http://www.irpga-journal.ir/ نشریه ژئومکانیک و ژئوانرژی fa daily 1 Fri, 20 Feb 2026 00:00:00 +0330 Fri, 20 Feb 2026 00:00:00 +0330 http://www.irpga-journal.ir/article_247959.html Seismic crosswell tomography is recognized as a robust method for characterizing subsurface structures in oil field exploration. In this study, the effectiveness of structured and unstructured meshing strategies is evaluated for inverting seismic crosswell tomography data to enhance subsurface velocity imaging. A synthetic layered model, representative of oil field geology and incorporating gas, oil, and saline water anomalies with distinct velocity contrasts, is utilized to simulate wave propagation and reconstruct velocity distributions through a finite element-based approach. Structured meshing is found to provide computational stability and uniform resolution, suitable for simpler geological settings, though artifacts may be introduced in complex anomaly regions. In contrast, unstructured meshing is adapted to geological heterogeneity, thereby improving the resolution of anomaly-related velocity contrasts, albeit with increased computational requirements. Comparative analysis of velocity reconstructions, misfit distributions, and ray path coverage is conducted to elucidate the trade-offs between these meshing strategies, informing optimal mesh design for accurate subsurface characterization. The findings derived from this research significantly enhance the field of seismic crosswell tomography, particularly in the context of oil field investigations. This study is limited to synthetic 2D modeling, and the absence of field validation and 3D modeling warrants further investigation to confirm real-world applicability. By providing valuable insights into the intricacies of mesh optimization, this study paves the way for achieving exceptionally high-resolution geophysical imaging of subsurface hydrocarbon anomalies. http://www.irpga-journal.ir/article_247969.html روش اجزای محدود توسعه‌یافته (XFEM) یک روش عددی قدرتمند برای شبیه‌سازی شروع و گسترش ترک به‌ویژه در مخازن نامتعارف هیدروکربنی مانند شیل و سازندهای گاز چگال (tight gas) است. این مطالعه از روش XFEM برای بررسی فرایند گسترش ترک‌های هیدرولیکی استفاده می‌کند و به‌طور خاص بر تأثیر هندسه ترک، از جمله طول و زاویه اولیه آن، بر رفتار شکست تمرکز دارد. برخلاف مطالعات قبلی که عمدتاً به اعتبارسنجی قابلیت کلی XFEM در شبیه‌سازی شکست هیدرولیکی پرداخته‌اند، پژوهش حاضر به درک تأثیر تغییرات هندسی ترک بر ضرایب شدت تنش (SIF)، میدان جابجایی و مسیر گسترش ترک متمرکز است. در این تحقیق به‌جای تأکید بر مزایای عددی شناخته‌شده XFEM، توانایی این روش در مدل‌سازی برهم‌کنش‌های پیچیده بین ترک و سنگ در محیط‌های ناهمگن و با تراوایی پایین مورد توجه قرار گرفته است. چارچوب XFEM امکان بررسی دقیق رشد ترک‌های ناشی از فشار سیال تحت شرایط مختلف مکانیکی و هندسی را فراهم می‌کند. نتایج نشان می‌دهند که افزایش طول ترک منجر به افزایش ضرایب شدت تنش و مقادیر جابجایی شده و در نتیجه، گسترش ترک را تسریع می‌کند. علاوه بر این، زاویه اولیه ترک تأثیر قابل‌توجهی بر مسیرهای گسترش دارد، به‌طوری‌که ترک‌ها تمایل دارند به سمت نواحی با بیشترین تمرکز تنش تغییر مسیر دهند. این یافته‌ها بینش‌های مهمی درباره مکانیک شکست در محیط‌های نامتعارف ارائه می‌دهند و تعامل پیچیده میان هندسه ترک، توزیع تنش و نیروهای هیدرولیکی را آشکار می‌سازند. به‌طور کلی، این مطالعه توان بالقوه XFEM را به‌عنوان یک ابزار مدل‌سازی دقیق و قابل‌اعتماد برای بهینه‌سازی طراحی شکست هیدرولیکی و افزایش بهره‌وری برداشت از مخازن نامتعارف تأیید می‌کند. در مطالعات آینده، پیشنهاد می‌شود تأثیر حرارت (thermal) بر رفتار ترک نیز مدنظر قرار گیرد، چرا که تغییرات دمایی می‌توانند به‌طور چشمگیری بر میدان‌های تنش، ویژگی‌های ماده و رشد ترک در شرایط اعماق زمین تأثیرگذار باشند. http://www.irpga-journal.ir/article_248494.html The primary objective of this research is to enhance the calculation of the Rate of Penetration (ROP) in one of Iran’s oil fields using Machine Learning (ML) techniques. Given the significance of ROP evaluation in optimizing drilling operations and reducing costs, this study aims to develop an accurate and efficient model for predicting ROP based on geological characteristics and drilling parameters. AI methods are employed to improve prediction accuracy and optimize drilling processes and ultimately reduce the time and costs of drilling operations. The data required for model generation were collected from one of the Iranian oil fields, encompassing lithological and formation properties and drilling parameters. The back-propagation multi-layer deep models trained, tested and validated with real data. The results demonstrated that ML techniques can significantly enhance ROP prediction accuracy leading to improved and more controlled drilling processes. Additionally, these models can reduce drilling time and substantially lower operational costs. Two ML methods, Random Forest (RF) and Support Vector Machines (SVM), were utilized for modeling based on available data. Input parameters for the model include Depth In-Out/Meterage (m), Weight on Bit (WOB) Min-Max, Rotations Per Minute (RPM) Min-Max, Gallons Per Minute (GPM) Min-Max, Pump Pressure On-Bottom Min-Max, Mud Weight In Min-Max and Mud Weight Out Min-Max. The model’s output is the calculated ROP with minimal error. http://www.irpga-journal.ir/article_251267.html Coupled flow–geomechanics simulation is expensive, and it needs to be known whether it changes the forecast. For single-phase flow to a single well the answer has been known since the 1980s: an exponential dependence of permeability on effective stress reduces the problem to one dimensionless group. Whether this extends to two-phase displacement in heterogeneous rock has not been examined. This is tested on a field-scale quarter five-spot, in which a stress-dependent permeability is imposed through a uniaxial-strain poroelastic closure and swept over one homogeneous and four heterogeneous log-normal fields, in 104 simulations. At issue is not the constitutive law, assumed alike by simulation and scaling, but whether the geometric cancellation behind the single-well result is preserved under heterogeneity and a second mobile phase. It is shown to be preserved. The ratio of coupled to uncoupled injector-to-producer pressure difference is collapsed onto a closed-form curve with a median error below one per cent, even though the uncoupled difference itself is shifted by a factor of four across the heterogeneity levels tested; the collapse is insensitive to grid resolution, the pressure solver, and whether permeability is tied to effective stress directly or through porosity. The displacement measures are barely affected: although permeability is varied by an order of magnitude and injection pressure is reduced by up to three quarters, breakthrough time and recovery factor shift by less than one per cent. Under a prescribed rate, the pressure field is rescaled by the coupling without the flow being redirected, and the same dimensionless group is shown to govern a well held at fixed pressure, where the coupling appears as a gain in injectivity rather than as a drop in pressure. Inverting the scaling yields a screening rule that costs nothing to apply and determines whether a coupled simulation is required. http://www.irpga-journal.ir/article_251262.html سازه‌های لوله جداری چاه‌های نفت در اعماق زمین به‌طور هم‌زمان تحت تأثیر تنش‌های بالای ژئومکانیکی، فشارهای خارجی و دماهای زیاد قرار دارند که این شرایط می‌تواند موجب کاهش پایداری سازه‌ای، افزایش تغییرشکل و کاهش عمر بهره‌برداری آن‌ها شود. در این پژوهش، یک چارچوب تحلیلی یکپارچه برای ارزیابی رفتار ترمومکانیکی این سازه‌ها ارائه شده است. بدین منظور، لوله جداری به‌صورت معادل با یک تیر ساندویچی از جنس کامپوزیت تقویت‌شده با نانوصفحات گرافنی (GPLRC) و دارای هسته آگزتیک بازگشتی مدل‌سازی شده است. فرمول‌بندی مدل بر پایه نظریه تغییرشکل برشی مرتبه سوم ردی، اصل همیلتون و روش حل ناویه انجام شده و رفتار خمشی و کمانشی سازه تحت بارگذاری هم‌زمان حرارتی و ژئومکانیکی بررسی شده است. همچنین، اثر خواص وابسته به دما، تنش‌های ژئومکانیکی برجا و نیروهای فشاری ناشی از افزایش دما در مدل لحاظ شده تا شرایط واقعی درون چاه شبیه‌سازی شود. در ادامه، تأثیر پارامترهایی نظیر کسر حجمی نانوصفحات گرافنی، الگوی توزیع آن‌ها، زاویه سلول آگزتیک، بارگذاری ژئومکانیکی و دما بر عملکرد سازه‌ای بررسی شده است. نتایج نشان می‌دهد افزایش مقدار نانوصفحات گرافنی از صفر به ۱ درصد، خیز میانی سازه را حدود ۶۸ درصد کاهش داده و بار بحرانی کمانش را حدود ۲۱۲ درصد افزایش می‌دهد. همچنین، الگوی توزیع FG-X بهترین عملکرد سازه‌ای را در میان الگوهای بررسی‌شده ارائه می‌کند. بر اساس نتایج، ترکیب لایه‌های رویی تقویت‌شده با نانوصفحات گرافنی و هسته آگزتیک، راهکاری سبک، مقاوم و مؤثر برای افزایش سختی، پایداری و عملکرد ترمومکانیکی لوله‌های جداری چاه نفت بوده و چارچوب تحلیلی ارائه‌شده می‌تواند به‌عنوان ابزاری کارآمد در طراحی و بهینه‌سازی اولیه این سازه‌ها در شرایط فشار و دمای بالا مورد استفاده قرار گیرد. http://www.irpga-journal.ir/article_252377.html Energy piles , also referred to as thermal piles,, which provide a sustainable energy source, represent an interdisciplinary advancement in the fields of geotechnical and environmental engineering, and their application has increased rapidly over the past decades. Due to the growing importance of this topic, numerous studies have been conducted on energy piles, and several review papers have addressed different aspects of their behavior. However, no comprehensive study has yet been reported that brings together recent advances in methods for evaluating the displacement behavior of energy piles in both saturated and unsaturated soils. To date, much of the existing research has focused on the thermal behavior of energy piles, while the mechanical and chemical aspects have often been neglected. This article provides a comprehensive evaluation of the findings of previous studies and highlights areas requiring further investigation. In particular, the effects of several factors, including soil saturation, loading mechanisms, the mechanical and thermal properties of the soil, and pile configuration, on the displacement behavior of energy piles are investigated. Moreover, the long-term performance of energy piles is discussed, and a comprehensive example of an element subjected to thermal and chemical loading is presented, suggesting a novel direction for future research