ‎changes in compressive strength, weight, and longitudinal expansion of the specimens were ‎studied. The results indicate that the simultaneous presence of silica nanoparticles, steel ‎fibers, and polypropylene leads to increased durability against sulfate attack. Specifically, ‎the composite with 2% silica nanoparticles, 1% steel fibers, and 0.2% polypropylene fibers ‎exhibited the least reduction in compressive strength, mass loss, and longitudinal expansion ‎after 6 months of immersion in the sulfate solution compared to other formulations. ‎According to the findings, the concurrent presence of silica nanoparticles and steel and ‎polypropylene fibers in the cement matrix significantly enhances the durability of cement-‎based composites against sulfate attack.‎
    Keywords: Sulfate Attack, Cement Composite, Steel Fiber, Polypropylene Fiber, Silica Nanoparticles‎
  • Mahdi Bajolvand *, Hossein Saadati Pages 59-68

    Drilling of oil and gas wells is one of the most important operations in obtaining hydrocarbon reservoirs, which directly affects production costs. The success of this operation is dependent on the knowledge of the subsurface structures of the drilling path. Seismic data are one of the most important sources of information for understanding subsurface structures. Insufficient quality of seismic data leads to uncertainty in the interpreted horizons which can lead to drilling problems. This research was conducted with the aim of investigating the role of fault in the occurrence of drilling problems. For this purpose, the data of one well located in one of the oil fields in southwestern Iran have been collected. Investigations of daily drilling and geological reports and its correspondence with structural interpretations showed that the role of structural uncertainties in the occurrence of drilling problems was quite significant. The investigations shows that significant time and lost circulation material (LCS) valum have been used for solving mud loss, gain, and tight hole problem. Due to the similarity of this structural pattern with the conditions of most of the oil fields of Dezful embeyment, the operational solutions of these problem are presented as problem-oriented, result-oriented, geological-oriented and structure-oriented to be used in similar projects.

    Keywords: Geological Structures, Drilling Operation, Uncertainty, Fault, Practical Soloution