دانلود مقاله مدلسازی عددی چینخوردگی میدان نفتی لالی ( جنوب باختر ایران ) با استفاده از روش المان محدود

بخشی از مقاله

3 مدل المان محدود

1-3 هندسه مدل

در این بخش دادههای لازم و انگارههای ساده کننده در برپا سازی مدل دوبعدی میدان نفتی لالی شناسایی و بررسی میشوند. با توجه به اینکه گسلهای تراستی در جهت موازات خود تغییرات زیادی از نظر رفتاری ندارند (ملکزاده، (1390، بنابراین
66

مدلسازی عددی چینخوردگی میدان نفتی لالی...

میتوان در مدلسازی این نوع گسلها از مدلهای دوبعدی و از نوع استرین مسطح استفاده کرد. مدل مورد استفاده در این

مطالعه از یک سطح دکولمان و مجموعهای از سازندهای زمینشناسی با رفتارهای متفاوت است. در این مدل سعی شده است

که از یک لایه موسوم به پیسنگ که دارای ویژگیهای فیزیکی تعریف شده در زمینشناسی است، استفاده شود. از مهمترین

ویژگی یک پیسنگ، در مقایسه با سازندهای رسوبی، داشتن سختی زیاد است. الگوی دوبعدی دربردارنده میدان نفتی لالی، دو گسل یال جنوبی و شمالی میدان نفتی لالی و بخشی از ناحیه پیرامون آن میباشد. به علت تعدد زیاد سازندهای مشابه در میدان

لالی، سازندهای مشابه از نظر جنس یک لایه در نظر گرفته شده و ساده سازی و مدل شده اند. باید توجه داشت در مدلسازی

ناحیه سطحی، میبایست بهاندازه کافی بزرگ اختیار شود تا از اندرکنش اثرات مرزی با آشفتگیهای تنش در پیرامون منطقه

گسلش جلوگیری گردد. از سوی دیگر، این ناحیه نباید تحت تأثیر آشفتگیهای برآمده از گسلها و گسیختگیهای بیرونی قرار

گیرد. از اینرو، باید فاصله مناسب میان مرزهای ناحیه تا گسلهای منطقه منظور گردد. بنابراین بر اساس مقاطع عرضی که از

میدان نفتی لالی تهیهشده است (طالبی و نریمانی، (1388، الگوی مدل در نرمافزار آباکوس ساخته شد. بر این پایه، ابعاد ناحیه

سطحی الگوی دوبعدی با طول 100کیلومتر و عرض 30 کیلومتر انتخاب گردید (شکل .(4 در این مدل سازی در هر سازند

خصوصیات فیزیکی با المانهای موجود در آن سازند تعریف شده است و در جدول 1 پارامترهای مربوط به تعریف سازندها

آمده است.

100 Km

K m

30

شکل-4 هندسه مدل
جدول-1 پارامترهای مربوط به تعریف سازندها
نام سازند ضخامت چگالی((Kg/Km3 نسبت پواسون مدول یانگ منابع

لایه((m (N/Km3)
12 آزمایشهای
گروه فارس 2000 2/34 × 1012× 0/3 10 × 1200 ژئومکانیکی(سازمان
آب منطقهای

اصفهان، (1383
آسماری 376/5 2/469 × 1012 0/3 20/28100 × 1012 محاسبه با دادههای
لاگ میدان
پابده- گورپی 432 2/469 × 1012 0/32 6 × 10 4200834/6

67

مدلسازی عددی چینخوردگی میدان نفتی لالی...

ایلام- سروک 1000 2/5866 × 1012 0/32 6753635 × 106

سورگاه- کژدمی 175 2/46 × 1012 0/2 1012 آزمایشهای
66000 × ژئومکانیکی(سازمان
آب منطقهای
گروه خامی 1500 2/62 × 1012 0/18 1012
38000 × اصفهان، (1383
دشتک 1000 2/46 × 1012 0/25 12 10 77000 ×

سازندهای پالئوزوییک 4000 2/5 × 1012× 0/34 1012
زیرین 34300 ×
پیسنگ در مدلسازی شرکت ندارد

2-3 گسل

از نظر شکل هندسی، از آنجا که هدف ایجاد مدلی است که شکل واقعی میدان را تا حد امکان بازسازی کند لذا سعی شد پارامترهای هندسی گسل با توجه به مطالعات گروههای مختلف زمینشناس در این ناحیه، به مدل وارد شود و با توجه به اینکه

شیب گسل با تحلیل دادههای زیرسطحی مانند نقشه های UGC، داده های لاگ، تصاویر FMI و... (طالبی و نریمانی، 1388،

محمودی، (1391، در حدود 40 درجه تخمین زده شد، این زاویه در جهت مناسب به گسل شبیهسازی شده و در مدل اعمال شده است.

همچنین لازم است بر اساس اصول مکانیک گسل را که بهعنوان یک ناپیوستگی در مدل عمل میکند، با یک خصوصیت رفتاری اصطکاکی تعریف نماییم.

روابط رفتاری مختلفی توسط محققان برای بیان اصطکاک در سنگ ارائه شده است که عبارتاند از: قانون کولمب

(Lynch, 2002)، قانون بایرلی، قانون ضعیفشدگی با لغزش (Templeton, 2009) و قانون اصطکاکی نرخ و حالت .(Tullis, 1995; Chen & Lapusta, 2008) دو گسل یال شمالی و جنوبی میدان لالی با زاویه 40 درجه توسط المانهای

تماسی(جفتهای تماسی) در مدل جاسازی شدند این المانها توانایی لغزش، تغییر شکل- نفوذ و انتقال حرارت را دارند و از قانون کولمب پیروی میکنند.

رابطه کولمب بهصورت زیر بیان میشود: در این رابطه

: استرس برشی بر روی سطح گسل میباشد.

: ضریب اصطکاک

: استرس نرمال میباشد.
معادله ∆ = ∆ + (∆ + ∆ )× 1

با توجه به نبود اطلاعات کافی از پارامترهای اصطکاکی گسلهای میدان لالی، این پارامترها با توجه به مطالعات انجام شده بر روی گسلهای ایران تخمین زده شده است .(Vernant & Chéry,2006)

68

مدلسازی عددی چینخوردگی میدان نفتی لالی...

3-3 شرایط مرزی

پس از برپاسازی الگوی دو بعدی، میبایست آن را به شرایط مرزی مناسب مقید ساخت. در این تحقیق، بهمنظور شبیهسازی

وضعیت تکتونیکی در جنوب فلات ایران و در ساختار لالی تحت رژیم ژئودینامیکی عهد حاضر، شرایط مرزی، سرعت تغییر

شکل، در نظر گرفتهشده است. با در نظر گرفتن این شرایط مرزی، اثرات کلیه نیروهای تکتونیکی، که در سطوح مختلف بر

روی پوسته اعمال میشوند، در مدلسازی در نظر گرفته میشوند. در این بخش، سرعت حرکت پوسته بر روی مرزهای شمال شرق و جنوب غربی مدل مورد مطالعه، بر اساس مطالعات ژئودزی انجام گرفته (Walpersdorf et al, 2006)، بر روی تغییر

شکل جنوب غرب ایران، تعیین شده است. بهمنظور مطالعه توزیع تغییر شکل در جنوب غرب پوسته ایران، Walpersdorf, 2006، مطالعه گستردهای بر مبنای سامانه موقعیتیاب جهانی در جنوب غرب انجام دادهاند. در این مطالعه، دو شبکه در سراسر زاگرس نصبشده است(شکل .(5 نزدیکترین ایستگاهها به محدودهی میدان نفتی لالی ایستگاههای SolE و HAFT میباشند.

در این مطالعه هر یک از ایستگاهها حداقل برای مدت 48 ساعت مورد مطالعه قرارگرفته است. مقادیر سرعت پوسته در هر یک از ایستگاهها نسبت به بلوک مرکزی ایران، محاسبهشده و نتایج بهدستآمده در جدول 2 ارائهشده است.
جدول-2 مقادیر سرعت پوسته در ایستگاههای اندازهگیری تغییر شکل پوسته نسبت به بلوک مرکزی ایران. موقعیت جغرافیایی سایت ها در شکل 5 نشان داده شده است(.(Walpersdorf, 2006 مقادیر مثبت سرعت در جهت موافق نسبت به بلوک مرکزی و مقادیر منفی در خلاف جهت می باشند.
مؤلفه شمالی سرعت((E (میلیمتر در سال) مؤلفه شرقی سرعت((E (میلیمتر در سال) سایت
1/34 -0/06 MIAN


3/98 -0/65 ILAM


3/31 0/02 Delo


3/75 -2/05 GoRi


0/24 -0/46 BijA


3/44 0/70 KoRA


6/27 0/14 Khos


1/05 -2/89 BoRu


4/58 -2/45 DezF


5/56 -0/29 AHVA


7/12 -1/66 AWAZ


2/71 -1/84 JozA


4/71 -2/19 SolE


7/96 -1/02 HAFT


0/72 0/40 SHOL


0/28 -0/26 GHAR


6/88 -1/32 SARD


3/75 -2/80 CHEL


-0/06 -1/82 KHON


1/71 -3/25 KRD2


3/85 1/05 DEDA


6/74 4/83 BAHR


-0/56 -0/79 SHAH

69

مدلسازی عددی چینخوردگی میدان نفتی لالی...