reza falahat
-
نشریه علوم زمین، پیاپی 133 (پاییز 1403)، صص 165 -182به منظور شناسایی فاکتورهای موثر در عدم شکل گیری ذخایر هیدورکربنی در سیستم نفتی کرتاسه میانی-میوسن میدان گرنگان، پتانسیل سازندهای مستعد منشا با استفاده از نتایج پیرولیز راک ایول و انعکاس ویترینیت ارزیابی گردید. همچنین، اثرات جذب ماتریکس معدنی، مواد آلی خنثی و بلوغ نیز بر خروجی های راک ایول بررسی شده و از نتایج حاصله به منظور تجزیه پارامترهای TOC (کربن آلی کل) و S2 (پتانسیل باقیمانده) فعال به بخش های نفت زا و گاززا بهره گرفته شد. نتایج، سازند پابده را یک سنگ منشا غنی و نابالغ معرفی نموده که از بیشترین ماده آلی فعال برخوردار می باشد. کمیت ماده آلی سازند کژدمی به صورتی غیرمنتظره، متوسط بوده و میزان مشارکت مواد آلی خنثی در آن قابل توجه است. این مهم در مورد نمونه های نفت زا/گاززای داریان بالایی و گاززای گدوان نیز صادق بوده و ماده آلی خنثی در این سازندها نیز فراوان می باشد. به نظر می رسد که این ویژگی ها معلول فعالیت های بلندای قدیمه خارک-میش در کرتاسه باشد. همچنین، توالی های منشا به سن کرتاسه از درجه بلوغی درحد مراحل آغازین فاز اصلی تولید نفت برخوردار می باشند. در نهایت، با توجه به وجود توالی های مخزن و پوش سنگ باکیفیت، فقدان ذخایر اقتصادی در مخازن آسماری و بنگستان میدان گرنگان احتمالا وابسته به کمیت و کیفیت متوسط ماده آلی و بلوغ ناکافی سازندهای مستعد منشا می باشد.کلید واژگان: سیستم نفتی, میدان گرنگان, بلندای قدیمه, مواد آلی خنثی, ترکیب کروژن فعالObjective of this study is to conduct a geochemical assessment over source candidates in the Garangan oilfield using Rock-Eval pyrolysis and vitrinite reflectance to identify the factors contributing to the lack of hydrocarbon reserves in the Middle Cretaceous – Early Oligocene petroleum system. Furthermore, the impact of mineral matrix retention, inert organic material (OM) and maturity were examined, and the results were used to split TOC and S2 parameters into the oil-prone and gas-prone components. Based on results, Pabdeh formation is an immature rich source, exhibiting the highest levels of active OM. Unexpectedly, OM quantity for the Kazhdumi source rocks is fair, for which contribution from inert OM is substantial. Significant inert OM is also confirmed for the oil/gas-prone upper Dariyan shales and gas-prone Gadvan samples. These characteristics seem to be related to the activities of the Khark-Mish paleo-high during the Cretaceous. Moreover, the Cretaceous intervals show a maturity level equivalent to the preliminary stages of main oil generation phase. Finally, owing to the presence of high-quality reservoir and cap strata, the absence of economical reserves in the Asmari and Bangestan reservoirs of the oilfield is possibly related to mediocre OM quantity and quality, and insufficient maturity of the source candidates.Keywords: Petroleum System, Garangan Oilfield, Paleo-High, Inert Organic Material, Active Kerogen Composition
-
درسال های اخیر، با توجه به افزایش تقاضا و کاهش ذخایر نفتی، روش های افزایش برداشت از مخازن نفت و گاز مورد توجه بیشتری قرار گرفته اند. یکی از این روش ها تزریق آب به مخزن است. به دلیل پیچیدگی های ساختمانی و رسوب شناسی اکثر مخازن ایران، موفقیت روش های افزایش برداشت به ویژه تزریق آب با عدم قطعیت بالایی همراه است. بنابراین پایش (مانیتورینگ) و کنترل فرآیند تزریق با استفاده از عملیات لرزه نگاری چهار بعدی به منظور کاهش ریسک عملیات و افزایش نرخ بهره برداری، ضروری می باشد. در این مطالعه امکان سنجی عملیات لرزه نگاری با هدف پایش فرآیند تزریق آب در دو لایه مخزنی بورگان (ماسه سنگی) و یاماما (کربناته) در یکی از میادین نفتی جنوب ایران در مقیاس های صفر، یک و سه بعدی انجام گردید. به این منظور، ابتدا بررسی های کاملی بر روی مدل های فیزیک سنگ موجود انجام شد و مدل مناسب فیزیک سنگ که اکثر پارامترهای موثر را پوشش دهد انتخاب گردید. در ادامه، تغییرات لرزه ای ناشی از سه حالت تزریق آب سازندی، تزریق آب دریا و تزریق آب هوشمند در هر لایه بررسی شده است. نتایج به دست آمده در مقیاس صفر بعدی نشان داد که مقاومت صوتی به مقدار 5/4 الی 7% برای حالت های مختلف در هر دو مخزن ماسه سنگی و کربناته تغییر می کند. برای انجام مطالعات در مقیاس یک بعدی، داده های لرزه نگاری مصنوعی با استفاده از نگاره های چاه و برای حالت های مختلف بالا آمدن سطح تماس آب-نفت تولید شد. نتایج مدل سازی یک بعدی نشانگر آن است که جابه جایی سطح تماس بیشتر از m 3 در مخزن بورگان و بیشتر از m 7 در مخزن یاماما قابل ثبت توسط داده های لرزه نگاری چهار بعدی خواهد بود. برای انجام مطالعات در مقیاس سه بعدی، داده های لرزه نگاری مصنوعی سه بعدی با استفاده از مدل های استاتیک و دینامیک مخازن بورگان و یاماما تولید شدند. مطالعات امکان سنجی با استفاده از داده های لرزه نگاری در مقیاس سه بعدی نیز نشانگر امکان پذیر بودن داده های لرزه نگاری چهار بعدی برای پایش تغییرات سطح تماس هر دو مخزن بورگان و یاماما در مقیاس مخزنی می باشد. بنابراین، عملیات برداشت داده های لرزه نگاری چهار بعدی در میدان انتخاب شده برای پایش و بهینه سازی برنامه تولید و پیشنهاد مکان مناسب برای حفر چاه های جدید پیشنهاد می گردد.کلید واژگان: تزریق آب, لرزه نگاری چهار بعدی, فیزیک سنگ, امکان سنجی لرزه نگاری, نگاره چاه, پایش مخازنIn recent years, enhanced oil recovery (EOR) methods have received more attention because of the increase in demand and decrease in oil reserves. One of these methods is water injection. Due to the structural complexities and sedimentology of most of Iran’s reservoirs, the success of EOR methods, particularly water injection, is associated with high uncertainty. Therefore, monitoring and controlling the injection process using four-dimensional seismic surveys is necessary to reduce the operational risk and increase the production rate. In this study, the feasibility of seismic operation is investigated to monitor the water injection process in two reservoir formations of Burgan (sandstone) and Yamama (carbonate) in one of the oil fields in the south of Iran in zero, one, and three-dimensional scales. For this purpose, first, a comprehensive study was performed on the existing rock physics models, and the appropriate rock physics model covering most of the effective parameters was selected. Then, the changes in seismic response caused by the three scenarios of formation water injection, seawater injection, and smart water injection were investigated in each formation. The results obtained in the zero-dimensional scale showed that the acoustic impedance changes by 4.5-7% for different scenarios in both sandstone and carbonate reservoirs. To perform one-dimensional studies, synthetic seismic data were generated using well logs and for different scenarios of rising oil-water contact. The results of one-dimensional modeling indicate that four-dimensional seismic data can record any displacement over 3 meters in oil-water contact in the Burgan reservoir and over 7 meters in Yamama. To conduct studies on a 3D scale, 3D synthetic seismic data were generated using static and dynamic models of Burgan and Yamama reservoirs. Feasibility studies using 3D seismic data also indicate the possibility of success of 4D seismic data for monitoring changes in the fluid contacts of both Burgan and Yamama formations on a reservoir scale. Therefore, 4D seismic operation in the selected field is recommended for monitoring and optimizing the production plan and suggesting suitable locations for drilling new wells.Keywords: Water Injection, Four-Dimensional Seismic, Rock Physics, Seismic Feasibility Study, Well Log, Monitoring
-
توالی های مستعد منشاء برای سیستم نفتی کرتاسه میانی میوسن پیشین در میدان نفتی چلینگر با استفاده از پیرولیز راک ایول و سنجش انعکاس ویترینایت، همراه با بررسی اثرات جذب ماتریکس، مواد آلی خنثی و بلوغ، تحت ارزیابی ژئوشیمیایی قرار گرفت. همچنین، از شاخص پتانسیل نسبت گاز به نفت (Gas Oil Ratio Potential, GORP) به منظور تجزیه میانگین پارامترهای TOC و S2 فعال به بخش های نفت زا و گاززا بهره گرفته شد. نتایج نشان داد که سازندهای پابده و گدوان به ترتیب از بیشترین و کمترین پتانسیل تولید برخوردار می باشند. با توجه به دیاگرام S2 در برابر TOC، اثر جذب ماتریکس و میزان مواد آلی خنثی در سازند پابده قابل اغماض است. برعکس، نمونه های کژدمی و گدوان مقادیر قابل ملاحظه ای از اثر ماتریکس معدنی و مواد آلی خنثی را نشان داده که این مهم موجبات کاهش قابل توجه شاخص هیدروژن و کیفیت ظاهری آن ها را فراهم آورده است. براساس پارامترهای تصحیح شده اولیه، سازندهای کژدمی و گدوان به ترتیب به عنوان سنگ منشاء های عمدتا نفت زا و گاززا طبقه بندی گشتند. با اینحال سازندهای مذکور، به دلیل فعالیت بالاآمدگی قدیمه خارک - میش در زمان کرتاسه، از میزان ماده آلی فعال اندک تا متوسطی برخوردار می باشند. از نظر بلوغ حرارتی، سازندهای پابده و گورپی نابالغ بوده ولی سازندهای کژدمی، داریان (لایه های شیلی فوقانی) و گدوان به مراحل آغازین فاز اصلی تولید نفت رسیده اند. در واقع، بلوغ ناکافی سازندهای مستعد منشاء (حداکثر Ro :0.72) را می توان به عنوان یکی از دلایل احتمالی عدم وجود ذخایر هیدروکربنی در مخازن آسماری و بنگستان میدان چلینگر در نظر گرفت.
کلید واژگان: سنگ منشاء, پتانسیل هیدروکربنی, میدان نفتی چلینگر, اثر ماتریکس معدنی, ترکیب کروژنSource candidates for the Middle Cretaceous – Early Oligocene petroleum system in the Chilingar oilfield were geochemically evaluated using Rock-Eval pyrolysis and vitrinite reflectance measurements, along with taking matrix retention, inert OM and maturity effects into account. Moreover, the gas-oil ratio potential (GORP) factor was used to split the average live TOC and S2 parameters into the oil-prone and gas-prone constituents. Based on the results, Pabdeh and Gadvan formations have the highest and lowest hydrocarbon potential, respectively. According to the S2 vs. TOC diagram, the mineral retention effect and inert OM content are negligible for the Pabdeh formation. On the contrary, Kazhdumi and Gadvan samples show a significant mineral matrix effect and inert organic material, resulting in a substantial reduction of the hydrogen index and lower apparent quality. Based on the corrected-original parameters, Kazhdumi and Gadvan formations are categorized as mainly oil-prone and gas-prone source rocks, respectively. However, these formations show a low-to-fair quantity of live OM, due to the activities of the Khark-Mish paleo-high during the Cretaceous. In terms of thermal maturity, Pabdeh and Gurpi samples are immature, but Kazhdumi, Dariyan (the upper shaly layers) and Gadvan formations have entered into the preliminary stages of the main oil generation phase. Indeed, insufficient maturity of the source candidates (maximum Ro: 0.72) could be considered as a possible reason for the absence of hydrocarbon reserves in the Asmari and Bangestan reservoirs of the Chilingar oilfield.
Keywords: Source rock, Hydrocarbon potential, Chilingar oilfield, Mineral matrix effect, Kerogen composition -
تخمین و پیش بینی فشار منفذی امری ضروری برای جلوگیری از مخاطرات ناشی از حفاری در مناطق با فشار منفذی بالا است. با پیش بینی فشار منفذی می توان در برنامه ریزی چاه ها، لوله گذاری و وزن گل حفاری مناسب منطقه از این اطلاعات استفاده نمود. امروزه همچنین به دلیل هزینه بالای ابزار های اندازه گیری مستقیم فشار منفذی استفاده از روش های غیرمستقیم مقرون به صرفه تر هستند. هدف اصلی این تحقیق تخمین و پیش بینی فشار منفذی با استفاده از نگاره های چاه و داده های لرزه ای با استفاده از روش ها مختلف و مقایسه کارایی آن ها است. در روش چاه نگاری، فشار منفذی طبق روابط ارایه شده توسط ایتون با سه روش که از نگاره های مقاومت ویژه، سونیک و سرعت استفاده می کند تخمین زده شد. در ادامه، با به کارگیری روش باورز، فشار روباره با استفاده از اطلاعات نگاره چگالی محاسبه شد و سپس با استفاده از رابطه بین سرعت و تنش موثر ، تنش موثر محاسبه و درنهایت، فشار منفذی با استفاده از رابطه ترزاقی تخمین زده شد. در مرحله بعد، با استفاده از داده های لرزه نگاری سه بعدی و با به کارگیری دو روش سرعت ایتون و باورز، فشار منفذی به صورت مکعب سه بعدی تخمین زده شد. سپس با استفاده از اطلاعات فشاری یکی از چاه های موجود، مکعب های سه بعدی تخمین زده شده مورد ارزیابی قرار گرفتند. نتایج این مطالعه نشان می دهد روش سرعت ایتون با خطای 7/9% انطباق خوبی را با داده های فشار اندازه گیری شده در محل چاه دارد و مناسب ترین گستردگی فضایی فشار را در عمق های مخزنی و همچنین در مناطق سطحی تر ارایه می کند؛ ولی روش سرعت باورز به دلیل حساسیت زیاد آن به وجود داده های فشار اندازه گیری شده، نتایج خوبی در مناطق کم عمق نداشته است. همچنین روش های مقاومت ویژه و سونیک ایتون همراه با خطای بالایی بوده اند؛ بنابراین، روش سرعت ایتون در مناطق مشابه برای تخمین فشار منفذی پیشنهاد می گردد.کلید واژگان: تخمین فشار منفذی, فشار بالا, چاه نگاری, داده های لرزه ای, روش ایتون, روش باورزPetroleum Research, Volume:33 Issue: 130, 2023, PP 114 -126Estimating and predicting pore pressure is essential to avoid drilling hazards in areas with high pore pressure. By predicting the pore pressure, this information can be used in the wells planning, the optimum weight of drilling mud, finding the new exploration targets and etc. The main purpose of this study is to estimate the pore pressure using well logs and seismic data and to compare their performance. In the well logging method, the pore pressure was estimated employing the relationships presented by Eaton in 1975 in three different ways that uses the resistivity, sonic and velocity logs. Then, in 1995, utilizing Bowers equations, the overburden pressure was calculated from density log, and then the effective stress was estimated using the velocity relationship. Finally, the pore pressure was estimated using the Terzaghi relationship. In the next step, using three-dimensional seismic data and seismic inversion products the pore pressure was estimated in a three-dimensional cube employing Eton and Bowers methods. The estimated three-dimensional cubes were then assessed with the pressure data in the existing wells. The results of this study show that the Eaton velocity method with an error of 9.7% represent the good consistency with the measured data at the well location. It also provides the most appropriate spatial distribution of pressure at the reservoir and shallower depths. Therefore, Eaton velocity method is proposed on the similar regions for the pore pressure estimations.Keywords: Pore pressure prediction, High Pressure, Well Logging, Seismic Data, Eaton, Bowers
-
تخلخل یکی از پارامترهای مهم در ارزیابی ذخیره و توسعه یک مخزن هیدروکربنی است. این پارامتر پتروفیزیکی به صورت مرسوم توسط داده های مغزه و لاگ اندازه گیری یا محاسبه می شود. استفاده از داده های لرزه نگاری برای تخمین پارامترهای پتروفیزیکی مابین چاه ها، یکی از موضوعات مهم و قابل توجه در صنعت نفت و گاز است. در این مطالعه، ابتدا با استفاده از تلفیق داده های چاه نگاری و داده های لرزه نگاری سه بعدی پس از برانبارش مربوط به یکی از میادین نفتی خلیج فارس، وارون سازی لرزه ای با استفاده از روش وارون سازی براساس مدل و روش وارون سازی خارهای پراکنده انجام گرفت. همبستگی و خطای روش وارون سازی خارهای پراکنده به ترتیب برابر 98 و 19% بوده است، درحالی که در روش وارون سازی براساس مدل به ترتیب برابر 88 و 47% است. در مرحله بعد، با استفاده از سه روش چند نشان گر لرزه ای، شبکه عصبی احتمالاتی و شبکه عصبی تابع پایه شعاعی تخمین تخلخل انجام شد. روش شبکه عصبی احتمالاتی 91% همبستگی بین داده های آموزشی و 71% همبستگی بین داده های اعتبارسنجی ارایه داده است که جواب بهتری نسبت به دو روش دیگر بوده است. بنابراین، پیشنهاد می گردد برای تخمین تخلخل از داده های لرزه نگاری در میادین با زمین شناسی مشابه، از این روش استفاده گردد.کلید واژگان: سرشت نمایی مخازن, وارون سازی لرزه ای, مقاومت صوتی, نشان گر لرزه ای, شبکه های عصبی مصنوعیPorosity is one of the important parameters in reserve estimation and development of a hydrocarbon reservoir. This petrophysical parameter is traditionally calculated from core and log data. The use of seismic data to estimate petrophysical parameters between wells has been of particular interest in oil and gas industry. In this study, seismic inversion was performed using two methods including model based and sparse spike using a combination of well data and post stack seismic data in an Iranian oil fields. The correlation and error of the sparse spike inversion method were 98 and 19%, respectively. However, the correlation and error of the model-based inversion were 88 and 47%, respectively. In the next step, porosity estimation was performed using three methods, including seismic multiple-attribute, probabilistic neural network and radial basic function neural network. The probabilistic neural network method provided 91% correlation between training data and 71% correlation between validation data that was a better answer than the other two methods. Therefore, it is suggested to use this method to estimate the porosity of seismic data in fields with similar geology.Keywords: seismic attributes, Seismic Inversion, Seismic Reservoir Characterization, Artificial Neural Network, Probabilistic Neural Network
-
روش های شبیه سازی تصادفی زمین آماری، امکان تولید مدل های دو یا سه بعدی ویژگی های مخزنی را با استفاده از داده های موجود در محل چاه ها فراهم می کنند. در این تحقیق، مدل سازی سه بعدی مقاومت صوتی با استفاده از روش زمین آماری شبیه سازی نوارهای دوار (TBSim) انجام شده است. اساس روش نوارهای دوار، ساده سازی فرایند شبیه سازی زمین آماری یک مسئله در فضای دو یا سه بعدی به مجموعه ای از شبیه سازی های یک بعدی در راستای تعدادی خطوط با استفاده از توابع سینوسی است. روش نوارهای دوار روشی سریع و قدرتمند است و خصوصیات زمین آماری را با دقت زیادی بازتولید می کند. در مطالعه حاضر، جهت تولید مدل های سه بعدی مقاومت صوتی در یکی از میدان های نفتی جنوب غربی ایران، از این روش استفاده و با نتایج وارون سازی لرزه ای مقایسه شده است. داده های مورد استفاده در این روش شامل نگارهای مقاومت صوتی هفت چاه این میدان است که یکی از چاه ها جهت بررسی میزان درستی و دقت نتایج از محاسبات کنار گذاشته شده است. نتایج حکایت از همبستگی زیاد مقادیر مدل سازی شده با داده های واقعی مقاومت صوتی در محل چاه آزمایش و نیز مدل حاصل از وارون سازی لرزه ای دارد. همچنین بررسی و مقایسه بافت نگار نتایج با بافت نگار های داده های واقعی و بافت نگار مدل وارون سازی لرزه ای، نشان از توانایی این روش در بازتولید ویژگی های آماری داده ها دارد. به علاوه، نتایج تحلیل عدم قطعیت مدل های تولید شده تاییدی بر مطمین بودن این مدل ها به ویژه در محل چاه آزمایش است.
کلید واژگان: مدل سازی مقاومت صوتی, شبیه سازی نوارهای دوار, شبیه سازی زمین آماری, واریوگرامPetrophysical reservoir properties are usually estimated from elastic properties such as acoustic impedance (AI) using petro-elastic models. AI data are only available at sparse well locations, especially in early exploration stages of oil fields and therefore to quantify the spatial reservoir properties, it is necessary to estimate the AI for the rest of the reservoir area. Alongside the deterministic seismic inversion methods, multi-realization geostatistical simulation approaches can be used for the parameter estimations and uncertainty quantification. Geostatistical simulation methods allow the production of two- or three dimensional models of reservoir properties using existing well log data. Conventionally, sequential Gaussian simulation (SGS) method is used because of its simplicity. However, its accuracy is not always guaranteed. Nowadays, turning bands simulation method (TBSim) has received much attention because of its capability to reproduce the statistical properties of the original data. The main principle behind the TBSim is simplifying a multi-dimensional geostatistical simulation problem into a set of fast 1D simulation problems. The simulations are performed along the uniformly distributed lines spanning a unit sphere using sinusoid functions. In this study, we are going to generate 3D AI models in an oil field in SW of Iran via the TBSim. We will also compare the results with the AI data computed from seismic inversion. Geostatistical modeling has less computational complexity than seismic inversion. Although AI modeling cannot be used as a definite alternative to seismic inversion, it can be used as a primary method for estimating AI, especially in areas without seismic data. It also has the capability to be involved with some seismic inversion methods known as stochastic seismic inversion methods. The dataset used in this study includes AI logs of seven wells, one of which (known as test well) has been excluded from calculations to check the accuracy of the results. The study reservoir zone includes the Ahwaz sandstone member in the upper part of Asmari formation and also the lower carbonates. The lower carbonates of Asmari formation are separated by an unconformity with Jahrum formation. After constructing the structural model and upscaling the AI logs in it, 50 realizations of AI are generated in the gridded model. The results in the test well indicate a high correlation between the modeled values and real AI data as well as the model obtained by seismic inversion. The maximum correlation of AI values of different realizations with real values in the test well equals to 78.8%. The correlation coefficient achieves to 82.9 % for mean of realizations and is 72.8% for seismic inversion data. The cube of mean of realizations is also in good agreement with the seismic inversion cube and reproduces the dominant trend of vertical and lateral AI variations. Comparison of results histogram with real data as well as the seismic inversion data reveals the capability of geostatistical AI modeling in reproducing the statistical properties of original data. In addition, the results of the uncertainty analysis of produced models also confirm the reliability of these models, especially in the test well. Therefore, we would recommend the TBSim as a powerful method for AI modeling during reservoir characterization.
Keywords: Acoustic Impedance Modeling, Turning Bands Simulation, Geostatistical simulation, Variogram -
ناپایداری دیواره چاه همواره یکی از مهمترین مشکلات در حین حفاری بوده است. به طور معمول، تعیین وزن سیال حفاری جهت پایداری دیواره چاه در حین حفاری، در شرایط اولیه مخزن انجام می شود. در حالیکه بعد از تولید از مخزن، با گذشت زمان، فشار منفذی لایه تولیدی در صورت نبود منبع فشار کاهش می یابد و باعث تغییر در مقدار و جهت تنش های برجا می شود. در این شرایط به منظور حفظ پایداری دیواره در حفاری چاه های جدید لازم است که اثر افت فشار مخزن جهت تعیین شرایط پایداری و مسیر بهینه در نظر گرفته شود. همچنین دیگر عوامل اثر گذار در پایداری دیواره چاه دمای سیال حفاری و اثر اسمزی آن می باشد. در این تحقیق به منظور بررسی اثر افت فشار مخزن بر روی شرایط پایداری چاه و مسیر بهینه حفاری و همچنین بررسی اثر اسمزی و دمای سیال حفاری، یکی از مخازن جنوب غرب ایران که دچارMPa 11 افت فشار شده است، مورد مطالعه قرار گرفت. در شرایط اولیه این مخزن حداقل فشار درون چاهی مورد نیاز جهت عدم ریزش دیواره چاه در محدوده 4/28 - MPa 2/34 بوده است و پایدارترین مسیر حفاری، حفر چاهی با زاویه 45 و در جهت تنش افقی حداقل می باشد. پس از کاهش MPa 11 فشار مخزن، با تغییر تنش های القایی اطراف دیواره چاه، حداقل فشار لازم جهت پایداری در محدوده 7/21-MPa 4/26 و پایدارترین مسیر حفاری 10 کاهش، چاهی با زاویه 35 می باشد. همچنین با در نظر گرفتن اثر دمای سیال حفاری بر روی این مقادیر، حداقل فشار لازم در چاه با مقداری کاهش در محدوده 4/21-MPa 26 می باشد و همچنین با اعمال اثر شیمیایی سیال حفاری بر روی محتوای رسی سازند این مقدار با مقداری افزایش در محدوده 22-MPa 7/26 می باشد. نهایتا با در نظر گرفتن همزمان اثر اسمزی و دمای سیال به دلیل اثر معکوسی که دارند حداقل فشار لازم جهت پایداری در محدوده 8/21-MPa 5/26 می باشد. بنابراین، اثر افت فشار مخزن تاثیر قابل توجهی بر روی پایداری دیواره چاه دارد و سایر موارد در مخزن مورد مطالعه تاثیر کمی دارند.
کلید واژگان: ژئومکانیک, پایداری دیواره چاه, افت فشار مخزن, دمای سیال حفاری, اثر اسمزیThe instability of the wellbore has always been one of the major problems during drilling. In order to maintain the wellbore stability during drilling, the weight of drilling fluid is normally estimated to be decreased in the initial condition of reservoir. However, after reservoir production, the pore pressure of these layers decreases in case of having no pressure support. This change affects the magnitude and direction of in-situ stresses. In this situation, in order to maintain the wellbore stability for drilling new wells, it is necessary to consider the effect of reservoir pressure drop to determine the stability conditions and optimum well trajectory. Other factors affecting the stability of the wellbore are osmotic effect and drilling fluid temperature. In this research, one of the reservoirs in the Southwest of Iran was investigated. This reservoir underwent a pressure drop of 11 MPa during the production. The impact of reservoir pressure drop, osmotic effect and drilling fluid temperature are investigated on the wellbore stability condition and the optimum drilling trajectory. In the initial conditions of this reservoir, the minimum collapse pressure is in the range of 28.4–34.2 MPa, and the most stable drilling trajectory is a well with inclination of 45˚ in direction of minimum horizontal stress. After a pressure drop of 11 MPa that causes changes in induced stresses around the wellbore, the minimum collapse pressure for the stability decreases to the range of 21.7–26.4 MPa, and the most stable drilling trajectory, with 10˚ reduction in inclination, is a well with inclination of 35˚. In addition, including the effect of drilling fluid temperature, the minimum collapse pressure in the well is negligibly impacted to be in the range of 21.4 -26 MPa. Also, chemical effect of drilling fluid on the formation clay content increased minimum collapse pressure to the range of 22-26.7 MPa. Finally, considering both osmotic effect and fluid temperature estimates minimum collapse pressure in the range of 21.8-26.5 MPa. Therefore, the reservoir pressure drop has a significant effect on the wellbore stability condition, and other factors have negligible impacts on this reservoir.
Keywords: Geomechanics, Wellbore Stability, Pressure Drop Effect, Drilling Fluid Temperature, Osmotic Effect -
گاز طبیعی در مخازن زیرزمینی به صورت مستقل و یا به صورت کلاهک گازی در مخازن نفتی وجود دارد. در کنار آن، گاز با هدف ازدیاد برداشت (IOR/EOR) و یا با هدف ذخیره سازی زیرزمینی، به مخازن هیدروکربنی تزریق می شود. در موارد قابل توجهی از پروژه های تزریق گاز، ناهمگنی (Heterogeneity) مخازن زیرزمینی و وجود گسل ها، باعث حرکت گاز به مکان ها و لایه های ناخواسته می شود که باعث عدم تامین هدف اصلی پروژه می گردد. برای رفع این نگرانی و پایش (Monitoring) تزریق گاز زیرزمینی با اهداف ازدیاد برداشت و یا ذخیره سازی، از داده های لرزه نگاری چهار بعدی استفاده می شود که در حقیقت تکرار لرزه نگاری سه بعدی در زمان های متوالی است. در سال های اخیر موفقیت های قابل توجهی از کاربرد این تکنیک نسبتا جدید ارائه شده است. با وجود این موفقیت های کیفی، مشکلات فراوانی در زمینه محاسبات کمی در صورت وجود گاز در مخازن زیرزمینی گزارش شده است. مبنای این مشکلات پاسخ کاملا غیر خطی گاز به پارامترهای کشسانی سنگ از قبیل سرعت صوت بوده است. در صورت تزریق گاز به سنگ های حاوی آب و همچنین نفت، کاهش شدیدی در سرعت صوت به ازای افزایش چند درصد گاز ایجاد می شود؛ اما با افزایش بیشتر اشباع شدگی گاز، تغییری در سرعت صوت ایجاد نمی شود. این مورد باعث نتیجه گیری کلی عدم کارایی داده های لرزه نگاری برای محاسبه تغییرات اشباع شدگی گاز شده است. در این کار پژوهشی، اقدام به درک توزیع و پراکندگی گاز در داخل مخازن هیدروکربنی و در مقیاس مخزن گردید و مشاهده شد که توزیع گاز در مقیاس مخزن متفاوت از توزیع آن در مقیاس آزمایشگاهی است. با تزریق گاز به مخازن هیدروکربنی، گاز به قسمت های بالای مخازن مهاجرت کرده و در زمان اندکی، به اشباع شدگی ثابتی با نام اشباع شدگی گاز بیشینه (برابر1-Swir ) می رسد. با ادامه تزریق گاز، ضخامت گاز از بالای مخزن و به سمت پایین شروع به افزایش می کند ولی اشباع شدگی گاز ثابت می ماند؛ بنابراین تنها متغیر موجود، ضخامت گاز خواهد بود و بر خلاف مقیاس آزمایشگاهی، اشباع شدگی گاز تقریبا ثابت است. این مشاهده باعث ارائه پاسخ های مناسب برای لرزه نگاری چهاربعدی (و همچنین سه بعدی) شد. دو نشانگر اصلی لرزه نگاری چهاربعدی، تغییرات دامنه (Amplitude Change) و شیفت زمانی (Timeshift) برای این کار انتخاب شدند. این پاسخ ها به صورت تحلیلی استخراج شده و به صورت عددی بررسی گردیدند. صحت معادلات ارائه شده با استفاده از مدل های مختلف با ضخامت ها و ناهمگنی های متفاوت بررسی شدند و مشاهده شد که برای تزریق گاز به مخازنی با کیفیت متوسط تا خوب، پاسخ نشانگرهای لرزه نگاری به ضخامت گاز تزریق شده (و یا حجم گاز تزریق شده) به صورت خطی می باشد؛ بنابراین داده های لرزه نگاری قادر به نشان دادن حجم گاز تزریق شده در قسمت های مختلف به صورت کمی است. صحت نتایج اخذ شده در این کار تحقیقی نیاز به مطالعه بیشتر در مخازن با کیفیت پایین (تخلخل و تراوایی بسیار پایین) دارد.کلید واژگان: لرزه نگاري سه بعدي و چهاربعدي, تزريق گاز, ذخيره سازي گاز, ازدياد برداشتNatural gas is accumulated in the reservoirs as either separate gas reservoir or the gas cap in an oil reservoir. Besides, gas is also injected into a hydrocarbon reservoir for IOR/EOR or gas storage purposes. Due to the reservoir heterogeneity or fault pattern in reservoir, gas could move to unplanned parts of the reservoir or could even be leaked, which in turn, deviates from the purpose of the gas injection. To overcome this problem and to monitor the fate of injected gas, 4D seismic data has recently been employed by oil and gas companies. 4D seismic, that is indeed, the repeated 3D seismic through the time has been recently revealed to be a successful tool for this purpose. However, there has been reported some challenges about the quantitative estimation of injected gas using 4D seismic data. The source of this challenge is mainly due to the non-linear response of elastic properties of saturated rock versus gas saturation. Once the gas is injected into core plug in the laboratory, the compressional velocity is significantly decreased for a few percents of gas saturation. Nonetheless, for higher gas saturation variation, not a considerable change is observed in compressional velocity. Because of this extremely non-linear behaviour, some researchers have concluded that the quantification of gas response is not possible using seismic data. In this research, it is tried to understand the reservoir scale gas distribution that is found to be different from the laboratory scale. Gas is migrated towards the upper part of the reservoir due to the gravity effect. It is quickly reached at a fixed gas saturation that is around maximum gas saturation (1-Swir). Continuation of gas injection increases gas thickness from top to base of reservoir, while gas saturation is practically fixed. Therefore, unlike the laboratory scale, the only variable on the reservoir scale would be the gas thickness, and not gas saturation. This is the key observation that would assist to understand proper 3D and 4D seismic response to injected gas. Two main 4D seismic attributes are chosen in this paper to understand those responses. The response of time shift and amplitude change were derived analytically and investigated numerically. The variety of reservoir models with different thickness and heterogeneities were made to analyze the seismic response. It can be concluded that for the medium to high-quality reservoirs, seismic response to the injected gas is simply linear; therefore, 4D seismic is still a powerful tool to quantitatively estimate the volume, distribution and migration path of the injected gas. It is proposed to continue this research to understand the seismic response on low quality (permeability and porosity) reservoirs.Keywords: 3D, 4D seismic, gas injection, gas storage, reservoir IOR-EOR
-
تخمین و محاسبه تغییرات فشار و اشباع شدگی حاصل از تولید و تزریق مخازن نفت و گاز، یکی از کاربردهای اصلی لرزه نگاری چهاربعدی می باشد. تخمین این پارامترها در مقیاس مخزن، کمک شایانی به بروز رسانی مدلهای شبیه ساز مخازن نفت و گاز و همچنین مدلهای ژیومکانیکی آنها می کند. روش های متعددی در سالهای اخیر با هدف تخمین تغییرات فشار و اشباع شدگی با استفاده از داده های لرزه نگاری چهاربعدی ارایه شده است که معمولا اثر تغییرات فشار و اشباع شدگی را به صورت خطی تجزیه می کنند. جهت واسنجی (Calibration) معادلات ارایه شده، معمولا داده های آزمایشگاهی، روابط تجربی فیزیک سنگی و یا داده های چاه به همراه مدلهای شبیه ساز در مقیاس مخزن مورد استفاده قرار می گیرد. اگرچه این روش ها جوابهای نسبتا قابل قبولی به همراه داشته اند، کاربرد آنها نیاز به تنظیمات و واسنجی های نسبتا پیچیده و زیادی دارند که طبیعتا نیاز به زمان و هزینه زیادی خواهند داشت. با استفاده از روابط فیزیک سنگی و پتروفیزیکی، در این مقاله دو نشانگر مستقل توسعه و معرفی می شوند که به صورت جداگانه تغییرات فشار و اشباع شدگی را محاسبه می کنند. از نقطه نظر کاربردی، هر دو معادله بسیار ساده بوده و قابل کاربرد در مدت زمان کمتر از یک روز هستند و علاوه بر آن تفاسیر ساده ای دارند. اگر چه نشانگرهای پیشنهاد شده توانسته اند جوابهای قابل قبولی در مخزن مورد مطالعه در دریای شمال ارایه دهند، هر دوی این نشانگرها ماهیت کیفی جهت نمایش تغییرات فشار و اشباع شدگی دارند. بنابراین ادامه این کار تحقیقاتی جهت کمی کردن این نشانگرها پیشنهاد می گردد.کلید واژگان: لرزه نگاری چهاربعدی, فیزیک سنگ, وارون سازی, نشانگر تغییرات فشار, نشانگر تغییرات اشباع شدگیOne of the main objectives of 4D seismic interpretations is to estimate pressure and saturation change caused by reservoir production and injection. Estimation of these changes would assist to update the simulation and geomechanical models of our hydrocarbon reservoirs. Different techniques have been recently proposed to estimate the pressure and saturation changes using 4D seismic data. Typically, these methods linearly decompose the effect of pressure and saturation changes. For calibration of the proposed equations, laboratory measurements, rock physics relationships or even reservoir scale simulation model and well production data have been employed. Although, they work reasonably well in the given datasets, there is a need for extensive pre-setting steps to calibrate these equations which in turns requires time and cost. In this paper, Rock Physics and Petrophysics principles are utilised in order to develop two independent attributes which can calculate the pressure and saturation changes, separately. Both equations are easy to apply and interpret, and require not more than a few hours for their parameters calibration. Although, these two independent attributes were successfully implemented in one of the North Sea complex oil reservoir, but both attributes are qualitative indication of pressure and saturation changes.Keywords: 4D seismic, rock physics, Inversion, Pressure Change Attribute, Saturation Change Attribute
- در این صفحه نام مورد نظر در اسامی نویسندگان مقالات جستجو میشود. ممکن است نتایج شامل مطالب نویسندگان هم نام و حتی در رشتههای مختلف باشد.
- همه مقالات ترجمه فارسی یا انگلیسی ندارند پس ممکن است مقالاتی باشند که نام نویسنده مورد نظر شما به صورت معادل فارسی یا انگلیسی آن درج شده باشد. در صفحه جستجوی پیشرفته میتوانید همزمان نام فارسی و انگلیسی نویسنده را درج نمایید.
- در صورتی که میخواهید جستجو را با شرایط متفاوت تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مطالب نشریات مراجعه کنید.