بخشی از مقاله
چکیده
تخمین پارامترهای الاستیکی سنگ مخزن جهت مدل سازی شکستگیهای مخزنی، بررسی پایداری دیواره چاه و کنترل تولید ماسه در چاه از اهمیت بالایی برخوردار میباشد. هدف از این مقاله بیان روش جدیدی جهت محاسبه پارامتر های الاستیک در مخازن نفتی است.
این روش میتواند جایگزین خوبی برای روشهای آزمایشگاهی و محاسباتی پرهزینه باشد. در این مطالعه پارامترهای الاستیک نظیر مدول یانگ، نسبت پوآسن، مدول بالک و ضریب برشی با استفاده از مقادیر و حاصل از نگار صوتی دوقطبی برای یک چاه از یک مخزن در جنوب ایران محاسبه شدهاست. نتایج حاصله به دلیل پیوسته بودن و تخمین پایداری دیواره چاه میتواند در اکثر چاهها مورد استفاده قرار گیرد.
.1 مقدمه
تخمین خواص الاستیکی سنگ مخزن اهمیت زیادی در پایداری دیواره چاه و کنترل تولید ماسه دارد. روشهای اندازهگیری این خواص عموماً از طریق استفاده از مغزه و یا استفاده از ابزارهای چاهنگاری میباشد.
یکی از ابزارهای چاهنگاری که در تخمین پارامترهای الاستیک، استفاده میشود، ابزار صوتی دوقطبی است.محققان زیادی ارتباط بین امواج صوتی و پارامترهای الاستیک را بیان نمودهاند.
ورنیک - [2] - 2008، تطابق امواج صوتی را با پارامترهای الاستیک و خواص مخزنی بیان نمود، آمادی - [3] - 1996، مطالعات ژئومکانیکی را با استفاده از امواج صوتی انجام داد. دراین مطالعه ما با استفاده از نسبت سرعت امواج برشی و فشاری که از نگار صوتی دو قطبی بهدست میآید، پارامترهای الاستیک سنگ مخزن را تخمین میزنیم.
.2 روش تخمین پارامترهای الاستیک با استفاده از نگار صوتی دو قطبی
برای محاسبه ضرایب الاستیک دینامیکی از کندشدگی موج فشارشی - - و کندشدگی موج برشی - - حاصل از نگار صوتی دو قطبی و تلفیق آن با چگالی کل - - استفاده میکنیم. ضرایب الاستیک دینامیکی زیر از طریق نگار صوتی دوقطبی به دست میآیند:
پارامترهای الاستیک استاتیکی بیانگر شرایط واقعی تر تنشهای اعمال شده بر سنگ هستند. اغلب مقادیر پارامتر الاستیک و دینامیک با هم متفاوت هستند که علت آن حفرات و ترکهای موجود در سنگ است .[5] از بین پارامترهای الاستیک فقط مدول یانگ و مقاومت فشاری تک محوره - - به صورت استاتیکی نیز محاسبه میشود که براساس معادلات زیر به دست میآیند:
.3 محاسبه پارامترهای الاستیک در چاه مورد مطالعه
در چاه مورد مطالعه که یک چاه گازی از یک مخزن کربناته میباشد. ابتدا براساس معکوس کردن مقادیر خروجی کندشدگی برشی و فشارشی حاصل از نگار صوتی دو قطبی میزان سرعت موج برشی - - و سرعت موج فشاری - - را تخمین میزنیم.
سپس با استفاده از روابط بالا پارامترهای الاستیک دینامیکی سنگ مخزن را محاسبه مینماییم. - مطابق شکل - 1
شکل.1 پارامترهای الاستیک محاسبه شده در چاه مورد مطالعه،:1 مدول بالک - GPa - ، :2نسبت پوآسن، :3مدول یانگ - GPa - ، :4مدول برشی - GPa -
همانطور که در شکل 1 مشخص شدهاست نقطهای که در آن مقدار نسبت پوآسن کاهش پیدا کرده، نشان دهنده کاهش تنش افقی حداکثر و تولید ماسه توسط چاه میباشد که باعث افزایش مدول یانگ میگردد که علت آن افزایش فشار است که بر روی مدول یانگ نمود پیدا کرده است، مدول بالک که بیانگر تراکم پذیری میباشد تغییری نکرده است، در مناطق شکسته شده،خرد شده - متخلخل - ، شیلی و سست که بیانگر مناطقی از دیواره چاه هستند که پایداری کمتری دارند، نگار مدول یانگ و مقاومت فشاری تک محوره هر دو افزایش مییابند. - همانطور که در شکل 2 مشاهده میشود -
شکل .2 مقایسه نگارهای حجم شیل و مقاومت فشاری تک محوره ، :1 حجم شیل، :2 مدول یانگ - GPa - ، :3 مقاومت فشاری تک محوره - KPa -
