عنوان

بررسی و آنالیز مدل فیزیک سنگی کاستر و توکسوز در مخازن کربناته و مقایسه آن با مدل گسمن

IR

۴۰۱۸پ

فارسی

IR

بررسی و آنالیز مدل فیزیک سنگی کاستر و توکسوز در مخازن کربناته و مقایسه آن با مدل گسمن

[پایان‌نامه]

Investigating the Kuster and Toksoz Rock Physics Models in Carbonate Reservoirs and its Comparison with Gassmann Model

/شیرین بیات منش

: مهندسی معدن

، ۱۳۹۷

۱۱۰ص.

:

زبان: فارسی

زبان چکیده: فارسی

چاپی - الکترونیکی

مصور، جدول، نمودار

کارشناسی ارشد

مهندسی نفت- اکتشاف

۱۳۹۷/۱۱/۰۱

صنعتی سهند

در لرزه نگاری اکتشافی امواج لرزهای اطلاعاتی از سنگ و سیالات زیرزمینی را نشان میدهند .در سالهای اولیه، از این اطلاعات بمنظور تفسیر ساختارهایی که ممکن است هیدروکربن در آن به تله افتاده باشد استفاده می‌شد، اما اکنون بطور گسترده‌ای بمنظور تعیین لیتولوژی، تخلخل، سیال منفذی و اشباع آنها آنالیز می‌شود .فیزیک سنگ بعنوان پلی بین اطلاعات لرزه‌ای و خواص و پارامترهای کمی مخزن تعریف شده‌است که در سالهای اخیر بطور گسترده بعنوان وسیله‌ای برای تشخیص لیتولوژی و تعیین مستقیم میزان کمی هیدروکربن با استفاده از داده‌های لرزه‌ای در مخزن استفاده می‌شود .مخازن کربناتها دارای ویژگی ها و خواص الاستیکی و لرزه ای متفاوت و پیچیده ای هستند .از آنجایی که سرعت لرزه در سنگهای رسوبی علاوه بر تاثیر آن از مقدار تخلخل، تابع شکل حفرات نیز است، در مخازن کربناته طیف گسترده‌ای از انواع شکل حفرات مشاهده شده‌است، که به تبع آنها طیف گسترده‌ای از خواص الاستیکی و لرزه‌ای در آنها بوجود می‌آید .در این پژوهش، با استفاده از معادله‌ی فیزیک سنگی کاستر و توکسوز اقدام به ایجاد مدلهای فیزیک سنگی در مقیاس آزمایشگاهی شده‌است و نتایج و خروجی آن مورد آنالیز و بررسی قرار گرفته است .در معادله‌ی فیزیک سنگی کاستر و توکسوز( ۱۹۷۴) الگوریتمهای متفاوتی برای چهار نوع عمده از شکل حفرات موجود در مخازن کربناته( کروی، سوزنی، دیسکی و شکاف) ارائه شده‌است .همچنین یک پارامتر بنام ضریب شکلی حفرات تعریف شده است که می‌تواند در انواع مختلف حفرات مقدارهای متفاوتی داشته باشد .برای مدلسازی ما از سه روش معادلات فیزیک سنگی کاستر و توکسوز و معادله‌ی راک فیزیکی گسمن( ۱۹۵۱) استفاده کرده‌ایم .در روش اول مدلهای دسته‌یA: A ۱( شکل حفرات کروی)،A ۲( شکل حفرات سوزنی) وA ۳( شکل حفرات شکاف مانند) را مدلسازی کرده‌ایم که پارامترهای الاستیکی آن فقط با استفاده از معادله‌ی فیزیک سنگی کاستر و توکسوز محاسبه شده‌است .نتایج این مدلها، گویای تأثیر اشباع شدگی بر روی پارامترهای الاستیک بود، در حالی که تغییرات فشار تاثیری بر روی این مدلها نداشته‌است که ناشی از ضعف این مدلها است .در بررسی امپدانسهای صوتی مربوط به مدلهایA ۱،A ۲ وA ۳ در دو اشباع مختلف = So ۰ و = So ۹.۰ در برابر فشار مؤثر مشخص شد که اولا مدلA ۱ بیشترین میزان امپدانس صوتی وA ۳ کمترین میزان امپدانس صوتی را نشان می‌دهد .همچنین درصد اختلاف امپدانس صوتی در دو اشباع=So ۰ و=So ۹.۰ در یک فشار مؤثر ثابت در مدلA ۱ به میزان ۲ کمترین اختلاف و در مدلA ۳ به میزان ۵ بیشترین اختلاف را نشان داده است .در مرحله بعدی، سعی بر تصحیح این معادلات و وارد نمودن تاثیر فشار شده‌است .برای این کار معادلات مکبت( ۲۰۰۴) و گسمن( ۱۹۵۱) وارد معادله‌ی کاستر و توکسوز گردید .در روش دوم مدلهای دسته‌یB: B ۱( شکل حفرات کروی)،B ۲( شکل حفرات سوزنی) وB ۳ ( شکل حفرات شکاف مانند) را مدلسازی کردیم .در این روش پارامترهای الاستیکی بدست آمده از معادله‌ی کاستر و توکسوز را بوسیله‌ی معادله‌ی مکبت نسبت به فشار مؤثر و بوسیله‌ی معادله‌ی گسمن نسبت به اشباع سیال محیط متخلخل حساس کردیم .در این روش مشخص شد که افزایش ضریب شکلی باعث افزایش امپدانس صوتی می‌شود .همچنین افزایش ضریب شکلی باعث کاهش حساسیت پارامترهای الاستیکی به تغییرات اشباع شدگی می‌گردد .جهت مقایسه نتایج مذکور با مدل گسمن، مرحله مدلسازی C طراحی که در آن مشابه موارد مشاهده شده در مطالعات پیشینه، فقط از معادلات مکبت و گسمن استفاده گردید .درمرحله بعدی، اقدام به مدلسازی فیزیک سنگی یکی از چاههای نفتی در یکی از میدانهای نفتی جنوب غرب ایران در سازند آسماری شد .نتایج گویای آن است که مدلسازی به روشB ۳، نمایش دهنده بهترین تطابق بین نگاره سرعت مدل شده با نگاره سرعت واقعی است .در مرحله‌ی نهایی، با استفاده از نگاره‌های اشباع شدگی، تخلخل و حجم شیل و همچنین مدلسازی به روشB ۳ اقدام به بررسی سناریوهای تولید و تزریق در این مخزن شد .نتایج گویای تاثیر کم تغییرات فشار بر روی پارامترهای لرزه‌نگاری بوده است، ولی تغییرات اشباع شدگی توانسته است تغییرات تا ۸ درصد بر روی پارامترهای لرزه‌نگاری بگذارد که نشان دهنده‌ی امکان پذیر بودن داده‌های لرزه‌نگاری چهار بعدی در مانیتور کردن تولید و تزریق از این مخزن است

In exploration seismic studies, the seismic waves show information about subsurface rocks and fluids. In early years, this information was used to interpret structures in which hydrocarbons might have been trapped. However, this information is widely analyzed today to determine lithology, porosity, fluids, and their saturation. The rock physics is defined as a bridge between seismic information and quantitative properties and parameters of the reservoir. It has been used extensively as a means of identification of lithology and direct determination of the quantitative amount of hydrocarbons. The carbonate reservoirs possess various complex seismic and elastic properties. Since the P and S-wave velocities in sedimentary rocks are influenced by the amount of porosity and pore shapes, a wide spectrum of pore shapes have been observed in carbonated reservoirs leading to a wide range of elastic and seismic properties in them. In this study, the rock physics models were developed using Kuster & Toksoz rock physics equation and the output results have been analyzed. The Kuster & Toksoz rock physics equation (1974) has introduced four main types of pore shape present in carbonate reservoirs including spherical, needle, disk, and fracture shapes. Also, a parameter called aspect ratio (AR) was defined that can have different values in various porosities. We used the three methods of Kuster & Toksoz rock physics equation, and compared with Gassmann rock physics equation (1951). In the first method, we developed the group A models including A1 (spherical pores), A2 (needle-shaped pores), and A3 (fracture pores) in which the elastic parameters were estimated only with the use of Kuster & Toksoz rock physics equation. The results of these models indicated the effect of saturation on the elastic properties whereas changes in pressure exerted no effect on these models suggesting their weakness. In investigating the acoustic impedances of A1, A2, and A3 models at the two different saturations of So=0 and So=0.9 against effective pressure, it was known that first, the A1 model had the greatest acoustic impedance whereas A3 model had the least acoustic impedance. Moreover, the smallest and greatest percentages of change in acoustic impedance in the saturations of So=0 and So=0.9 in a constant effective pressure were 2 in A1 and 5 in A3, respectively. In the next stage, an attempt was made to correct these equations via applying pressure effect. To do so, the MacBeth (2004) and Gassmann (1951) equations were added onto Kuster & Toksoz equation. In the second method, group B models including B1 (spherical pores), B2 (needle-shaped pores), and B3 (fracture pores) were developed. In this stage, we sensitized the elastic parameters obtained from Kuster & Toksoz equation to pressure effect using MacBeth equation and to fluid saturation of porous media using Gassmann equation. It was known that an increase in aspect ratio caused an increase in acoustic impedance. Additionally, increased aspect ratio led to decreased sensitivity of elastic parameters to changes in saturation. To compare the obtained results to Gassmann model, the stage C modeling was designed in which, similar to cases observed in previous studies, only MacBeth and Gassmann equations were used. In the next stage, the rock physics model was developed for one of oil wells in an oil field in the southwest of Iran in Asmari formation. The results demonstrated that B3 modeling was the most suitable representation of correspondence between the modeled and real P-wave velocities. In the final stage, using the saturation, porosity, shale volume, and also modeling with B3 method, the production and injection scenarios for this reservoir were investigated. The results suggested the low pressure effect changes on seismic properties; nevertheless, changes in saturation have been able to exert changes in seismic parameters by 8 indicating feasibility of the use of four-dimensional seismic data in monitoring production and injection in this reservoir

ba

Investigating the Kuster and Toksoz Rock Physics Models in Carbonate Reservoirs and its Comparison with Gassmann Model

فیزیک سنگ

ضریب هندسی

مدل کاستر و توکسوز

مدل گسمن

Rock Physics, Aspect Ratio Kuster & Toksoz model, Gassmann Model

فیزیک سنگ، ضریب هندسی، مدل کاستر و توکسوز، مدل گسمن

بیات منش، شیرین

فلاحت، رضا، استاد راهنما

ایران

20230613

نفت ،۲۰۰۷۵ ،۱۳۹۷

ن‌مسگ‍ ل‌دم‍ اب‍ ن‌آ ه‌سیاقم‍ و ه‌تانبرک‍ ن‌زاخم‍ رد زوسکوت‍ و رتساک‍ ی‌گنس‍ ک‌یزیف‍ ل‌دم‍ زیلانآ و ی‌سررب‍.pdf

عادی

عادی

4018.pdf

p20075.pdf

0

ایمانی

متن

0

پ۴۰۱۸

فارسی

نمایه‌سازی قبلی

pe

TF

92029

1

a

Y