بخشی از مقاله
چکیده
پیش بینی فشار منفذی مخازن به دلیل نقش حیاتی این پارامتر در بحثهای مرتبط با پایداری و تولید بسیار ضروری میباشد. فشار منفذی به صورت سنتی از طریق رابطه ایتون به دست میآید که تنها میتواند برای فواصلی که نگار چاه موجود است ارائه گردد. جهت حل این مشکل در مطالعه حاضر، از داده های برداشت پروفیل لرزهای قائم برای پیش بینی فشار منفذی استفاده شده است.
دادهای پروفیل لرزهای با مولفههای چندگانه در فواصل طولانیتری از نگار چاه برداشت میشوند، بنابراین قادر خواهند بود تا مدل مناسبی از تغییرات فشار منفذی ارائه نمایند. هدف از مطالعه حاضر ارائه روش استفاده از دادههای پروفیل لرزهای برای پیشبینی فشار منفذی می باشد که در آن از دادههای یکی از چاههای میدان نوروز استفاده شده است. مقایسه نتایج حاصل از پیش بینی فشار منفذی با استفاد از نگار چاه و پروفیل لرزهای قائم نشان دهنده قابلیت این روش لرزهای در پیش بینی مناسب پارامترهای مخزن از جمله فشار منفذی میباشد.
.1 مقدمه
داشتن اطلاعات کاملی در زمینه فشار منفذی در طول حفاری و فاز تولید مخازن هیدروکربوری بسیار حیاتی است از آنجاکه وجود فشار غیرعادی میتواند موجب مشکلات جدی حفاری مانند فوران چاه، کیک سازند و ... شود. مکانیزمهایی مانند تراکم نامتعادل، تولید هیدروکربن، انبساط حرارتی، فشار تکتونیکی و ... از جمله مهمترین مکانیزمهای ایجاد فشار منفذی غیرعادی هستند . - Gutierrez et al., 2006 - بنابراین تعیین فشار منفذی فرآیندی بسیار حیاتی اما پیچیده خواهد بود
فشار منفذی میتواند از طریق روشهای مستقیم مانند تست دینامیکی سازند یا تست ساقه حفاری تعیین شود که فرآیندی بسیار پرهزینه و زمانبر خواهد بود . - Chopra and Huffman, 2006 - در عین حال دادهها تنها برای چند عمق خاص موجود هستند و نمیتوانند پروفیل پیوستهای از تغییرات فشار منفذی را ارائه نمایند. بنابراین، روشهای غیرمستقیم برای پیشبینی فشار منفذی ارائه شدهاند
معادله ایتون این روزها به صورت گسترده برای تخمین فشار منفذی در چاههایی که در آنها نگار صوتی موجود است استفاده میشود . - Zhang, 2011 - اما این روش به پارامتری به نام روند تراکم نرمال زمین وابسته است که تعیین دقیق آن به دلیل پیچیدگی و استفاده از تجربه شخصی بسیار مشکل می باشد. علاوه بر آن، فشار منفذی تخمین زده شده به فاصله عمقی نگار صوتی و مقاومت وابسته خواهد بود که تنها عمق بسیار محدودی را شامل میشود. پروفیل لرزهای قائم روش مناسبی برای تعیین خصوصیات لایههای زیرسطحی میباشد از انجاکه میتواند اطلاعات جامعی در زمینه سرعت امواج فشاری و برشی ارائه نماید.
از جمله قابلیت های این روش لرزهای میتوان به آشکارسازی بهتر زونهای مد نظر، ارائه سرعت بین لایهای مناسب، کیفیت بالای دادهها و ... اشاره کرد . - Zhu et al., 1990 - به دلیل تمامی قابلیتهای بیان شده، پروفیل لرزهای قائم در مطالعه حاضر برای تخمین فشار منفذی استفاده شده است. دادههای این پروفیل لرزهای متعلق به یکی از چاههای منحرف میدان نوروز میباشند و از عمق 250 تا 2650متری برداشت شدهاند.
.2 میدان مورد مطالعه
میدان نوروز در 90 کیلومتری جزیره خارک واقع شده است و در سال 1966 پتانسیل آن به داشتن مخزن بورگان به اثبات رسیده است. این میدان با تمایلی شمال شرق-جنوب غرب، ناودیسی کشیده شده را تشکیل داده است که دارای ابعادی در حدود 100 کیلومتر مربع و ضخامتی در حدود 250 متر در مخزن بورگان میباشد. نفت در این میدان در عمق تقریبی 1780متری تا 1900متری در مخزن بورگان یافت میشود. تخلخل و نفوذپذیری مخزن به ترتیب چیزی در حدود 12 درصد و کمتر از 10میلی دارسی میباشد.
.3 نگار چاه
در چاهی که برای مطالعه حاضر استفاده شد، نگار کالیپر، نگار سرعت موج فشاری و برشی به همراه دادههای نگار تخلخل و چگالی موجود بودند. نگار تصویری و کالیپر در این چاه برای ارزیابی شکستگی برشی و کششی استفاده شدند. نگار سرعت موج فشاری برای کالیبره کرده سرعت موج به دست آمده از پردازش دادههای پروفیل لرزهای قائم مورد استفاده قرار گرفت.
.4 دادههای پروفیل لرزهای قائم
به دلیل ویژگیهای توپوگرافی مخزن، استفاده از برداشت پروفیل لرزهای در چاه مد نظر ضروری به نظر میرسید. بنابراین این برداشت به عنوان یک برداشت چند مولفهای با افست نزدیک - فاصله افست تا چاه 50 متر - با استفاده از تفنگ بادی انجام شد. این دادهها برای فاصله عمقی بین 250 تا 2650متری با فواصل برداشتی 15متر طراحی و برداشت گردیدند. دادهها از اعماق دارای لوله جداری نیز برداشت شدند.
.5 پیشبینی فشار منفذی با استفاده از نگارهای چاه
معادله ایتون به عنوان روشی غیرمستقیم به صورت عمده برای تخمین فشار منفذی استفاده میشود و بر اساس نتایج به دست آمده، پیشبینی های ارائه شده توسط آن دارای دقت مناسبی میباشد . - Eaton, 1975 - این معادله ابتدا برای سازندهای شیلی ارائه شد اما با گذشت زمان قابلیت آن در ارائه نتایج مناسب در سازندهای دیگر نیز به اثبات رسید. براساس مطالعات انجام شده بر روی روند تراکم نرمال زمین - Sayers et al. 2002 - ، رابطه ایتون تصحیح شده برای ارائه نتایج مناسب در میداین با زمین شناسی پیچیده به صورت زیر ارائه شده است.
که در آن، Ppg گرادیان فشار منفذی، OBG گرادیان تنش روباره، Ppn فشار منفذی هیدرواستاتیک و t زمان گذر - کندی - موج فشاری میباشد.
برای انجام مطالعه حاضر، تنش روباره و هیدرواستاتیک از طریق نگار چگالی و چگالی آب شور تعیین گردیدند. برای تعیین روند تراکم نرمال زمین، چندین منحنی به نگار سرعت موج فشاری برازش شد و گرادیان فشار منفذی به دست آمده با دادههای تست دینامیکی سازند مقایسه شد تا هنگامیکه نتایج مطلوب حاصل گردید. شکل 1 نگار فشار منفذی کالیببره شده با دادههای تست سازند را به همراه منحنیهای روند تراکم نرمال زمین نشان میدهد. همانگونه که مشاهده میشود دادهها از دقت مناسبی برخوردار هستند اما به فاصله عمقی نگار سرعت موج فشاری محدود میباشند.
.6 پروفیل لرزهای قائم و تخمین فشار منفذی
برای مدلسازی سرعت با استفاده از پردازش دادههای لرزهای ابتدا، زمان ورود امواج بر روی مولفه عمودی پروفیل لرزهای تعیین شد و سرعت اولیه با استفاده از مکان ژئوفونها تعیین گردید - شکل . - 2 تمامی ردهای لرزهای سپس با فیلتر میانگذر 10-60 هرتز فیلتر شدند. پس از آن مدلی بر اساس مسیر عبور امواج از منبع به موقعیت ژئوفونها برای چاه در شرایط با افست صفر ساخته شد و زمان عبور آن با زمان عبور مشاهده شده در مولفه عمودی اولیه مقایسه گردید.
با کمینه نمودن این تفاوت زمانی میتوان مدل سرعت دقیقی از لایههای زیرسطحی ارائه نمود. در نهایت مدل سرعت موج فشاری برای فاصله عمقی 250 تا 2650متری تعیین گردید و روند تراکم نرمال زمین با برازش منحنی بر آن تعیین شد - شکل 3 چپ - . همانگونه که در شکل 3 مشاهده میشود، منحنی برازش شده به مدل سرعت قادر است تا روند تغییرات سرعت در لایههای زیرسطحی را با همبستگی در حدود 0.996 پیشبینی نماید. معادله به دست آمده برای تراکم نرمال زمین برای جایگذاری در معادله ایتون به صورت زیر میباشد.
با در اختیار داشتن این پارامتر و انجام برون یابی برای تخمین چگالی سنگها توسط نگار چگالی، فشار منفذی میتواند از طریق رابطه ایتون تخمین زده شده و با دادههای فشار منفذی نگار چاه کالیبره گردید. شکل 3 مدل فشار منفذی به دست آمده از مطالعه فوق را نشان میدهد که دارای مطابقت خوبی با دادههای نگار چاه در اعماق مرتبط میباشد. با توجه به نتایج به دست آمده، میتوان پروفیل لرزهای قائم را روشی مناسب برای تخمین پارامتری چون فشار متفذی دانست که از جمله پارامترهای حیاتی برای حفاری و تولید میباشد.
