بیش از 50 درصد از مخازن نفت و گاز در جهان در مخازن کربنات نگهداشته می شوند (دوو و همکاران، 2011). مخازن کربنات بواسطهی عدم تجانس قابل توجه در مقیاس های متعدد اعم از میکرو مقیاس تا مقیاس گیگا شناسایی شده اند که این امر توصیف خصوصیات آنها را دشوار می سازد. کاربردهای ژئوفیزیکی در مخازن کربنات بطور کامل توسعه نیافته اند و و فراوانی آنها نسبت به کاربردهای مخازن سیلیسی آواری کمتر است (ماهباز و همکاران، 2012).
در سنگ های کربنات، فرایندهای پیچیده باعث تولید رسوب سازی و دیاژنز، دانه های ریز متخلخل و اندازه های مختلف منفذ می شوند که در تمام مقیاس های مشاهده و اندازه گیری رخ می دهند و منجر به طیف گسترده ای از سرعت موج صوتی می شوند که در آن دامنه سرعت موج فشاری از 1700 تا 6600 متر بر ثانیه و سرعت موج برشی از 600 تا 3500 متر بر ثانیه است (ایبرلی و همکاران، 2003).
سیستم منفذ ناهمگن در سنگ های کربنات بعلت برخی از فرایندهای پس از رسوب گیری مانند انتقال فیزیکی، دگرگونی شیمیایی، انحلال و دیاژنز است (انسلمتی و ایبرلی، 1999؛ آسفا و همکاران، 2003؛ ایبرلی و همکاران، 2003؛ ادم و همکاران، 2006؛ بائچل و همکاران، 2009). فرایندهای پیچیده رسوبی و دیاژنتیکی انواع مختلف منافذ را بوسیله ی انحلال مولفه هایی مانند منافذ پوکی قالبی ، منافذ پوکی روزنه ای، منافذ پوکی درون دانه ای، منافذ حفره ای و غیره تشکیل می دهند.
برای یک ترکیب معدنی معین و نوع سیال، دگرگونی در انواع منفذ ممکن است ناهمگونی نفوذپذیری مخزن را تحت تاثیر قرار دهد و به طرز چشمگیری سرعت موج صوتی را تغییر دهد که این امر نشان می دهد که سرعت موج صوتی نه تنها تابعی از کل تخلخل بلکه تابعی از نوع منفذ غالب نیز می باشد (انسلمتی و ایبرلی، 1999؛ دوو و همکاران، 2011؛ وانگ و همکاران، 2015). در نتیجه، برای تشخیص سنگ های مخزن کربنات، بسط یک مدل قوی از فیزیک سنگ ضروری است که می تواند عوامل مختلف زمین شناسی را بکار برد که بر خواص صوتی این سنگ ها اثر می گذارد (ژو و پاین، 2009؛ اوسث و همکاران، 2010).
کارهای بسیاری برای ارزیابی پیچیدگی نوع منفذ سنگ کربنات انجام شده است که چارچوب عملی برای مشخصات مخزن کربنات را ارائه می دهند (براکو گارتنر و همکاران، 2005؛ ژو و پاین، 2009؛ فورنیر و همکاران، 2011؛ پایرز و دویچ، 2014؛ ماتونتی و همکاران، 2014).
هدف مطالعه حاضر ارائه ی یک الگوریتم داده محور همراه با مدل سازی فیزیک سنگ برای شناسایی سه نوع منفذ مورد نظر بصورت کمی می باشد. از داده های مربوط به سه چاه حفر شده در مخزن کربنات واقع در یک میدان نفتی در جنوب غربی ایران استفاده می کنیم. برای مشخص کردن انواع غالب منافذ در هر چاه، انحراف- سرعت با ترکیب نمودار صوتی با نمودار تخلخل نوترون محاسبه می شود. از عامل انعطاف پذیری فریم ، روندهای تخلخل- سرعت موج P و تخلخل- امپدانس موج S برای تعیین کمیت اثر ساختار منفذی بر خواص صوتی مخزن مورد مطالعه استفاده می شود. در نهایت، از دسته بندی کننده پارزن برای شناسایی انواع غالب منافذ در هر عمق استفاده می شود.
- محیط زمین شناسی
میدان نفتی مورد مطالعه در استان خوزستان در منطقه دشت آبادان در جنوب غربی ایران واقع شده است (شکل 1). سازند سروک با سنومانین (آلبین بالایی تا تورونین بالایی) واحد اصلی مخزن کربنات در این ساختار است. این سازند قسمتی از گروه بنگستان است که شامل سازند کژدمی، سروک، سورگاه و ایلام می باشد (بشاری، 2007).
شکل 2 چینه ساده ای از دوره زمین شناسی کرتاسه را نشان می دهد. مطابق شکل، در دشت آبادان، واحد خاک رسی (سازندهای سورگاه یا لافان) کربنات های سروک را از سازند ایلام جدا می کنند (گبشاوی و همکاران، 2010).
سازند سروک در محیط کم عمق کربنات ته نشین می شود و قسمت های تازه آن در مقایسه با قسمت های فرسوده متعلق به محیط های کم عمق تر می باشد. مطابق شکل 2، این سازند برروی سازند کژدمی قرار دارد و مرز بالایی آن یک دگرشیبی است (گبشاوی و همکاران، 2010).
از نظر سنگ شناسی، سازند سروک عمدتاً شامل سنگ آهک و برخی مواقع آثاری از دولومیت می باشد. کیفیت مخزن رسوبی و رخساره های میکروفاسیس سازند سروک بالایی رابطه خوبی را با رخساره های رسوبی نشان می دهند بطوریکه کنترل دیاژنیکی روی نفوذپذیری و تخلخل نیز رخساره های کنترل شده هستند. فرایندهای اصلی دیاژنیکی در سازند سروک عبارتند از تراکم، انحلال، کلسیتیسی شدن، سمنت کاری، نئومورفیسم، bioturbation، دولومیتی و شکستگی.
در بین این فرایندها، انحلال و شکستگی مهمترین عواملی هستند که تاثیر مثبت بر کیفیت مخزن دارند و باعث ایجاد چهار نوع منفذ می شوند که عبارتند از: شکستگی، کاویزی، پوکی قالبی و منافذ پوکی درون ذره ای (شکل 3).