1- مقدمه. 2
1-1- مقدمه‌ای بر مهندسی مخزن. 2
1-2- مخازن نفت و بهره ­برداری از مخازن نفتی.. 3
1-3- تعاریف انواع مخزن­ها با بهره گرفتن از نمودارهای فازی.. 5
1-4- مروری بر خواص سنگ مخزن. 8
1-4-1- درجه تخلخل.. 8
1-4-2-تراکم­ پذیری هم­دما. 8
1-4-3- درجه اشباع سنگ… 9
1-5- مقدمه‌ای بر چاه‌آزمائی.. 9
1-5-1- عوامل موثر بر چاه‌آزمائی.. 12
1-5-1-1-  ضریب پوسته. 12
– ضریب پوسته‌ی شكاف هیدرولیكی.. 12
– تكمیل چاه جزئی و مشبك‌كاری جزئی.. 12
1-5-1-2- اثر ذخیره درون چاهی.. 14
– قانون سرانگشتی.. 15
1-5-1-3-  نفوذپذیری یا تراوائی.. 15
1-5-1-4- نحوه‌ی حرکت سیال درون محیط متخلخل.. 15
1-5-1-5- مرزهای مخزن.. 16
– مرز داخلی.. 16
– مرز بیرونی مخزن.. 16
1-5-2- انواع آزمایشات چاه‌آزمائی.. 17
1-5-2-1- آزمون­های دوره‌ای تولید (اندازه‌گیری روزانه‌ی دبی و فشار). 17
1-5-2-2- آزمون­‌های سنجش بهره‌دهی چاه. 18
1-5-2-2-1- برای مخازن نفتی.. 18
1-5-2-2-2- برای مخازن گازی.. 19
– آزمون­ شاخص بهره دهی تولید.. 19
– آزمون­ عملکرد جریان به داخل چاه. 19
– تغییرات دبی در زمان طولانی تولید.. 19
– تغییرات دبی در زمان کوتاه تولید.. 19
– تغییرات دبی در زمان کوتاه تولید و بستن چاه. 20
1-5-2-3- آزمون­های فشار گذرا ( فشار با زمان). 20
1-5-2-3-1- آزمایش‌ خیزش فشار. 21
– آزمایش خیزش فشار ایده‌آل.. 22
– آزمایش خیزش فشار واقعی.. 23
– انحراف از حالت ایده‌آل.. 24
– روش های تفسیر آزمایش خیزش فشار. 24
1-5-2-3-2- آزمایش جریانی.. 26
مشكلات چاه‌آزمائی جریانی.. 28
1-5-3- کاربرد نمودارهای مشتق در تحلیل آزمایشات چاه‌آزمائی.. 29
1-5-3-1- مثال‌هایی از كاربرد منحنی‌های مشتق فشار. 29
1-6- انواع چاه در مخازن. 32
1-6-1- چاه های عمودی.. 32
1-6-2-چاه­ها با شکست هیدرولیکی.. 32
1-6-3- چاه افقی.. 33
1-6-3-1- دوره­ جریان شعاعی قائم. 34
1-6-3-2- دوره­ جریان خطی میانی.. 35
1-6-3-3- دوره­ جریان شبه شعاعی انتهایی.. 35
1-6-4 – معادلات زمان رژیم­های مختلف در چاه افقی.. 36
1-6-4 – آنالیز فشار در چاه افقی.. 37
1-7-1- آزمایش کاهش فشار. 37

1-7-1- آزمایش خیزش فشار. 38



1-8- شبکه های عصبی.. 38
1-8-1- ساختار مغز. 39
1-8-2- مدل ریاضی یک نرون. 40
1-8-3-یادگیری شبکه. 42
الف)  یادگیری با ناظر. 42
ب)  یادگیری بدون ناظر. 42
ج) یادگیری تشدیدی.. 42
1-8-4- تقسیم بندی بر اساس ساختار. 42
الف) شبکه های پیش خور. 42
ب) شبکه های بازگشتی.. 43
1-8-5- شبکه پرسپترون. 43
1-8-6- ترتیب ارائه داده ها به شبکه. 44
1-8-7- تابع انتقال. 44
1-8-8- پایان آموزش… 45
1-8-9- تعداد نرون در لایه ها 46
1-8-10- معیار‌های نیکویی برازش… 46
– تحلیل رگرسیون.. 46
– ضریب همبستگی.. 46
– مجذور میانگین مربعات خطا. 47
– متوسط خطاهای نسبی.. 47
2- مروری بر کارهای گذشته. 49
2-1- کارهای انجام شده بر روی شبکه­ های عصبی.. 49
2-2- کارهای انجام شده بر روی چاه­های افقی.. 59
3- گردآوری داده های چاه آزمایی.. 66
3-1- مقدمه. 66
3-2- پارامترهای مورد نیاز برای وارد کردن به نرم افزار 67
3-3-پارامترهای چاه‌آزمائی مدل‌های مخزنی.. 68
3-3- 1-استفاده از روش طراحی آزمایش برای تولید داده های اولیه. 69
3-3-2- تبدیل داده های فشار به شبه فشار و مشتق گیری از آنها 70
3-4-نرمالیزه‌کردن. 71
3-5- ساختار شبکه­ عصبی.. 71
3-6- مدل­های در نظر گرفته شده 73
– مخزن همگن فشار ثابت، بدون جریان و بدون مرز محدود. 73
– مخزن همگن فشار ثابت، بدون جریان با مرز گسل منفرد فشار ثابت… 74
– مخزن همگن فشار ثابت، بدون جریان با گسل منفرد بدون جریان.. 75
– مخزن تخلخل دوگانه فشار ثابت، بدون جریان و بدون مرز محدود. 75
– مخزن تخلخل دوگانه فشار ثابت، بدون جریان با مرز گسل منفرد فشار ثابت… 77
– مخزن تخلخل دوگانه فشار ثابت، بدون جریان با مرز گسل منفرد بدون جریان.. 78
– مخزن تخلخل دوگانه بدون جریان با مرزگسل منفرد فشار ثابت… 79
– مخزن تخلخل دوگانه ، بدون جریان با مرز گسل منفرد بدون جریان.. 79
4- بحث و نتایج. 82
4-1- مقدمه. 82
4-2- تعیین ساختار بهینه‌ی شبکه‌ پیشرو 82
4-2-1- آموزش شبکه…. 85
4-3- بحث و نتایج. 87
     4-3-1- امتحان شبکه با داده های تست.. 87
   4-3-2- بررسی استقامت شبکه در برابر نمودار‌های دارای نویز. 89
5- نتیجه‌گیری و پیشنهادات.. 99
5-1- مقدمه. 99
5-2- نتایج. 99
– نتایج مرتبط با شبیه‌سازی داده به‌وسیله نرم‌افزار. 99
– نتایج مرتبط با شبکه عصبی مصنوعی.. 99
5-3-2- پیشنهادات.. 100
منابع. 101

• مقدمه­ای بر مهندسی مخزن

نفت خام­، گاز طبیعی و آب موادی هستند که برای مهندسان نفت دارای اهمیت ویژه­ای هستند­. این مواد که در دما و فشار پایین گاهی به صورت جامد یا نیمه جامد­­ (مانند پارافین­، هیدرات­های گازی­، یخ و نفت خام با نقطه ریزش بالا) یافت می­شوند­­، در اعماق زمین ودر ستون چاه به حالت سیال­، به صورت فاز بخار (گاز) یا مایع یا عمدتا دو فازی ظاهر می­شوند­. مواد جامدی که در عملیات حفاری­، سیمان­کاری و ایجاد شکاف به­کار برده می­شوند نیز به حالت سیال یا دوغاب استفاده می­شوند­. تقسیم ­بندی سیالات مخزن و چاه به فازهای مایع و بخار­، به دما و فشار وابسته است­. وقتی دما ثابت است­، حالت یا فاز سیال درون مخزن با فشار تغییر می­ کند­. در بسیاری از موارد­، حالت یا فاز سیال درون مخزن با حالت یا فاز سیال در هنگام تولید در شرایط سطح مطابقت ندارد­. شناخت دقیق رفتار نفت خام­، گاز طبیعی و آب – به صورت تکی یا ترکیبی- تحت شرایط مختلف از مهمترین اهداف مهندسان نفت است­. 
اوایل سال 1928­، توجه خاصی به روابط گاز و انرژی شد­ و مهندسان نفت در مورد شرایط فیزیکی چاه­ها و مخازن زیر­زمینی­، دست­یابی به اطلاعات دقیق­تر را لازم دانستند­. پیشرفت­های اولیه در مورد روش­های بازیافت نفت این موضوع را آشکار ساخت که محاسبات انجام شده بر اساس اطلاعات سر چاه یا داده ­های سطح­،اغلب گمراه­کننده هستند­. اسکلاتر و استفانسون[1] اولین دستگاه ثبت فشار  درون چاهی و نمونه­گیر را برای نمونه گیری از سیالات تحت فشار درون چاه­ها ابداع کردند[1]. جالب اینکه این دستگاه داده ­های درون چاهی را باتوجه به مقادیر مثبت فشار، دما، نسبت­های گاز به نفت و طبیعت فیزیکی و شیمیایی سیالات مشخص می­ کند­. لزوم اندازه ­گیری فشارهای صحیح درون چاهی هنگامی مورد توجه قرار گرفت که اولین دستگاه فشار سنج دقیق توسط میلیکان و سیدول[2] ساخته شد و اهمیت اساسی فشارهای درون چاهی در تعیین مؤثرترین روش­های بازیافت و فرایند­های فرازآوری، به مهندسان نفت نشان داده شد[2]­. به این ترتیب مهندس مخزن قادر خواهد بود فشار مخزن که مهمترین داده­ی پایه ای مورد نیاز محاسبات عملکرد مخزن است­، اندازه ­گیری کند­.
دانش پتروفیزیک­، مطالعه­ خواص سنگ­ها و ارتباط با سیالات موجود در آن­ها در هر دو حالت استاتیک و جریانی می­باشد­. تخلخل­، تراوایی­، درجه اشباع و توزیع سیالات­، ضریب هدایت الکتریکی سنگ و سیال­، ساختار منافذ و رادیواکتیویته­، برخی از مهم­ترین خواص پتروفیزیکی هستند­. پیشگامان علم مهندسی مخزن از همان ابتدا به این نکته پی برده بودند که قبل از محاسبه­ی حجم­های نفت و گاز درجا­، آگاهی از تغییر خواص فیزیکی نمونه­های ته چاهی سیالات مخزن­، نسبت به فشار، ضروری است­.
طی دهه­ 1960­، عبارات شبیه سازی و مدل­سازی ریاضی مخزن عمومیت یافت[3]­­. این عبارت مترادف هستند و به توانایی استفاده از معادلات ریاضی جهت پیش بینی عملکرد مخزن نفت یا گاز اشاره دارند­. پیدایش رایانه­های دیجیتالی پرسرعت در مقیاس وسیع­، باعث تقویت علم شبیه سازی مخازن گردید­. روش­های عددی پیچیده نیز با بهره گرفتن از شیوه ­های اختلاف محدود یا المان محدود­، جهت حل تعداد زیادی از معادلات گسترش یافت­.
با توسعه این روش­ها­، مفاهیم و معادلات مهندسی مخزن به صورت شاخه­ای قوی تعریف شده از مهندسی نفت در آمد­. مهندسی مخزن عبارت است از کاربرد اصول علمی جهت حل مسائل تخلیه که ضمن توسعه و بهره ­برداری مخازن نفت و گاز بروز می­نماید­. مهندسی مخزن (هنر توسعه و بهره ­برداری سیالات نفت وگاز به طریقی که بازیابی اقتصادی بالا حاصل شود) نیز تعریف شده است[4]­.

• ­مخازن نفت و بهره ­برداری از مخازن نفتی

توده­های نفت و گاز داخل تله­های زیر­زمینی یافت می­ شود که به واسطه­ خصوصیات ساختاری و چینه­ای شکل گرفته­اند[5]­. خوشبختانه توده­های نفت و گاز معمولا در قسمت ­های متخلخل­تر و نفوذپذیرتر بسترها که به صورت عمده ماسه­ها­، سنگ­های ماسه­ای­، سنگ­های آهکی و دولومیت­ها هستند­ و نیز در منافع بین دانه­ای یا فضای منافذ که با درزها­، شکاف­ها و فعالیت محلول ایجاد شده­­اند یافت می­شوند­.    
در شرایط اولیه­ی مخزن­، سیالات هیدروکربنی به حالت تک فاز یا دو فاز می­باشند­.حالت تک فاز ممکن است فاز مایع باشدکه تمام گاز موجود در نفت حل شده است­. در این حالت­، ذخایر گاز طبیعی محلول باید همانند ذخایر نفت خام برآورد شوند­. از طرف دیگر­، حالت تک فاز ممکن است فاز گاز باشد­. اگر در فاز گاز­، هیدروکربن­های تبخیرشده­ای وجود داشته باشند که در سطح زمین به صورت مایعات گاز طبیعی قابل بازیابی باشند­، این مخزن را مخزن گاز میعانی یا