فهرست مطالب

ژئومکانیک نفت - سال ششم شماره 2 (تابستان 1402)

مجله ژئومکانیک نفت
سال ششم شماره 2 (تابستان 1402)

  • تاریخ انتشار: 1402/06/15
  • تعداد عناوین: 6
|
  • ولی مهدی پور*، خدیجه هاشمیان صفحات 1-10
    در این مطالعه، توزیع شدت شکستگی در سازند سروک در یکی از میادین فروبار دزفول و میزان ارتباط آن با پارامترهای ژیومکانیکی مورد بررسی قرار گرفت. داده های شدت شکستگی به همراه داده های مخزنی نظیر تخلخل و داده های مربوط به خصوصیات الاستیکی سنگ مورد استفاده قرار گرفت. به منظور توزیع بهتر شدت شکستگی، نشان گرهای لرزه ای متعددی ساخته شدند. پس از بررسی میزان ارتباط نشان گرهای لرزه ای متعدد با شدت شکستگی، این نشان گرها با استفاده از شبکه عصبی ادغام و به یک پارامتر سه بعدی تبدیل گردید تا به عنوان داده ثانویه در توزیع شدت شکستگی مورد استفاده قرار گیرند. پس از ساخت مدل ساختمانی میدان، داده های توزیع شدت شکستگی و تخلخل مفید به همراه پارامترهای ژیومکانیکی درشت نمایی شده و مورد آنالیز واریوگرافی قرار گرفتند. نگارهای تخلخل مفید، انحراف سرعت صوت (VDL)، ضریب یانگ، ضریب پواسون و مقاومت فشاری تک محوری به همراه نگار شدت شکستگی با استفاده از الگوریتم های زمین آماری به-صورت سه بعدی توزیع گردیدند تا میزان ارتباط پارامترهای ژیومکانیکی با توزیع شدت شکستگی در مدل سه بعدی ساخته شده، مورد بررسی قرار گیرد. این مطالعه نشان داد که ارتباط بالایی مابین پارامترهای ژیومکانیکی و تخلخل مفید وجود دارد، اما ارتباط قابل توجهی مابین پارامترهای ژیومکانیکی با توزیع شدت شکستگی ملاحظه نگردید. همچنین بخش های با شدت شکستگی زیاد در سروک بالایی و پایینی ارتباط مشخصی با میزان توزیع تخلخل مفید نشان نمی دهند. با توجه به تاثیر فرایندهای دیاژنزی مختلف (براساس نگار انحراف سرعت) در مخزن مورد استفاده، نقش آنها در تغییرات تخلخل محرز بوده و باعث تغییر رفتار سنگ در طول زمان زمین شناسی و کاهش ارتباط پارامترهای ژیومکانیکی (وضعیت فعلی) با توزیع شدت شکستگی (وضعیت قبلی) شده است.
    کلیدواژگان: سازند سروک، شدت شکستگی، نشان گر لرزه ای، مدل سه بعدی، تخلخل
  • سعید رحمتی*، تکتم زند، علی غلامی، حمیدرضا سیاه کوهی صفحات 11-20
    مدل سازی انتشار موج لرزه ای، از گام های کلیدی در تصویرسازی لرزه ای، نقش مهمی در مطالعات ژیومکانیک نفت بر مبنای تصویرسازی غیرمخرب زیرسطحی ایفا می کند. دقیق ترین روش های تصویرسازی غیرمخرب لرزه ای نیازمند مدل سازی لرزه ای بر اساس حل عددی معادله مشتق جزیی انتشار موج هستند. در حالت ساده تر، این معادله در شرا یط چگالی ثابت و در محیط آکوستیک حل می شود. مطالعات بسیاری با هدف توسعه روش های مدل سازی برای وارد کردن ملاحظات شرایط واقعی انجام می پذیرند. یکی از این ملاحظات، که اهمیت شایانی در مطالعات ژیومکانیک در خشکی دارد، در نظر گرفتن توپوگرافی در مدل سازی است. در این پژوهش، ما از روش مرزی غوطه ور با هدف حل معادله انتشار موج در محیط های با توپوگرافی پیچیده در حوزه زمان استفاده کردیم، و این روش را برای انتشار موج در محیط ویسکوآکوستیک و در حضور چگالی متغیر توسعه دادیم. معادله انتشار موج در محیط های ویسکوآکوستیک، به دلیل وجود سازوکار جذب (اتلاف و پاشش)، معادله ای مختلط بوده که حل آن در حوزه زمان بسیار چالش برانگیز است. در این مطالعه، یکی از نوین ترین روش ها برای وارد کردن اثر جذب در انتشار موج در حوزه زمان استفاده شده است. درنهایت عملکرد روش توسعه یافته در این مطالعه، با مدل سازی انتشار موج در محیط های ویسکوآکوستیک با توپوگرافی پیچیده و چگالی متغیر مورد بررسی و آزمایش قرار گرفته است، که اثر کاهش دامنه در اثر جذب در محیط ویسکوآکوستیک به وضوح مشهود بوده و دامنه میدان موج ویسکوآکوستیک مدل سازی شده در محل توپوگرافی مطابق انتظار مقدار صفر دارد.
    کلیدواژگان: تصویرسازی غیرمخرب، مدلسازی لرزه ای، ویسکو آکوستیک، توپوگرافی، تفاضل محدود
  • امیر طالبی*، سامیه جنیدی، مسعود فریدونی، حسین هاشمی، غلامرضا شاه علیپور، حمید قندهاری صفحات 21-30
    شناسایی و مطالعه هر چه بیشتر گسل ها و شکستگی ها در مخازن هیدروکربوری، اهمیت ویژه ای در مراحل ازدیاد برداشت و توسعه میادین نفتی دارد. توصیف و ترسیم صحیح گسل ها و شکستگی ها می تواند امکان اجرای پروژه های توسعه ای در صنعت نفت را فراهم آورد. یکی از روش های توصیف ناپیوستگی در لایه ها، استفاده از نشانگرهای لرزه ای می باشد. در این مطالعه، از الگوریتم توسعه یافته توسط هاردپ]1[و همراه با به کارگیری جدیدترین روش های نشانگرهای لرزه ای در یکی از میادین نفتی ایران استفاده شده است تا توانایی آن در شناسایی گسل ها و شکستگی ها مورد ارزیابی قرار گیرد. نتایج این مطالعه برای مخزن نفتی مورد نظر نشان می دهد که مکعب نشانگر احتمال گسل نازک (thinned fault likelihood) و همچنین احتمال گسل (fault likelihood) سازگاری خوبی را از لحاظ کیفیت و دقت نمایش ناپیوستگی ها فراهم می کنند. در این راستا استفاده از اطلاعات شیب و آزیموت لایه ها، نقش مهمی در افزایش دقت تفسیر ناپیوستگی ها به خصوص شکستگی ها دارد. در نهایت، ارزیابی این نشانگرها نشان می دهد که امتداد اصلی گسل ها و شکستگی ها در مخزن مورد مطالعه در راستای شمالی-جنوبی و شمال غربی-جنوب شرقی می باشد که با داده های نگاره های تصویری (نمودارهای رز دایاگرام) در چاه های حفاری شده در این میدان مطابقت دارد. بر اساس توزیع چگالی شکستگی ها در محل چاه های حفاری شده می توان نتیجه گرفت که در کنار پدیده-های دیاژنزی، شبکه های شکستگی و ارتباط آن ها با یکدیگر می تواند میزان تولید چاه های میدان را کنترل کند.
    کلیدواژگان: نشانگرهای لرزه ای، گسل، شکستگی، نشانگر احتمال گسل نازک، نشانگر احتمال گسل
  • محمدعلی ایرانمنش*، فاطمه کامیاب صفحات 31-39
    در این تحقیق به مدل سازی عددی گسترش ترک چسبنده و نیز مدل سازی مسیله تماس نرمال در محیط های متخلخل به روش بدون المان گالرکین غنی سازی شده پرداخته شده است. برای ارضای شرایط مرزی در این روش عددی از روش پنالتی بهره گرفته شده است. مدل سازی ناپیوستگی قوی در میدان تغییرشکل با بهره گیری از خاصیت افراز واحد توابع شکل به کار رفته در روش بدون المان گالرکین، به وسیله غنی سازی خارجی توسط تابع هویساید انجام شده است. رفتار رشد و بازشدگی ترک در مود اول که تحت تنش های کششی اتفاق می افتد و نیز رفتار فشاری در لبه های یک ترک بسته تحت فشار در یک رویکرد واحد به ترتیب توسط تیوری ترک چسبنده و نیز تماس نرمال به روش پنالتی به برنامه کامپیوتری که پیش از این برای مدل سازی محیط های متخلخل تهیه شده بود، اضافه شده است. دستگاه معادلات غیرخطی حاصل نیز به روش نیوتن رافسون خطی سازی و حل شده است. نتایج حاصل در حل مسایل ایجاد و گسترش ترک کششی و نیز ترک های تحت فشار (تماس دو لبه ترک) از صحت فرمول بندی عددی و برنامه کامپیوتری تهیه شده حکایت دارد. با گسترش مدل عددی تهیه شده، امکان مدل سازی مسایل رشد ترک در محیط های متخلخل در حضور سیالات همچون شکست هیدرولیکی فراهم خواهد شد.
    کلیدواژگان: ترک چسبنده، تماس نرمال، مدل سازی عددی، محیط متخلخل، روش بدون المان گالرکین، غنی سازی خارجی
  • محمدرضا آصف*، علی میثاقی، محمد سرمدی واله صفحات 40-47
    سرعت موج برشی و فشاری (به ترتیب Vs و Vp) پارامترهای بسیار اساسی و ضروری برای هر نوع مدل سازی ژیومکانیکی در شرایط عمیق زمین هستند. با این وجود هر دو مورد پارامترهای پیچیده ای هستند که به شدت تحت تاثیر سایر خواص سنگ مانند تخلخل، تنش برجا، پرشدگی منافذ، محتوای رس و غیره قرار می گیرند. بنابراین اطلاعات دقیق در مورد سهم هر یک از این مولفه ها می تواند نتایج بدست آمده در مدل های ژیومکانیکی را ارتقا بدهد. به ویژه زمانی که سرعت موج در شرایط سطحی باید از داده های برجا مثلا لاگهای ژیوفیزیکی از چاه و یا نمونه های مغزه و یا خرده سنگ های حفاری تخمین زده شود اهمیت این موضوع بسیار بیشتر می شود.در این پژوهش، داده های تجربی بیش از 180 نمونه سنگ شیلی منتشر شده در منابع مختلف مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت و مشخص شد که تخلخل مهمترین پارامتر موثر بر سرعت موج برشی است. با این حال، محتوای رس نیز یک پارامتر مهم است. بر اساس تحلیل آماری این داده ها، یک معادله پیش بینی معرفی شد که با قطعیت بالا می تواند سرعت موج برشی در نمونه سنگهای شیلی را تخمین زد. بر اساس این مدل، برای نمونه هایی با تخلخل یکسان، تغییر در محتوای رس منجر به مقادیر متفاوت سرعت موج می شود.
    کلیدواژگان: سرعت موج برشی. موج S، موج فشاری، تخلخل، سنگ شیل، رس
  • مریم بهی فر، محمدرضا رضوی*، پریوش جعفری صفحات 48-63
    ژیومکانیک در بهینه سازی تحلیل پدیده های مکانیکی هنگام حفاری، اکتشاف، تولید و حتی رهاسازی یک میدان نفتی تاثیر بسزایی دارد. شناسایی توانمندی های فناورانه ژیومکانیک در صنعت نفت و گاز ایران در بهسازی فرایند اکتشاف و تولید موثر می باشد. ازاین رو، پژوهش حاضر با استفاده از رویکرد کیفی چند روشی (تحلیل مضمون و دلفی خاکستری) مضامین پایه، سازمان دهنده و فراگیر مرتبط را استخراج و دسته بندی و تفسیر نموده است. براین اساس، نخست مصاحبه های تخصصی نیمه ساختاریافته با 14 نفر از مدیران و متخصصان صنعتی و دانشگاهی انجام و با استفاده از رویکرد تحلیل مضمون مبتنی بر راهبرد استقرایی، توانمندی های فناورانه در حوزه ژیومکانیک نفت و گاز در 7 مضمون سازمان دهنده و 34 مضمون پایه شناسایی و دسته بندی شدند. مضامین سازمان دهنده شامل توانمندی سرمایه گذاری با 4 مضمون پایه، توانمندی پیوند/ شبکه سازی با 5 مضمون پایه، توانمندی یادگیری با 6 مضمون پایه، توانمندی منابع انسانی با 4 مضمون پایه، توانمندی مدیریت و استراتژیک با 7 مضمون پایه، توانمندی فنی، اجرایی با 4 مضمون پایه، توانمندی مکمل با 4 مضمون پایه تشکیل شده است. سپس، پرسشنامه دلفی خاکستری در بین 41 نفر از خبرگان ژیومکانیک توزیع گردید و اهمیت هر یک از معیارها تعیین گردید. مضامین به ترتیب اهمیت در پنج کلاس دسته بندی شدند. باورپذیری در مدیران ارشد، وجود برنامه راهبردی کلان و دسترسی به منابع اعتباری کافی از بالاترین اهمیت برخوردار شدند.
    کلیدواژگان: ژئوانرژی، ژئومکانیک، فعالیت های منبع محور هیدروکربوری، صنایع بالادستی، دلفی خاکستری
|
  • Vali Mehdipour *, Khadijeh Hashemian Pages 1-10
    In this study, the distribution of the fracture intensity in the Sarvak carbonate Formation in an oilfield located in the Dezful embayment and its relationship with geomechanical parameters were investigated. Therefore, fracture intensity data, reservoir data such as porosity, along with rock elastic properties were imported into Petrel software. In this software, after providing several seismic attributes, such as variance attributes, they were merged together using the neural network approach and converted to one driver (representative attribute) to be applied for fracture intensity modeling. After constructing the 3D grid, the imported data such as fracture intensity, porosity, and geomechanical parameters were scaled up and prepared for modeling. Therefore, all related logs including porosity, Young’s modulus, Poisson's ratio, and uniaxial compressive strength along with the fracture intensity logs were distributed in three dimensions using geostatistical algorithms, in order to investigate the relationship between geomechanical parameters and fracture network distribution. Based on this study, there is a notable relationship between geomechanical parameters and porosity while there is no logical relationship between geomechanical parameters and fracture intensity. Also, the parts with high fracture intensity in the upper and lower Sarvak do not show a clear relationship with the effective porosity distribution, indicating the effect of diagenesis processes in porosity variation during the geological time.
    Keywords: Sarvak Formation, Fracture Intensity, Seismic attribute, 3D model, porosity
  • Saeed Rahmati *, Toktam Zand, Ali Gholami, Hamidreza Siahkoohi Pages 11-20
    Seismic wave propagation modeling, one of the key steps in seismic imaging, plays an important role in oil geomechanics studies based on subsurface non-destructive imaging. Two of the most accurate non-destructive seismic imaging methods are full waveform inversion (FWI), and least squares reverse time migration (LSRTM). Since the general approach of these methods to recover geomechanical properties is based on minimization of data residuals, an accurate forward modeling operator makes the inversion results independent from the modeling errors. Seismic modeling is based on the numerical solution of the partial differential equation of wave propagation using methods such as finite difference or finite element. In the simplest case, this equation is solved under conditions of constant density and for an acoustic medium. Different methods have been conducted to develop modeling methods by considering real conditions. One of these considerations, which has a significant impact in geomechanics onshore studies, is the topography. In this research, we used the immersion boundary method to solve the wave equation in the time domain in environments with complex topography, and we developed this method for wave propagation in a visco-acoustic medium with variable density. In visco-acoustic environments, including the effect of absorption (dispersion and dissipation) in modeling, requires the complex wave equation, which is challenging to solve in the time domain. In this study, a novel method is used to incorporate the effect of absorption in wave propagation in the time domain. Finally, the performance of the proposed method is investigated by modeling the wave propagation in visco-acoustic models with complex topography and variable density.
    Keywords: Non-Destructive Imaging, seismic modeling, Visco-Acoustic, Topography, finite difference
  • Amir Talebi *, Samieh Joneidi, Masoud Fereidooni, Hosein Hashemi, Gholam Reza Shahalipour, Hamid Ghandehari Pages 21-30
    Identifying faults and fractures in hydrocarbon reservoirs is of particular importance in the stages of enhanced recovering and development of oil fields. The correct description and drawing of faults and fractures can enable the implementation of development projects in the oil industry. One of the methods of describing the discontinuity in the layers is the use of seismic indicators. In this study, the algorithm developed by Hardap [1] was used along with the application of the latest methods of seismic markers in one of Iran's oil fields to evaluate its ability to identify faults and fractures. The results of this study for the reservoirs revealed that the thinned fault likelihood as well as fault likelihood show good consistency regarding to the quality and accuracy of discontinuities in the field. In this regard, the use of information on the slope and azimuth of layers plays an important role in increasing the accuracy of interpretation of discontinuities, especially fractures. Finally, the evaluation of these indicators shows that the main extension of the faults and fractures in the studied reservoir is in the north-south and northwest-southeast direction, which is consistent with the data of pictorial diagrams (Rose diagram) corresponds to the wells drilled in this field. Based on the distribution of the density of fractures at the location of the drilled wells, it can be concluded that in addition to the diagenesis phenomena, the fracture networks and their connection with each other can control the production of field wells.
    Keywords: seismic indicators, thinned fault likelihood, fault Likelihood, faults, fractures
  • Mohammad Ali Iranmanesh *, Fatemeh Kamyab Pages 31-39
    This study addresses the numerical simulation of cohesive crack propagation and the problem of normal contact in porous media. Penalty method is used to inforce essential boundary conditions. The strong discontinuity in the deformation field is effectively modeled by exploiting the partition of unity property of element-free Galerkin shape functions and employing an external enrichment strategy. To account for the crack initiation and propagation behavior in mode I, which occurs under tensile stresses, as well as the compressive behavior at the edges of a closed crack in compression, the cohesive crack theory and the penalty method are incorporated into the existing computer program prepared for the simulation of porous media using the enriched element-free Galerkin method. The resulting algebraic system of equations are strongly non-linear. So, a suitable approach must be utilized to linearize and solve the equations. Newton-Raphson technique is utilized in this study for this purpose. The results obtained from solving the problems of tensile cracks and cracks under compression (i.e., the contact of two crack edges) indicate the capabilities of the numerical formulation and the prepared computer program. Expanding the prepared numerical model allows for the modeling of crack growth problems in porous media in the presence of fluids, as seen in processes like hydraulic fracturing.
    Keywords: Cohesive crack, Normal Contact, numerical simulation, Porous media, Element-Free Galerkin Method, Extrinsic Enrichment
  • Mohammad Reza Asef *, Ali Misaghi, Mohammad Sarmadivaleh Pages 40-47
    Compressional and shear wave velocities (Vp and Vs respectively) are basic and essential parameters for any geomechanical modelling in deep ground conditions. However, both are complex parameters that are strongly influenced by other rock properties such as porosity, in situ stress, pore filling, clay content, etc. Therefore, detailed information about the contribution of each of these attributes can improve the results obtained in geomechanical models. Especially when the wave velocity in the surface conditions is estimated based on in situ data such as geophysical logs from wells or core samples or drilling chips, the importance of this matter becomes much significant. In this research, experimental data for more than 180 shaly rock samples were analysed. Clearly, porosity was the most critical parameter affecting shear wave velocity. Accordingly, increasing porosity leads to a dramatic decrease in wave velocity. Nevertheless, it was noticed that for a certain porosity value, a relatively wide range of wave velocities may be observed. Further investigation revealed that, clay content was also a significant contributing parameter. Based on explicit statistical analysis, a predictive equation was introduced with which shear wave velocity can be estimated with high certainty. Accordingly, for samples with the same porosity, variation in clay content would result in different wave velocities
    Keywords: Porosity Shear wave velocity, s-wave, Compressional wave, Shale, Clay content
  • Maryam Behifar, Mohammadreza Razavi *, Parivash Jaafari Pages 48-63
    Geoenergy has a significant effect in optimizing the analysis of mechanical phenomena during drilling, exploration, production and even release of an oil field. Identifying the technological capabilities of geomechanics in Iran's oil and gas industry is effective in improving the exploration and production process. Therefore, the current research has extracted, categorized and interpreted the basic, organizing and inclusive themes using a multi-method qualitative approach (theme analysis and gray Delphi). Therefore, first, semi-structured interviews were conducted with 14 industrial and academic managers and experts, and using the theme analysis approach based on the inductive strategy, technological capabilities in the field of oil and gas geomechanics were identified and categorized into 7 organizing themes and 34 basic themes. . The themes of the organizer include investment capability with 4 basic themes, linking/networking capability with 5 basic themes, learning capability with 6 basic themes, human resources capability with 4 basic themes, management and strategic capability with 7 basic themes, technical and executive capability with 4 themes Basic, complementary capability is formed by 4 basic themes. Then, by doing gray Delphi, these themes were classified into five classes in order of importance. Credibility in senior managers, the existence of a strategic plan and access to sufficient credit resources were of the highest importance.
    Keywords: Geoenergy, Geomechanics, rock mechanics, upstream industries, Hydrocarbon, gray Delphi