"طراحي و ساخت مغزه‌ با خصوصيات قابل كنترل"، نمونه‌اي جديد از مغزه‌هاي مورد آزمايش در بحث كاربردي آزمايشات نفتي به حساب مي‌آيد. تا به حال از سه نوع مدل؛ ميكرومدل شيشه‌اي دو بعدي، مغزه و Glass Pack به منظور طراحي آزمايشات نفتي علي الخصوص بخش ازدياد برداشت نفت استفاده شده است. ميكرومدل‌هاي شيشه‌اي دو بعدي به دليل داشتن تراوايي بالا قادر به شبيه‌سازي رفتار واقعي مخزن و انعكاس نيروهاي موئينگي نمي‌باشند. Glass Packها نيز قادر به تحمل فشارهاي بالا به دليل متحرك شدن محيط متخلخل نيستند. از طرفي تهيه مغزه به عنوان نماينده يك مخزن واقعي كاري دشوار و پرهزينه خواهد بود. جهت فائق آمدن بر مشكلات همراه با نمونه‌هاي پيشين و برداشتن گامي مهم در اعتلاي صنعت نفت كشور مي‌بايست از يك طرح جايگزين استفاده شود. بدين منظور مي‌توان از ايده ساخت مغزه شيشه‌اي بهره جست. از قابليت‌هاي روش نوين ساخت مغزه‌هاي شيشه‌اي مي‌توان به طراحي انعطاف‌پذير با استفاده از ريزدانه‌هاي شيشه‌اي با اندازه‌هاي متفاوت، به منظور دستيابي و ساخت خصوصيات مخزن مورد آزمايش اشاره نمود. در اين روش مي‌توان به راحتي با شناسايي جنس، اندازه، شكل هندسي و دماي نرمينگي ريزدانه‌هاي شيشه‌اي، نمونه‌اي كاملا مشابه به لحاظ تخلخل و تراواييِ سنگِ مخزنِ مورد نظر ساخت. همچنين اين روش قادر خواهد بود رفتار يك محيط متخلخل همگن را به منظور تطابق با مدل‌سازي حركت سيال نشان دهد.

" مغزه هاي مصنوعي جايگزيني مناسب براي مغز‌هاي كربناته و ماسه‌سنگي " مي تواند به عنوان يك محيط متخلخلِ جديد و نزديك به شرايط واقعي مخزن، مورد استفاده پژوهشگران، اساتيد و دانشجويان قرار گيرد. اين روزها به منظور بررسي و شناسايي مكانيزم هاي موجود در به كارگيري روش هاي مختلفِ ازدياد برداشت، در آزمايشگاه ها از يكسري مدل هاي شيشه ايِ شفافِ پر شده با شن و ميكرومدل شيشه اي حكاكي شده با ليرز، استفاده مي شود. از مشكلات همراه با اين مدل ها مي توان به استحكام پايين، اندازه بزرگِ حفرات و گلوگاه ها، اشاره نمود. جهت رفع و رجوعِ اين مشكلات، اجرا و به كارگيري طرحي نوين و همراه با گام ابتكاري، لازم و ضروري به نظر مي رسد. در اين راستا مي توان از ايده ساخت و به كارگيري " مغزه هاي مصنوعي جايگزيني مناسب براي مغز‌هاي كربناته و ماسه‌سنگي " بهره برد. از توانمندي هاي همراه با مدل پيشنهادي، مي توان به در برداشتن محدوده اي وسيع از تخلخل و تراوايي، تحمل فشار بالاي مخزن و نهايتا هزينه اندكِ توليد، اشاره داشت. در ارتباط با عوامل تاثيرگذار بر روي استحكام، تخلخل و تراوايي مغزه هاي مصنوعي، مي توان به جنس، سايز و چيدمان دانه ها، چگونگي سير افزايش دما و زمان ماند نمونه درون كوره اشاره داشت. چرا كه هر گونه تغيير در پارامترهاي مذكور منجر به توليد مغزه اي جديد مي شود. با توجه به قابليت طرح پيشنهادي در جهت توليد مغزه هايي با تخلخل و تراوايي نزديك به شرايط واقعي يا دور از آن، مي توان آن را گزينه مناسبي جهت جايگزيني مغزه هاي واقعي، معرفي نمود.

\\"محيط متخلخل شكافدار مصنوعي\\" را مي توان به عنوان نمونه اي جديد جهت شبيه سازي مخازن تركدار، به شمار آورد. چرا كه تا كنون به منظور مطالعه مكانيسمي فرآيند افزايش برداشت در مخازن تركدار، از مدل بسته شني استفاده شده است. با توجه به مشكلاتي چون تراوايي بسيار بالاي محيط متخلخل، عدم اتصال دانه هاي ماسه به يكديگر و تغيير در مقدار تخلخل و تراوايي ماتريكس بلوك، بسته شني نمي تواند مدلي جايگزين جهت مدل واقعي مخزن باشد. لذا طراحي و ساخت يك محيط متخلخل تركدار، با تخلخل و تراوايي ثابت و نزديك به شرايط مخزن، امري لازم و ضروري به نظر مي رسد. در اين راستا و به منظور رفع مشكل همراه با مدل هاي بسته شني، از دو روش كاملا نوين در جهت ساخت محيط متخلخل شكافدار بهره برده شده است. در روش اول با ريختن يكسري ريزدانه هاي شيشه اي درون لوله هاي كوارتز يا پيركس، محيط متخلخل تركدار ساخته مي شود. بدين شكل كه عدم يكسان بودن جنس ريزدانه هاي شيشه اي، لوله مورد استفاده و اختلاف در دماي ذوب آنها، اتصالي بسيار قوي مابين جداره داخلي لوله و محيط متخلخل فيوز شده، برقرار نمي شود. نتيجتاً اين امر منجر به ايجاد محيطي با تراوايي بالا در اطراف محيط متخلخلِ با تراوايي پايين مي شود. در روش دوم ابتدا مغزه هايي با قطرِ 39.9 ميليمتر به عنوان ماتريكس بلوك توليد مي شود. در ادامه به منظور طراحي شكافِ اطراف مغزه، از لوله هاي پلكسي با قطر داخلي40 ميليمتر استفاده مي شود. نهايتا مي توان با قرار دادن مغزه مصنوعي ساخته شده درون لوله پلكسي، يك شكاف با اندازه تقريبي 100 ميكرومتر، ايجاد نمود.

عمده توليد نفت دنيا از مخازن ماسه سنگي و كربناته صورت مي پذيرد. ضريب بازيافت نفت مخازن ماسه سنگي به واسطه ساختار همگن و يكنواخت آن ها بالاست و اكثر مخازن جهان نيز از اين نوع اند. اما تمركز مخازن كربناته در كشور ايران بيشتر است كه اين امر لزوم مطالعات بر روي اين مخازن ناهمگن و پيچيده را دو چندان مي كند. به منظور مطالعه جريان سيال در محيط متخلخل، در وهله اول از دستگاه ميكرومدل استفاده مي شود كه بواسطه شفاف بودن منجر به شناسايي مكانيزم هاي توليد مي شود. ميكرومدل هاي پيشين عليرغم مزيت هاي فراوان داراي نقاط ضعفي مانند دخيل نكردن كاني هاي سنگ مخزن، حجم پايين حفرات، دوبعدي بودن و غيره مي باشند. اين امر باعث مي شود تصميم درستي در مورد حصول نتايج و تعميم آن ها براي آينده مخزن اتخاذ نشود. اما ميكرومدل هاي سه بعدي با رويكردي جديد پيچيدگي ها و ناهمگني هاي مخازن كربناته را بصورت سه بعدي در سيستم پياده سازي مي كنند. اين ميكرومدل ها در كنار ميكرومدل هاي دو بعدي مي توانند عدم قطعيت نتايج را به حداقل برسانند. بنابراين اين اختراع گامي مهم در مطالعه مخازن همگن و ناهمگن (كربناته شكافدار) بر مي دارد.

مطالعه جريان سيال درون محيط متخلخل از اهميت خاصي برخوردار است چرا كه عملكرد و نحوه اندركنش سنگ و سيال مخزن را مشخص مي كند. ميكرومدل وسيله اي جهت بررسي ديداري جريان سيال درون محيط متخلخل و توصيف مكانيزم هاي توليد از مخازن نفت و گاز در مقياس حفرات مي باشد. ميكرومدل هايي كه تاكنون مورد استفاده قرار گرفته اند، محصول طراحي يك الگو و پياده سازي آن بر روي صفحات شيشه اي مي باشند. در اين راستا از كاني هاي مخزن كه نقش اصلي را در بروز مكانيزم هاي مختلف توليد نفت دارند، استفاده نشده است و چه بسا اين امر منجر مي شود كه نتايج حاصل با واقعيت تفاوت قابل اعتنايي داشته باشد. در اين ايده با روشي ابتكاري، كاني هاي مخزني در ساخت ميكرومدل دخيل داده شده و فضاي واقعي تري از حفرات سنگ مخزن را به نمايش مي گذارد. لذا مطالعه پديده هايي همچون آشام، اثر اشباع آب اوليه، پيشروي جبهه تزريقي، اثر وجود رس، مطالعات فرايند اسيدكاري و نيز بررسي روشهاي مختلف ازدياد برداشت نفت با اطمينان بيشتري صورت خواهد پذيرفت و پنجره جديدي را رو به مطالعات مكانيزمي جريان سيال جهت اجراي بهتر طرح در ابعاد صنعتي خواهد گشود.