بخشی از مقاله
1 مقدمه
تحلیل تغییرات دامنه در مقابل دورافت به عنوان یک روش موثر برای تعیین خصوصیات مخزن کاربرد دارد. با استفاده از برقراری شرایط مرزی امکان محاسبه دامنه موج تراکمی و برشی بازتاب شده و عبور کرده از سطح مشترک فراهم مـی شـود. زوپریتس [1] مقادیر دامنه بازتاب و عبور را برای دو موج تراکمی و برشی بر اساس وارون سـازی دادههـای پـیش از برانبـارش محاسبه نمود. با توجه به خطی نبودن حل این معادله و تعداد پارامترهای کشسان زیاد آن، استفاده از این معادلـه بـرای وارون سازی مشکل می سازد. این رابطهها توسط آکی و ریچاردز [2] فتی و همکاران [3] ، اسمیت و گیدلو [4] خطـی سـازی شـده است. در این مطالعه به منظور بررسی پاسخ های AVO رسوبات حاوی هیدرات از رابطـه آکـی ریچـاردز اسـتفاده شـده کـه بصورت زیر می باشد:
1 2 2 1 1
( t a n 2 ( )s i n 2 ( ) ) ) s i n 2
( ) 2 4 )( ) R ( )
2 2 2 2 2
s i n 2 ( ) ) , R ( )AB s i n 2 ( )C ( t a n 2 ( )
1 که ، ، میانگین سرعت تراکمی و برشی دو لایه، میانگین چگالی دو لایه و میانگین زاویـه تـابش و عبـور مـوج
میباشد.
ضرایب جملات آکی و ریچاردز [2] مقادیر عرض از مبدا، گرادیان و انحنا میباشـند. بـرای بدسـت آوردن ایـن ضـرایب اطلاعات رکورد نقطه میانی مشترک که تصحیح برونراند روی آن صورت پذیرفته مـورد اسـتفاده قـرار میگیـرد. نتیجـه وارون سازی تغییرات دامنه در مقابل دورافت ، مقاطع سری بازتابی خواهند بود که به عنـوان نشـانگرهای تغییـرات دامنـه در مقابـل دورافت شناخته میشوند.
در این مطالعه به منظور بررسی پاسخ های AVO رسوبات حاوی هیـدرات و بررسـی امکـان شناسـائی نـوع توزیـع هیدرات گازی طبق تقسیم بندی اکر [5])، [6]، [7] )، مدلسازی مصنوعی برای یک مدل 4 لایه فراهم شده است. در این مـدل لایه اول ستون آب، لایه دوم رسوبات حاوی هیدرات گازی، لایه سوم رسوبات حاوی گاز آزاد و لایه چهارم رسـوبات حـاوی آب در نظر گرفته شده است. رسوبات میزبان دارای سه میزان تخلخل 30، 40 و 50 درصد بوده و لایـه حـاوی هیـدرات گـازی بـا اشباع های مختلف، لایه حاوی گاز دارای مقدار اشباعهای مختلـف در نظـر گرفتـه شـدند. بعـد از بدسـت آوردن خصوصـیات کشسان لایه ها با استفاده از تئوری محیط موثر [8] ، مدلسازی مستقیم با استفاده از حل معادله موج یک بعـدی انجـام شـد و داده های لرزه ای نقطه میانی مشترک از مدل های مصنوعی بدست آمد. رکوردهای مصنوعی حاصله برای انجـام وارون سـازی AVO به جهت تعیین نوع توزیع هیدرات گازی مورد استفاده قرار گرفت.
-2تئوری کلاسهای AVO
اوستراندر [9] فاکتور تاثیرگذار در نحوه تغییرات دامنه در مقابل دورافت را نسبت پواسـون بیـان کـرد. بـر ایـن اسـاس میتوان سه حالت زیر را در نظر گرفت (شکل ). نسبت پواسون در مرز مشترک دوﻻیه ثابت بوده لذا تغییـرات دامنـه در مقابـل دورافت ناچیز خواهد بود. نسبت پواسون لایه بالایی از لایه پائینی بوده در نتیجه دامنه بازتـاب بـا دورافـت بـه صـورت جبـری کاهش مییابد. نسبت پواسون لایه بالایی از لایه پائینی کمتر است. در این حالت دامنه بازتـاب بـا دورافـت بـه صـورت جبـری
1 Amplitude variation versus offset, AVO
دومین همایش ملی هیدرات گازی ایران 25-26 اردیبهشت 1392، دانشکده مهندسی شیمی، نفت و گاز دانشگاه سمنان
افزایش مییابد.
شکل : 1 نحوه تغییرات دامنه در مقابل دورافت برای سه حالت مختلف چگونگی تغییر نسبت پواسون در مرز مشترک دو لایه .[10]
حضور گاز در یک لایه متخلخل را میتوان به عنوان یک فاکتور تغییر دهنده نسبت پواسون در نظر گرفـت. رادرفـورد و ویلیامز [11] کلاسهای مختلفی را برای مرز مشترک یک لایه ماسه سنگی حاوی گاز بیان کردهاند که فاکتور تعیین کننده در آنها ضریب بازتاب در حالت تابش عمودی موج (R0) میباشد.
تغییرات پاسخهای AVO را میتوان به تغییرات نسبت پواسون که مربوط به حضور هیدرات گـازی و گـاز آزاد اسـت مرتبط دانست. برای مثال هنگامی که در داخل رسوبات زیری هیدراتهای گازی، مقداری گاز آزاد وجود داشـته باشـد سـرعت موج تراکمی به مقدار زیادی کاهش پیدا میکند. در حالی که سرعت موج برشی بـه واسـطهی کـاهش چگـالی مقـداری کمـی افزایش پیدا میکند. میزان کاهش ایجاد شده در سرعت موج تراکمی باعث تغییر در میزان ضریب بازتـاب و کـاهش در نسـبت VP/VS و کاهش شدید نسبت پواسون میشود که در نهایت افزایش دامنه نسبت به دورافت را منجر میشود [12] و میتوان کلاس AVO 3 را برای آن در نظر گرفت. در این حالت میزان عرض از مبدا و گرادیان هر دو منفی بوده و باعث افزایش میزان دامنه با دورافت میشود.
کاستاگنا و همکاران [13] تقسیم بندی انجام شده توسط رادرفورد و ویلیامز [12] را ناتمام خوانده و کلاس جدیدی را برای مرز بالای زونهای حاوی گاز در نظر گرفته و کلاس AVO 4 را معرفی نمودند. در این کلاس ضریب بازتاب در حالت تابش عمود بر سطح مشترک همچنان منفی بوده ولی با افزایش دورافت، مقدار دامنه به صورت جبری افزایش مییابد و از لحاظ اندازه کاهش مییابد. این کلاس در شرایطی اتفاق میافتد که سرعت موج برشی در لایه حاوی گاز کمتر از لایه بالایی آن
2 Reflection coefficient
تعیین نوع توزیع هیدرات گازی با استفاده
باشد. در این کلاس AVO ، میزان عرض از مبدا منفی و میزان گرادیان مثبت میباشد که به واسطه آن میزان دامنه با دورافت افزایش مییابد (نمودار آبی رنگ شکل ).
شکل :2 نحوه تغییرات دامنه در مقابل دورافت برای چهار کلاس مختلف AVO (تغییر یافته کاستاگنا و همکاران، .([13]
-3 نمودار متقاطع AVO برای مدل های مصنوعی
یکی از روشهای بررسی کلاسهای مختلف، استفاده از نمودارهای متقاطع (عرض از مبدا در مقابل گرادیان میباشد. روش محاسبه ضرایب عرض از مبدا و گرادیان با استفاده از روش حداقل مربعات می باشد که در به صورت شماتیک نشان داده شده است.
دومین همایش ملی هیدرات گازی ایران 25-26 اردیبهشت 1392، دانشکده مهندسی شیمی، نفت و گاز دانشگاه سمنان
شکل :3 نحوه محاسبه ضرایب با استفاده از روش حداقل مربعات
بعد از استخراج این دو نشانگر از دادههای پیش از برانبارش برای نمونههای زمانی مختلف و رسم آنها به صورت یک نقطه در نمودار مذکور، امکان شناسایی کلاسهای مختلف و روند زمینه3 طبق شکل 1 فراهم میشود.
