بخشی از مقاله
چکیده:
مخازن متراکم حاوی گاز جزء مخازن غیرمتعارف میباشد که عموماً دارای تخلخل و تراوایی پایینی هستند. ارزیابی پتروفیزیکی این گونه مخازن، نسبت به مخازن متعارف دارای پیچیدگی بیشتری است. مخازن متراکم حاوی گاز در خاورمیانه 11 درصد از مخازن متراکم حاوی گاز جهان را شامل میشود. این در حالی است که هنوز به-صورت ویژه عملیات اکتشافی چندانی برای یافتن اینگونه مخازن در خاورمیانه و بهویژه در ایران انجام نشده است.
به همین منظور در این مقاله برای تجزیه و تحلیل فشار موئینگی توسط نگار تشدید مغناطیسی هستهای - - NMR، از دادههای حاصل از سه چاه یکی از مخازن متراکم حاوی گاز، در منطقه Obaiyed در غرب مصر استفاده شده است. از نگار تشدید مغناطیسی هستهای بههمراه دادههای مغزه در تعیین هرچه بهتر خواص پتروفیزیکی این مخازن بهره گرفته شد. این نگار صرفا نسبت به سیالات آزاد سازند واکنش نشان میدهد و تحت تأثیر لیتولوژی و منابع رادیواکتیو قرار نمیگیرد.
در این مقاله با استفاده از توزیع زمان واهلش و محاسبه فشار موئینگی از آن، تخمینی از پارامتر اشباع آب برای چاههای مورد مطالعه در ناحیه انتقالی بهدست آمد. با مقایسه اشباع آب حاصل شده از نگار تشدید مغناطیسی هستهای با دادههای مغزه، مشخص شد در چاههایی که سیال حفاری پایه – آبی بوده، مطابقت بیشتری با دادههای اشباع آب بهدست آمده از مغزه دیده میشود، نسبت به دادههای اشباع چاههایی که سیال حفاری پایه – نفتی میباشد.
مقدمه:
برای مخازن متراکم حاوی گاز تعاریف مختلفی وجود دارد، برای اولین بار در سال 1987 سازمان سیاست گذاری گاز آمریکا، آن دسته از مخازن گازی که تراوایی کمتر از 0/1 میلی دارسی دارند را بهعنوان مخازن متراکم حاوی گاز معرفی کرد. تراوایی این مخازن بهقدری پایین است که برای برقراری جریان مناسب و تولید اقتصادی از مخزن، عملیات تحریک مخزن یا تکنولوژی ویژه حفاری موردنیاز است، ولی در عین حال از بین مخازن غیرمتعارف گازی، مخازن متراکم حاوی گاز بیشترین ظرفیت تولید را دارند. بهدلیل پیچیدگیهای موجود در مخازن متراکم حاوی گاز، بهرهبرداری مؤثر از این مخازن نیازمند داشتن اطلاعات جامعی از ویژگیهای پتروفیزیکی مخزن - تخلخل، تراوایی، اشباع آب، فشارموئینگی،... - است تا بتوان بهطور دقیق میزان گازدرجا را تخمین زدمخازن متراکم حاوی گاز در خاور میانه %11 از مخازن متراکم حاوی گاز جهان را شامل میشود.
این در حالی است که هنوز به صورت ویژه عملیات اکتشافی چندانی برای یافتن این گونه مخازن در خاورمیانه و بویژه در ایران انجام نشده است. به همین منظور در این مقاله بهمنظور تجزیه و تحلیل فشار موئینگی مخازن متراکم حاوی گاز توسط نگار تشدید مغناطیسی هستهای، از دادههای حاصل از سه چاه یکی از مخازن متراکم حاوی گاز در منطقه Obaiyed در غرب مصر استفاده شده است. از ویژگیهای دیگر این مخازن وجود کانیهای رسی همچون: ایلیت، کائولین و میکا در حفرات و وجود ناهمگنی عمودی و جانبی میباشد.
نگارهای مرسوم همچون نگارهای صوتی، نوترونی، چگالی و الکتریکی و همچنین نگارهای غیرمرسوم همچون نگار تشدید مغناطیسی هستهای از مهمترین و پرکاربردترین نگارها چاهپیمایی در صنعت مخازن هیدروکربنی به شمار میآیند و کاربرد آنها روز به روز در حال گسترش میباشد. ابزار تشدید مغناطیسی هستهای، ابزاری قدرتمند برای تشخیص حرکت تقدیمی پروتونهای آزاد مانند هیدروژن میباشد.
همچنین بهدلیل وجود فراوان هیدروژن در سازندهای زمینشناسی میتوان در کارهای پتروفیزیکی از روش نگاربرداری تشدید مغناطیسی هستهای استفاده نمود. این واقعیت که تنها تعداد اندکی از مولکولها قابلیت دیده شدن توسط این روش را دارند و همچنین اینکه هیدروژن در بین مواد قابل تشخیص، بزرگترین پالس قابل اندازهگیری را داراست، کمک شایانی به استفاده از این روش در کاربردهای پتروفیزیکی مینماید. وجود حرکت تقدیمی آزاد پروتون نشانگر وجود هیدروژن آزاد در سازند است.
هیدروژن آزاد به معنای هیدروژن مرتبط با شارههای درون حفرات سازندی است و بیانگر هیدروژن مرتبط با ساختار مولکولهای سازند مانند شیل نمیباشد . روش تشدید مغناطیسی هستهای میتواند اطلاعاتی در مورد توزیع اندازه حفرات، تخلخل، حجم سیال آزاد، تراوایی و نوع سیال را در اختیار ما قرار دهد
یکی از نیروهایی که سبب حرکت سیال در محیطهای متخلخل میشود، نیروی موئینه است. نیروهای موئینه در مخازن هیدروکربنی، نتیجه اثرات کشش سطحی و بین سطحی سیالات مخزن، اندازه و شکل هندسی خللوفرج سنگ و شاخصهای ترشوندگی میباشند . وقتی دو سیال غیرامتزاجی - مخلوط نشدنی - در تماس با هم قرار گیرند، یک ناپیوستگی فشاری بین این دو سیال بهوجود میآید که خود را به وسیله یک انحنا در سطح تماس بین این دو سیال نشان میدهد
این اختلاف فشار در سطح تماس دو سیال را، فشار موئینگی مینامند که معمولاً با نماد _ୡ نشان داده میشود . مقدار فشار موئینگی، تابعی از اشباع سیالات است. در یک محیط متخلخل، فشار موئینگی می-تواند به جابهجایی یک سیال دیگر کمک کند یا اینکه در برابر این فرآیند، ایستادگی نماید لذا، چنانچه یک محیط متخلخل که با فاز غیرترکننده اشباع شده، مورد هجوم فاز ترکننده قرار گیرد، شرط باقی ماندن فاز غیرترکننده در محیط متخلخل و عدم جابهجایی آن، این است که مقدار فشار غیرترکننده، بزرگتر از فشار فاز ترکننده باشد.
روشها:
بر اساس این واقعیت که فرآیند واهلش در پدیده تشدید مغناطیسی هستهای، بهصورت موازی انجام میشود، برای زمان واهلش میتوان معادله زیر بیان کرد:
نتایج و بحث:
یکی از چالشهایی که در مخازن متراکم حاوی گاز با آن روبرو هستیم این است که در پدیده تشدید مغناطیسی هستهای ممکن است مقدار اندکی سیال حفاری پایه - نفتی جایگزین آب باقیمانده سازند شود. برای اجتناب از ریسک این چالش، حفرات سازند که با سیال پرشدهاند و با پاسخ نگار تشدید مغناطیسی هستهای نشان داده میشوند را کالیبره شد و سپس ارتباط بین دادههای فشار موئینگی و مغزه را بررسی شد. برای زمان قطع مربوط به اثر گاز، با توجه به معادله - 5 - انتظار میرود که رابطه بین و در مقیاس لگاریتمی، برای ناحیه مربوط به پاسخ تشدید مغناطیسی هستهای به حفرات پرشده از سیال، بهصورت خطی باشد.
شکل 1 ارتباط بهدست آمده از نگار تشدید مغناطیسی هستهای و فشار موئینگی حاصل از دادههای مغزه چاه D7 را نشان می-دهد، بطوریکه در ناحیه 8 تا 125 میلی ثانیه، خط راست شده است. در جائیکه از 0/08 کمتر باشد، میتوان گفت که بخشی یا کل حفرات از گاز پرشدهاند. بنابراین کالیبراسیون نگار تشدید مغناطیسی هستهای در دوره از 8 تا 125 میلی ثانیه میباشد.
دادههای فشار موئینگی، با استفاده از روشهای آزمایشگاهی که روی نمونههای کوچکی از سنگ مخزن انجام میشوند، بهدست میآیند. لذا، ادغام این دادهها برای توصیف رفتار مخزن، ضروری خواهد بود . این روش برای ایجاد ارتباط بین دادههای فشار موئینگی از نمونههایی که دارای توزیع فضای متخلخل مشابهی هستند، مناسب است ولی، برای مخازنی که در آنها، تنوع سنگ وجود دارد، مناسب نمیباشد.
