بخشی از مقاله
چکیده:
در صنعت نفت امروز شبیه سازی زمینآماری و استفاده از مدلهای سهبعدی واقع گرایانه برای انجام مطالعات جامع مخازن و نیز تهیه طرح توسعه میادین چه در زمان فاز اکتشافی و چه فاز توسعهای یک میدان به یک تکنیک استاندارد تبدیل شده است. روشها، ابزار و دادههای زیادی برای انجام این فرآیند مورد نیازند که از جمله اینها میتوان به روشهای زمینآماری - خواه قطعیتگرا، خواه احتمالگرا - و نیز دادههای حاصل از مطالعات مغزه، لاگ های حفاری، دادههای حاصل از برداشتهای لرزهای و اطلاعات دینامیکی چاه اشاره کرد.
هدف از تخمین زمین آماری پارامترهای مخزن را میتوان، استفاده بهینه از انواع مختلف دادهها، با مقیاس و دقتهای متفاوت، به منظور فراهم نمودن مدلهای مخزنی که قادر به نشان دادن ناهمگنی زمینشناسی باشند، و نیز تعیین عدم قطعیتها و کمیسازی آنها از طریق این مدلها بیان نمود.
در این مقاله با تشریح الگوریتم زمینآماریِ شبیهسازیهای پیدرپی جهت مدلسازی مخزن، تصویری از ساخت یک مدل استاتیکی و چگونگی کمیسازی عدمقطعیت و حساسیتسنجی پارامترهای مدل شده از پارامترهای مخزنی ارائه شده است. حساسیتسنجی انجام شده برای مدلهای احتمالگرا از افقهای مخزنی، پارامترهای پتروفیزیکی و نیز سطوح تماس متفاوت آب و نفت و تاثیر آنها بر میزان ذخیره درجا، نشان میدهد که ساختار هندسی مؤثرترین پارامتر بر میزان هیدروکربن درجا بوده و کمیسازی عدم قطعیت این مدلها در فرآیند توسعه میدان بسیار حائز اهمیت است.
در محاسبات انجام شده حجم کل سنگ مخزن مورد مطالعه 1565*106 مترمکعب و میزان ذخیره درجای آن 270 میلیون بشکه برآورد گردید.
مقدمه :
مدل ساختمانی یک مخزن مدل متداولی برای افقهای زمینشناسی و گسلهاست که چهارچوب هندسی گرید سهبعدی را شکل داده و مرزهای مدلهای رخسارهای و پتروفیزیکی که خواص سنگ را تعریف میکنند را ایجاد میکند. به علاوه مبنای محاسبات حجمسنجی، طراحی چاه و گریدهای شبیهسازی مخزن را شکل می-دهد - . - Holden et al, 2003 مدل سهبعدی، بهترین مکانیزم برای توأم کردن همه دادههای موجود را فراهم می-کند
اولین گام در راستای بهینهسازی استفاده از منابع اکتشافی توصیف مخزن است که نقش تعیین کنندهای را در مدیریت مخزن ایفا میکند
توصیف مخزن شامل توصیف فضای خالی و اندازه دانهها، تخلخل و تروایی مخزن، تشخیص رخساره و محیط رسوبی و توصیف حوضه است
محاسبه خصوصیات مخزن نفت و توصیف مشخصات آن نقش مهمی در صنعت نفت، بخصوص در شناخت صحیح مخازن و موفقیت اقتصادی آن ایفا میکند
به سبب اثرات نامطلوب خطای حاصل از تخمین در افزایش ریسک سرمایهگذاری لازم است روشی که بتواند حداقل خطای تخمین را تضمین کند، به کار گرفته شود. از این رو در اختیار داشتن حالتهای مختلف از مخزن به کمک شبیه سازی زمینآماری کمک مؤثری در مدلسازی مخازن نفتی و بهینه سازی آنها مینماید.
شبیهسازی زمینآماری با محاسبه ریسک وعدم قطعیت همراه با اندازه گیریها امکان بررسیهای دقیق اقتصادی و در نتیجه برنامه ریزیهای دقی تر را فراهم میکند
در سالهای اخیر تعیین، درک و مدیریت عدم قطعیتهای مدلهای سهبعدی ساخته شده برای کمپانیهای نفت و گاز بطور فزایندهای اهمیت پیدا کردهاست. به طوری که میکوشند تا برای بهینهسازی سهام ذخیره، طرحهای توسعه میدان بهتری ایجاد و عملکردهای تکنیکی همچون طراحی چاه را بهتر سازند. امروزه روش-های استوکستیک - تصادفی - مبتنی بر معادلات حجمی استاندارد بهطور معمول برای غربالگری و تخمین ارزش ذخیره هیدروکربنی استفاده میشوند.
عدم قطعیت در حجمهای استاتیک و ذخیرههای قابل بازیافت بهواسطه نمونهگیری مونت کارلو از توزیعهای احتمالی برای پارامترهای کنترلی در معادله حجمی تعیین میشود. حجم-های محاسبه شده بهوسیله ضرب ساده مقادیر نمونهگیری شده در هر یک از توزیعهای ورودی حاصل شدهاند. این روشها بسیار سریعاند و هزاران حلقه از مونت کارلو میتواند تا ایجاد توزیعهای خروجی قابل اعتماد اجرا شود.
اگرچه این روشها بسیار سریعاند، اما اغلب تخمین وابستگی ذاتی میان پارامترهای ورودی مشکل است و آنها هیچ تعریفی از موقعیتهای فضایی و تغییرپذیری عدم قطعیت فراهم نمیکنند، لذا استفاده از مدلهای سه-بعدی بهعنوان اساس و مبنای محاسبات حجمی بهجای استفاده مستقیم از معادلات حجمی پیشنهاد می- شود - اقتباس از
موقعیت زمین شناسی مخزن مورد مطالعه:
مخزن مورد مطالعه واقع در رسوبات سازند سروک و متعلق به حوضه نفتی زاگرس میباشد. نام سروک از تنگ سروک در کوه بنگستان در منطقه خوزستان گرفته شده و مقطع نمونه آن در جنوب غرب کوه بنگستان واقع است. این سازند در برش نمونه به سه قست آهکهای قاعدهای، میانی و بالایی تقسیم میشود. حد پایینی آن با مارنها و شیلهای گورپی بهصورت قاطع است. سازند آهکی سروک در زاگرس معمولاً با دو رخساره کم عمق و عمیق مشخص میشود و به لحاظ سنی از آلبین تا تورونین گسترش دارد
روش کار
این مطالعه را میتوان به دو بخش عمده تفکیک کرد؛ مرحله اول ساخت مدل استاتیکی و مرحله دوم انجام آنالیز عدم قطعیت بر روی مدل حاصله و حصول نتایج با خطای کمتر. اطلاعات موجود برای تهیه مدل استاتیکی در این مطالعه عبارتند از:
o دادههای حاصل از نگارهای پتروفیزیکی 9 چاه
o اطلاعات تراژکتوری چاهها و نقشه زمینشناسی مخزن مورد نظر
o اطلاعات حاصل از مطالعات مغزه و آنالیزهای پتروگرافی
مدل سهبعدی با استفاده از نرمافزار پترل تهیه میشود. این نرمافزار با استفاده از دادههای پتروفیزیکی رانده شده در چاهها، نظیر نمودارهای صوتی، هستهای و الکتریکی و با استفاده از روشهای مکانیابی و زمینآماری در هر نقطه قادر به محاسبه پارامترهای مختلف از جمله میزان تخلخل، تراوایی سیال، اشباع آب و... می-باشد - . - Schlumberger, 2008 مدلسازی در چهار مرحله اصلی صورت میپذیرد، مرحله اول ورود دادههای موجود به نرم افزار - . - Input data مرحله دوم ایجاد یک مدل ساختاری - - Structural modeling، مرحله سوم ایجاد مدلهای سهبعدی از خواص پتروفیزیکی مخزن - - Property modeling و نهایتاً آنالیز عدم قطعیت و محاسبات حجمی - . - Volumetric calculation
بطور خلاصه میتوان گفت که بعد از بارگذاری دادهها در مرحله اول و ایجاد یک مدل گسلی منسجم و متناسب با Z نقشه موجود، در مرحله Pillar Griding یک شبکه سهبعدی بلوکبندی شده ساخته میشود . این شبکه به عنوان قالب اصلی مدل امکان بررسی هم زمان دادههای ساختمانی و خصوصیات پتروفیزیکی را به منظور ساخت مدلهای واقعگرایانه بدست میدهد. در زمان ساخت مدل پتروفیزیکی نیز موجب میشود تا پارامترهای پتروفیزیکی تعریف شده برای هر چاه را به کل مخزن تعمیم دهند
- الف - - ب - - شکل-: - 1 - الف - شبکه بلوکبندی شده، - ب - نمایی ازافقهای ایجاد شده در قالب شبکه سهبعدی
مخزن به یک شبکه بلوکبندی شده تقسیم میشود که تمامی خواص هر بلوک آن مانند خواص پتروفیزیکی و لیتولوژیکی در تمام حجم آن یکسان است و با توجه به فاصله شبکهها از یکدیگر و میزان دادهها هریک از آنها میتوان خواص مشابه موجود در بلوکهایی که فاقد هر گونه اطلاعات هستند را تخمین زد. بدیهیاست که هر چه میزان این اطلاعات بشتر باشد این تخمینها به واقعیت نزدیکتر خواهدبود. ابعاد بلوکهای این شبکه در راستای X وY میدان 100 *100 متردر نظر گرفته شده و بعد از ساخت افقها - شکلب- - 1 و در زمان لایهبندی این بلوکها در جهت Z و عمود در زون مخزنی با فواصل یک متری ودر زونهای غیرمخزنی با فواصل 2متری تفکیک میشوند.
بعد از آن و در مرحله ساخت مدلهای خواص پتروفیزیکی، اطلاعات لاگهای - نگار - پتروفیزیکی درشتنما می-شوند. بزرگنمایی یا - - Scale up، عمل نسبت دادن مقادیر ثبت شده لاگها به بلوکهایی از شبکه سهبعدی ست که از آنها قرائتهای لاگ در دسترس است
