تخمين تخلخل سنگ ها مخازن گازی با استفاده از داده های مقاطع لرزه ای

تعيين خواص پتروفيزيكی يـك مخزن اهميـت بســـيار زيادي دارد. تخلخل و تراوايی بخش های مخزنی، از مهمترين اين خواص هســـتند. خواص پتروفيزيكی یک مخزن معمولاً با روش هايی مانند تحليل مغزه و آزمايش چاه نيز به دسـت می آيند كه مسـتلزم صرف زمان و هزينه بسيار زيادی است.جهت کسب اطلاعات بیشتر درباره تخمين تخلخل سنگ ها مخازن گازی با استفاده از داده های مقاطع پروفيل زنی لرزه ای سرعت امواج و مطالعات ژئوفیزیکی با آسیا ژئوفیزیک تماس بگیرید.

تخمين تخلخل سنگ ها مخازن گازی با استفاده از داده های مقاطع لرزه ای

به دليل نبود مغزه های كافی، تغييرات سـنگ شناسی و ناهمگنی سنگ مخزن، نتايج تعيين اين پارامترها با روش های ذكرشده، پوشش مناسب و دقت لـازم را براي تعميم به كل ســـتون چاه يا لايه مخزنی و ميدان هيدروكربوری ندارد.

برای رفع اين محدوديت از روش های جايگزين همانند ارزيابی و تفسير نمودارهای پتروفيزيكی در محيط نرم افزارهای پيشرفته يا روش های مبتنی بر سرعت امواج لرزه ای استفاده ميشود. در روش مبتنی بر نمودارهای پتروفيزيكی، معمولاً تخلخل براسـاس يكی از نگاره های نوترون، چگالی يا صـوتی يا تلفيقی از دو يا چند نگاره و با اســتفاده از روابط معرفی شـده به صـورت برجا تخمين زده ميشــود.

تخمين تخلخل پروفيل زنی لرزه ای در مطالعات ژئوفیزیکی

برای تخمين تخلخل با اســتفاده از ســرعت امواج پروفيل زنی لرزه ای ، هم از داده های لرزه ای ســـطحی و هم از داده های لرزه ای درون چاهی (مقاطع لرزه ای قائم) ميتوان بهره جســـت. با به كارگيری روابط موجود بين ســـرعت امواج لرزه ای و تخلخل سـنگ ها، برآورد مناسـبی از تخلخل لايه ها محاسـبه می شود.

در اين پژوهش با استفاده از داده های مقاطع پروفيل زنی لرزه ای قائم و در مطالعات ژئوفیزیکی در يكی از ميدان های گـازی خليج فـارس، تخلخل لايه های مخزنی تخمين زده می شـــود و نتايج آن با تخلخل تخمين زده شـــده از نگاره های مختلف چاهی و داده های مغزه ها مقايسـه میشود.

همخوانی مناسب نتايج

نتايج حاكی از همخوانی مناسب در مطالعات ژئوفیزیکی نتايج داده های VSP و ساير نگاره های چاهی و همچنين داده های مغزه است، به ويژه اينكه در نقاط ريزشــی و شــســته شــده چاه و نواحی با لايه های شــيلی كه روش های پتروفيزيكی اغلب خطا دارند، روش مقطع لرزه ای قائم ميتواند نتايج مطمئن تری ارائه كند.

مقدمه

تخلخـل يكی از پـارامترهـای ضـــروری ســـنگ مخزن در تعيين نواحی مسـتعد مخزنی و محاسبه حجم ذخيره نفت و گـازاســـت و به همين دليل از اهميـت زيـادی برخوردار اســـت. تخلخـل ميتوانـد از ٨٠ درصد برای رسوبات نرم كف اقيانوس تا كمتر از ١ درصد در برخی از ســـنگ آهك ها متغير باشـــد، ولی در مخازن هيدروكربنی كشــور، به طور متوســط بين ١٠ تا ٣٠ درصــد متغير است.

ارزيــابی خواص پتروفيزيكی در مطالعات ژئوفیزیکی

تــاكـنون روابط تجربی مختلفی برای ارزيــابی خواص پتروفيزيكی (تخلخل) در سـنگ با اسـتفاده از سرعت موج طولی و عرضـی ارائه شده است، ولی اين شيوه ساده نيست و چالش های اســاســی در اين باره مطرح اســت. متأســفانه گاهی هنگام تدوين و اســتفاده از اين روابط تجربی، به اين چـالش ها چندان توجه نمی شـــود.

نتيجه اين روند ســـبب ميشـــود پـارامترهـای پتروفيزيكی محاســـبه شـــده دقت و كارايی مدنظر را نداشـته و مدلسـازی های صورت گرفته بر اســاس اين پارامترها با مقادير واقعی تطابق چندانی نداشــته بـاشـــند.

تأثير تخلخل بر ســـرعت موج

تأثير تخلخل بر ســـرعت موج و نيز موضـــوعات ديگری از قبيل تأثير عمق و فشــارهای همه جانبه بر ســرعت موج در ســـنـگ، تفـاوت ســـرعت موج به دســـت آمده از داده های چاه پيمايی با داده های آزمايشـــگاهی، نبود برخی داده هـای اســـاســـی مـانند ســـرعت موج برشـــی، ازجمله چالش های جدی در اين زمينه هستند.

بديهی است برآورد به نسبت دقيق تخلخل سازندها در يك ميدان نفتی برای تخمين ميزان ذخيره هيدروكربن بسيار مورد توجه است. از طرفی، وجود تخلخل در بافت سنگ، مقاومت تراكمی سنگ را نيز كاهش و تغييرشكل پذيری آن را افزايش می دهد به طوريكه گاه مقدار كمی تخلخل، می تواند اثر چشمگيری بر سرعت موج و نيز رفتار مكانيكی سنگ داشته باشد.

انتخاب روش های مناسب

بنابراين انتخاب روش های مناسب برای برآورد هر چه دقيقتر و كاربردی تر تخلخل موجود در سازند، براي گروه های مختلف علمی ازجمله متخصصان مهندسی مخزن و نفت و پژوهشگران مكانيک سنگ اهميت حياتی دارد و تحقيقات در اين زمينه از ديرباز تاكنون وجود داشته و فعال است. جـــــرم مخصـــــوص در مخزن گازی ، ويژگـــــی عمـــــومی مـــــواد و ســـنگ هاســـت كـــه بـــر ســـرعت حركـــت مـــوج تـــأثير می گذارد.

جـرم مخصـوص سـنگ هـا در مطالعات ژئوفیزیکی

جـرم مخصـوص سـنگ هـا بـا توجـه بـه شـرايط آنهـا بــه عوامــل متعــددی بسـتگی دارد كــه ازجملــه مـی تــوان بــه ويژگــی هــای كــانی هــای تشــكيل دهنــده، درز و شكســتگی هــا، نــوع ســيال پركننــده فضــاي خــالي ســنگ (محتــوی ســيالهــا)، درجــه ســيمان شــدگی، ســن، عمــق، ســـاخت و بافـــت و ميـــزان فشـــار روبـــاره اشـــاره كـــرد.

همگنی و ناهمگنی كانی های تشكيل دهنده سنگ، نحوه جورشـدگی كانی ها و تخلخل بر جرم مخصوص و سرعت در ســـنگها تأثيرگذار هســـتند. ميزان تراكم و عمق نيز از ديگر عوامل مؤثر بر جرم مخصـــوص و ســـرعت ســـنگ هســـتند.

ميزان تخلخل در ســـنگ های رســـوبی

ميزان تخلخل در ســـنگ های رســـوبی بيشـــتر از ســـنـگ هـای آذرين و دگرگونی اســـت و با افزايش عمق كاهش مييابد و رسـوبات سـفت و محكم تشكيل ميشود. ســـرعت موج در ســـنگهای بدون تخلخل و تراكم ناپذير مانند نمک با افزايش عمق ثابت ميماند.

طبق مطالعات پژوهشـگران مختلف ازجمله يوهانستون و كريســتنســن ٢٠٠٥تغييرات زمان ســير امواج لرزه ای در ســيالات گوناگون به اثبات رســيده اســت. ســرعت امواج تراكمی و برشــی تحت تأثير شــرايط مخزن قرار ميگيرد؛ بنابراين ميتوان با تحليل دقيق ســرعت امواج P و S ،برخی از ويـژگـی هــای مـخـزنـی و پتروفيزيكی مخزن از قبيــل ليتولوژی، تخلخـل و ســـيـالـات مخزنی را ازلحاظ كمی و كيفی تعيين كرد.

داده هـای لرزه ای و بـه طور خاص

مرور تـاريخچـه اســـتفـاده از داده هـای لرزه ای و بـه طور خاص، سرعت امواج لرزه ای برای تخمين تخلخل سنگ ها  نشــان می دهد بيش از شــش دهه اســت كه از اين روش ها استفاده ميشود (انواري، ١٣٩٩) . ليكن بسيار كم به استفاده از دادههای لرزهای مقاطع قائم (VSP )براي تخمين تخلخل پرداخته شـــده اســـت.

پس از مقاله اســـتون (١٩٨٣ ) و چند پژوهش پراكنـده مـاننـد زوبايف و گس (٢٠١١ ) تحقيقات چنــدانی برای اســـتفــاده از داده VSP براي تخمين تخلخل صـورت نگرفته است كه شايد دليل آن، سهولت و در دسـترس بودن نگاره های پتروفيزيكی در بيشــتر چاه ها و پيچيدگی فنی پردازش و تحليل داده های VSP در مقايســه با نگاره های پتروفيزيكی بوده اســت.

بهره گيری از داده هـای لرزه ای

اين مهم ضــمن تأكيد بر نوآورانه بودن پژوهش حاضـر، نياز به تحقيق بيشـتر برای بهره گيری از داده هـای لرزه ای مقـاطع قـائم را برای تخمين خواص مخزنی به ذهن متبادر ميكند. سرعت امواج در اين پژوهش از داده های مقاطع قائم با دورافت صفر (ZVSP)متعلق بـه يكی از ميـدان هـای گازی واقع در خليج فارس اســـتفاده شـــده اســـت تا در يك روش تكميلی، با تخمين ســرعت موج طولی (P) و برشــی (S )بتوان تخمين منـاســـبی را از تخلخـل ارائـه كرد.

بهره گيری اين روش در مخزن گازی سرعت امواج

بـه دليل بهره گيری اين روش از گيرنده های ســـه مؤلفه ای، امكان ثبت هر دو موج ميسر است. منطقه مورد مطالعه، ميدانی گازی در خليج فارس اســت كه ســاختار تاقديســی آن با عمليات لرزه نگاری در دريا در سـال ١٩٥٩ ميلادی محرز شـده است.سرعت امواج  حفاری چاه اكتشافی با هدف ارزيابی توان هيدروكربوری گروه دهرم، در ســـال ١٣٨١ شـمسـی تا عمق ٣٧٢٢ متری صــورت گرفت و از مجموع ســازند كنگان و ســـازنـد دالـان، ٨/١٥ ميليون فوت مكعب در روز همراه با ٥٣٢ بشـكه ميعانات گازی توليد شـد.

در اين ساختار مخزن گازی، سطح آب و گاز در بالای بخش تبخيری نار يعنی در سـازند دالان فوقانی ودر ٣٧٣٣ متری اســـت. بر اســـاس نقشـــه هم تراز زيرزمينی افق كنگـان، ابعـاد اين ميـدان مخزن گازی در حـدود ٨ در ٣٣ كيلومترو ســـتون گـاز آن ٤٢٠ متر اســـت. داده های VSP مورد استفاده در اين پژوهش از سازندهای سطحی خارگ مخزن گازی تا ســازندهای آغاجاری، ميشــان،  را پوشــش می دهد.

محاسـبه تخلخل با استفاده از داده های مقاطع لرزه ای قائم (VSP)

در اين تحقيق ابتـدا داده های ســـه مؤلفه ثبت شـــده مخزن گازی VSP مؤلفه قائم Z موج طولی و دو مؤلفه افقی H موج برشــی پردازش شـــد و بـا جـدايش امواج بالا رونده و پايين رونده،مخزن گازی اعمال چرخش روی مؤلفه ها با اســتفاده از روش هودوگرام و اعمـال تصـــحيحـات لـازم روی زوايـای Theta و Phi، سرعت امواج تراكمي و برشي محاسبه شد. براي به دســـت آوردن مقطع ســـرعت لرزه ای از مؤلفه Z ، بعد از آماده سازی و تصحيح داده ها، اولين رسيدهای مؤلفه Z در هر عمق برگزيده و مقطع ســرعت در كنار رســيدهای اول ترسـيم می شـود.

جهت کسب اطلاعات بیشتر با آسیا ژئوفیزیک و ژئوتکنیکی تماس بگیرید.

اینستاگرام آسیا ژئوفیزیک