بررسی روشهای تعیین تراوایی و مقایسه نتایج با تراوایی مغزه

مهندسی نفت و شیمی
دانلود پایان نامه کارشناسی ارشد رشته مهندسی نفت و شیمی بررسی روشهای تعیین تراوایی و مقایسه نتایج با تراوایی مغزه مقدمه تعیین تراوایی در مخازن هیدروکربنی را می‌توان جزو اجزای جداناپذیر شبیه‌سازی مخزن، تسهیل برداشت نفت، عملیات تکمیل چاه و به‌طورکلی استراتژی‌های اکتشافی و بهره‌برداری دانست. علیرغم اهمیت حیاتی آن، تراوایی یکی از سخت‌ترین و بحث‌برانگیزترین ویژگی‌های پتروفیزیکی است که باید با دقت بالایی محاسبه شود. اخیراً روش‌های مختلفی به‌منظور پیش‌بینی این پارامتر اساسی با استفاده از داده‌های چاه پیمایی به‌کاربرده شده‌اند. بااین‌حال پیش‌بینی ویژگی‌های مخازن ناهمگن همواره با دشوارهای بسیاری همراه بوده است و به‌سختی پاسخ مناسبی به‌دست‌آمده است. نمودارهای چاه پیمایی یکی از ابزارهای مهم جهت شناخت خصوصیات پتروفیزیکی سنگ مخزن محسوب می شوند که به وسیلة آنها می توان پارامترهای پتروفیزیکی مخزن نظیر حجم شیل، تخلخل مؤثر، آب اشباع شدگی، تراوایی، سنگ شناسی و تطابق چاه ها را بدست آورد. در میان این خصوصیات، پارامتری که محاسبه و پیش بینی آن خیلی مشکل است، تراوایی می باشد. استفاده از ابزارهای مغزه گیری و آوردن نمونه ها از زون تولید به سطح و سپس اندازه گیری تراوایی آنها تحت شرایط مخزن، یکی از قدیمی ترین روش ها برای تخمین تراوایی می-باشد. هر چند مغزه گیری گران و دشوار است، به هر حال به واسطة اطلاعات با ارزشی که تراوایی می تواند ارائه کند، لازم است که از تعدادی چاه های یک میدان بدون توجه به هزینة آن مغزه گیری صورت گیرد. روش دیگر تخمین تراوایی سازند، تزریق جیوه یا تست چاه می باشد. اطلاعاتی که از آزمایش یک چاه بدست می آید به مهندسین مخزن در محاسبة میانگین حجمی تراوایی سازند، در میان دیگر پارامترها کمک می کند. البته به دلیل هزینة بالای این روش نیز فقط انجام تعداد محدودی آزمایش چاه در هر میدان امکان پذیر می باشد. بنابراین تجزیه و تحلیل پارامترهای کلیدی مخزن از جمله تراوایی با استفاده از داده های نمودارهای چاه پیمایی، یک روش مفید و مقرون به صرفه از لحاظ هزینه برای ارزیابی پتانسیل تولیدی مخازن نفت و گاز می باشد. در راستای انجام این پروژه، نگارهای چاه پیمایی نظیر ، کالیپر (CALI)، گاما (GR)، نوترون (NPHI)،چگالی(RHOZ)، صوتی (DT)، مقاومت ( RLA0,RLA1,RLA5)، CMR ، اطلاعات آنالیز مغزه (تخلخل و تراوایی) و همچنین داده های سربرگ یکی از چاه های میدان گازی پارس جنوبی در دسترس بوده است.در این مطالعه از نقطه نظر عملی، در مورد چهار نوع روش مختلف برای تعیین تراوایی از روی داده های نگار بحث شد و به مقایسه پرداخته شد. این روش ها عبارتند از روش CMR، روش های تجربی، آنالیز رگرسیونی و منطق فازی. روش های ذکر شده با داده های حاصل از نگارهای چاه پیمایی مربوط به سازند های کنگان و دالان بکار گرفته شدند و نتایج حاصل شده با تراوایی مغزه که به عنوان استاندارد محسوب می شود، مقایسه شدند. کلمات کلیدی: تخمین تراوایی تراوایی مغزه روشهای تعیین تراوایی فهرست مطالب فصل اول:زمین شناسی منطقه پارس جنوبی1 1-1 مقدمه 3 میادین و نواحی هیدروكربوری خلیج فارس 4 1-3 موقعیت جغرافیایی میدان پارس جنوبی 4 شکل(1-1 ) نقشه موقعیت میدان گازی پارس جنوبی(سایت اینترنتی(Google Scholar 5 1-5 ساختار میدان پارس جنوبی 6 1-6 تكامل زمین شناسی منطقه 7 1-7 چینه شناسی منطقه 8 1-7-1 سازند كنگان 8 1-7-2 سازند دالان 10 1-8 سنگمنشا ذخایر گازی پرموتریاس 11 1-9 پوشسنگ مخازن پرموتریاس 11 1-10 سنگمخزن پرموتریاس 11 1-10-1 رخسارههای مغزه شناسایی شده در واحدهای مخزنی كنگان و دالان 12 1-10-2 بیواستراتیگرافی سازندهای کنگان و دالان 12 1-10-3 مشخصات مخزنی سازندهای کنگان و دالان ( آنالیز مغزه ) 12 جدول(1-2) تقسیم بندی مشخصات مخزنی سازندهای کنگان و دالان براساس آنالیز مغزه (گزارش شرکت نفت وگاز پارس). 13 شکل(1-2) مطابقت چینهشناسی واحدهای مخزنی کنگان و دالان در میدان پارس جنوبی (سایت اینترنتی(Google Scholar 20 1-10-4 محیط رسوبی سازندهای مخزنی كنگان و دالان 20 شکل (1- 3 ) مدل رسوبی سازند کنگان (گزارش شرکت نفت و گاز پارس،1383). 21 شکل (1- 4) مدل رسوبی سازند دالان (گزارش شرکت نفت و گاز پارس،1383). فصل دوم:تخلخل و تراوایی 20 2ـ1 مقدمه 21 2ـ2ـ انواع تراوایی 23 2ـ2ـ1 تراوایی مطلق 23 2ـ2ـ2 تراوایی موثر 23 2ـ2ـ3 تراوایی نسبی 23 شكل (2ـ1) اشباع شدگی در مقابل تراوایی نسبی (رضایی 1380) 25 2ـ3 تقسیم بندی تراوایی 25 2ـ4 تاثیر فرآیندهای دیاژنزی بر روی تخلخل و تراوایی 26 2ـ4ـ1ـ تراكم 26 2ـ4ـ2 سیمانی شدن 27 2ـ4ـ3 انحلال 27 2ـ4ـ4ـ دولومیتی شدن 27 2ـ4ـ5 شكستگی 28 شكل (2ـ2) ارتباط تخلخل و تراوایی برای انواع سنگها و تخلخل ها 30 2ـ6 تخلخل 30 2ـ7ـ انواع تخلخل 31 2ـ7ـ1 انواع تخلخل در ماسه سنگها 32 2ـ7ـ2 انواع تخلخل در کربنات ها 33 شکل (2ـ3) مقایسه تقسیم بندی پتروفیزیکی انواع فضاهای خالی در سنگهای کربناته که توسط 34 شکل(2ـ4) طبقه بندی انواع تخلخل در سنگهای کربناته توسط چوکت وپری. 36 جدول 2ـ1 مقایسه اصطلاحات تخلخل 37 2ـ8 عوامل تعیین کننده میزان تخلخل 37 فصل سوم:نمودارهای پتروفیزیکی 38 3-1 مقدمه 39 3-2 تعریف لاگ 39 3-3 تقسیم‌بندی لاگها 39 3-3-1 اندازه‌گیری حاصل از پدیده‌های طبیعی 39 3-3-2 اندازه‌گیری پاسخ سازند در برابر جریانات القا شده 40 3-4 ارتباط لاگهای مورداستفاده در این مطالعه با تراوایی 40 3-4-1 ارتباط تراوایی با لاگ اشعة گاما 41 شكل(3-1) چگونگی رشد سه نوع كانی رسی در خلل و فرج مخازن هیدروكربنی (رضایی، 1380). 43 شكل(3-2) ارتباط تراوایی با لاگ اشعة گاما در چاه.A 44 3-4-2 ارتباط تراوایی با لاگ صوتی 44 شكل(3-3) ارتباط تراوایی با تخلخل حاصل از لاگ صوتی در چاه A. 45 3-4-3 ارتباط تراوایی با لاگ نوترون 45 شكل( 3-4) ارتباط تراوایی با لاگ نوترون در چاه A. 47 3-4-4 ارتباط تراوایی با لاگ چگالی 47 شكل( 3-5) ارتباط تراوایی با تخلخل حاصل از لاگ چگالی در چاه A. 48 3-4-5 ارتباط تراوایی با لاگ‌‌های مقاومت ویژه 48 شكل(3-6) ارتباط تراوایی با لاگ‌ مقاومت عمیق در چاه A. 49 3-4-6 ارتباط تراوایی با تخلخل مغزه 49 فصل چهارم:ارزیابی پتروفیزیکی منطقه مورد مطالعه 51 4ـ1 مقدمه 52 4ـ2 انجام تصحیحات بر روی نمودارهای خام 52 4ـ2ـ1 آماده سازی داده ها 52 4ـ2ـ2 پردازش داده ها 53 4ـ2ـ2ـ1ـ تطابق عمق نمودارهای چاه پیمایی با یكدیگر (Depth Shifting) 53 شكل (4ـ1) تطابق عمق نمودارهای DT, RHOB, NPHI با یكدیگر در چاه A 54 4ـ2ـ2ـ2 تطابق عمق نمودارهای چاه پیمایی و مغزه (Depth matching) 54 4 ـ 2 ـ 2 ـ 3 یافتن عمق های متناظر مغزه از بین نقاط عمقی نمودارها 55 4ـ3 آنالیز پتروفیزیكی چاه A 55 4ـ4 جدول متقاطع نوترون ـ چگالی 55 شكل (4 ـ 2) جدول متقاطع نوترون ـ چگالی با سنگ شناسی غالباً كلسیت و دولومیت 56 4ـ5 زون بندی سازندهای كنگان و دالان در چاه A 56 4ـ5ـ3 زون 3 58 4ـ5ـ4 زون 60 4ـ5ـ5 زون D1 61 4ـ5ـ6 زون D2 62 4ـ5ـ7 زون D3 63 4ـ5ـ8 زون D4 64 4ـ6 روش به دست‌آوردن میانگین پارامترهای پتروفیزیكی در هر زون 66 4-7 تعیین نوع تخلخل سنگ مخزن 67 فصل پنجم:منطق فازی 68 5 ـ 1 مقدمه 68 5 ـ 2 مجموعه‌های فازی 69 5 ـ 3 تعاریف و اصطلاحات مجموعه‌های فازی 69 5-3-1- درجه عضویت (Membership grade) 69 5-3-2- تابع عضویت (Membership function) 70 شكل(5-1) انواع توابع عضویت 71 5-3-3- پشتیبان یا تكیه‌گاه (Support) 71 5-3-4- تقارن (Symmetry) 71 5-3-5- ارتفاع (Hight) 72 5-3-6- مركز یا هسته (Core) 72 5-3-7- برش - 72 5-3-10- مجموعه فازی محدب (Convex) و غیرمحدب (Non Convex) 73 5-3-11- مجموعه فازی یك‌بعدی 74 5-3-12- اعداد فازی (Fuzzy Numbers) 74 5-3-13- اصل گسترش یا توسیع (Extension Principle) 75 5-4-اپراتورها یا عملگرهای مجموعه‌های فازی (Operators Fuzzy Sets) 75 5-5- منطق فازی 76 5-6-سیستم استنتاج فازی (Fuzzy Inference System) 76 5-6-1- مدلسازی فازی خالص (ساده) 77 5-6-2- مدلسازی فازی تاكاگی ـ سوگنو ـ كانگ (TSK) 78 شكل (5-8) ساختار اصلی سیستم فازی TSK 79 5-6-3- مدلسازی فازی ممدانی (Mamdani) 79 -6-تخمین تراوایی با استفاده از منطق فازی 79 شکل(5-9) تعیین نوع تابع عضویت با استفاده از داده های نمودارRHOB در چاه A. 80 شکل(5-11 ) جدول متقاطع تراوایی پیشبینی شده حاصل از روش منطق فازی نسبت به تراوایی مغزه درچاه A. 82 فصل ششم:آنالیز رگرسیونی 87 6-1- مقدمه 89 6-2- رگرسیون چندگانه (Multivariate Regression) 82 6-3- آنالیز رگرسیونی چندگانه (Multiple Regression Analysis) 83 6ـ 4ـ تخمین تراوایی توسط روش آنالیز رگرسیونی 92 6-4-1- نرمال‌كردن داده‌ها 6-4-2- بدست آوردن رابطه تراوایی 100 جدول(6-1) داده‌های ورودی و خروجی و رابطه تراوایی به دست آمده از نرم‌افزار MINITAB. 101 شكل(6-1) جدول متقاطع تراوایی پیش‌بینی شده توسط روش آنالیز رگرسیونی در مقابل تراوایی واقعی در چاه A. 105