تشخیص نوع منفذ کربنات بر پایه فیزیک سنگ با بکارگیری طبقه بندی کننده پارزن
21,500 تومانشناسه فایل: 5115
1- مقدمه
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).
ABSTRACT Rock physics-based carbonate pore type identification using Parzen classifier
Seismic velocity variation in carbonate rocks is a complicated function of different parameters such as mineral composition, porosity, pore type, saturation, and pore pressure. Among all, pore type is the main factor that affects reservoir permeability heterogeneity and change the velocity–porosity relationship. In this paper, a rock physics-based algorithm is presented to quantitatively identify three dominant pore types in a carbonate reservoir. The proposed algorithm is applied on data related to three wells drilled in a carbonate reservoir, southwest of Iran. We used the frame flexibility factor (γ), P-wave velocity–porosity and S-wave impedance–porosity trends as inputs of Parzen classifier to identify predominate pore type characterized by velocity-deviation log (VDL) in each depth. The results show that the proposed algorithm has high precision in classifying identified pore types with average accuracy of 76.7% throughout studied oil field.
1. Introduction
More than 50% of the world’s oil and gas reserves are held within carbonate reservoirs (Dou et al., 2011). Carbonate reservoirs are identified by significant heterogeneity at numerous scales ranging from micro-scale, to giga scale which makes their characterization difficult. Geophysical applications in carbonate reservoirs are less mature and less abundant than those of siliciclastic reservoirs (Mahbaz et al., 2012).
In carbonate rocks, the complex processes of sedimentation and diagenesis produce microporous grains and different pore sizes that occur at all scales of observation and measurement, resulting in a wide range of sonic wave velocity, in which compressional-wave velocity (VP) ranges from 1700 to 6600 m/s and shear-wave velocity (VS) from 600 to 3500 m/s (Eberli et al., 2003).
Heterogonous pore system in carbonate rocks is due to some post-depositional processes such as physical transport, chemical alteration, dissolution and diagenesis (Anselmetti and Eberli, 1999; Assefa et al., 2003; Eberli et al., 2003; Adam et al., 2006; Baechle et al., 2009). Complex depositional and diagenetic processes form a variety of pore types by dissolution of components such as moldic pores, fenestral pores, intraparticle pores, vugs, etc. For a given mineral composition and fluid type, variation in pore types may affects reservoir permeability heterogeneity and dramatically change the acoustic wave velocity reveal that sonic wave velocity is a function not only of total porosity, but also of the predominant pore type (Anselmetti and Eberli, 1999; Dou et al., 2011; Wang et al., 2015). As a consequence, to successfully characterize carbonate reservoir rocks, it is essential to develop a robust rock physics model capable of handling various geological factors which affect acoustic properties of these rocks (Xu and Payne, 2009; Avseth et al., 2010).
Many works have been carried out to evaluate carbonate rock pore type complexity and propose a practical framework for carbonate reservoir characterization (Bracco Gartner et al., 2005; Xu and Payne, 2009; Fournier et al., 2011; Pyrcz and Deutsch, 2014; Matonti et al., 2014).
The present study is aimed to propose a data-driven algorithm combined with rock physics modeling to identify three desired pore types quantitatively. We use data related to three wells drilled in a carbonate reservoir located in an oil field, southwest of Iran. To characterize the predominate pore types in each well the velocity-deviation is calculated by combining the sonic log with the neutron-porosity log. The frame flexibility factor (γ), P-wave velocity–porosity, and S-wave impedance–porosity trends are used to quantify the effect of pore structure on acoustic properties of studied reservoir. Finally, Parzen classifier is employed to identify predominate pore types in each depth.
- مقاله درمورد تشخیص نوع منفذ کربنات بر پایه فیزیک سنگ با بکارگیری طبقه بندی کننده پارزن
- پروژه دانشجویی تشخیص نوع منفذ کربنات بر پایه فیزیک سنگ با بکارگیری طبقه بندی کننده پارزن
- تشخیص نوع منفذ کربنات با طبقه بندی کننده پارزن
- پایان نامه در مورد تشخیص نوع منفذ کربنات بر پایه فیزیک سنگ با بکارگیری طبقه بندی کننده پارزن
- تحقیق درباره تشخیص نوع منفذ کربنات بر پایه فیزیک سنگ با بکارگیری طبقه بندی کننده پارزن
- مقاله دانشجویی تشخیص نوع منفذ کربنات بر پایه فیزیک سنگ با بکارگیری طبقه بندی کننده پارزن
- تشخیص نوع منفذ کربنات بر پایه فیزیک سنگ با بکارگیری طبقه بندی کننده پارزن در قالب پايان‌نامه
- پروپوزال در مورد تشخیص نوع منفذ کربنات بر پایه فیزیک سنگ با بکارگیری طبقه بندی کننده پارزن
- گزارش سمینار در مورد تشخیص نوع منفذ کربنات بر پایه فیزیک سنگ با بکارگیری طبقه بندی کننده پارزن
- گزارش کارورزی درباره تشخیص نوع منفذ کربنات بر پایه فیزیک سنگ با بکارگیری طبقه بندی کننده پارزن