استفاده از داده های هرز روی گل حفاری به عنوان روش تکمیلی درتحلیل ساختاری میدان نفتی اهواز

دسته ژئوفیزیک
گروه سازمان زمین شناسی و اکتشافات معدنی کشور
مکان برگزاری بیست و ششمین گردهمایی علوم زمین
نویسنده ارزانی، علی- علوی، سیداحمد- حیدری، خسرو
تاريخ برگزاری ۱۶ مهر ۱۳۸۴

  متن اصلی:
خصوصیات ساختاری :
میدان اهواز ساختاری تاقدیسی و از آخرین چین های ناحیه کمربند چین خورده ساده زاگرس به حساب می آید (تصویر 2). این تاقدیس بر روی یک هوست که در طبقات قدیمی تر اتفاق افتاده است قرار دارد و به صورت ناهماهنگ در زیر تاقدیس سطحی اهواز از سازند آغاجاری قرار می گیرد. تاقدیس اهواز یک چین نامتقارن و غیراستوانه ای و ناهماهنگ است.
دراین مطالعه مجموعه ای از نقشه های لرزه ای ناحیه ای (Regional Seismic Maps) و ساختمانی (Structural Maps) داده های حفاری و پتروفیزیکی چاهها، مقاطع لرزه ای و نمودارهای چاه پیمایی خاص، مورد استفاده قرار گرفته اند و برای انطباق بیشتر از مطالعات سطحی نیز کمک گرفته شده است. به این منظور از چند روش مکمل استفاده شده است که یکی از آنها مدل سازی هرزروی گل حفاری می باشد. میدان اهواز مانند دیگر مخازن مهم نفتی در جنوب غرب کمربند چین خورده زاگرس و در محدوده دزفول شمالی واقع شده و از آنجا که این مخازن عمدتاً‌ آهکی هستند، بنابراین تخلخل موجود بیشتر از نوع شکستگی بوده و از این جهت داده های هرزروی گل حفاری در کنار مجموعه ای از روشهای آماری وسیله مناسبی جهت تعیین مکانهای با تراکم شکستگی بیشتر خواهد بود.


تصویر1-تصویر ماهواره لندست در تاریخ 8/4/2000 از محدوده جنوب غرب ایران تاقدیس اهواز با پیکان نشان داده شده است .(GroupNPA




تصویر 2-


بحث :
به منظور استفاده از داده های خام هرز روی گل حفاری روند کاری خاصی به شرح زیر در نظر گرفته شده است :
1- گزارش های روزانه حفاری
گزارش روزانه حفاری دارای بخشهای متعددی شامل داده های شیمیایی و فیزیکی گل حفاری، مهندسی مخزن،‌حفاری و غیره می باشد. از دید یک زمین شناس ساختمانی در این مجموعه پنج بخش دارای اهمیت است که عبارتند از میزان هرز روی گل حفاری برحسب بشکه در ساعت، ضخامتی از سازند که در آن این میزان هرز روی گزارش شده است، سازند حفاری شده، میزان هرز روی انباشتی در سازند در طی یک روز حفاری و مجموع ساعات حفاری در همین مدت.
2- جدول اطلاعات خام
در تصویر شماره 3 داده های خام هرز روی گل حفاری چاه شماره 205 اهواز نشان داده شده است. در ستون اول این جدول نام سازند ها و عمق ورود به آنها دیده می شود. در ستونهای بعدی نیز به ترتیب زمان حفاری، میزان انباشتی هرز روی گل حفاری، وزن گل بر حسب پوند برفوت مکعب، میزان هرز روی برحسب بشکه در ساعت و فواصل عمقی حفاری شده آورده شده است.
چنین جدولی از داده های هر چاه در یک ستون 2000 متری از رأس سازند آسماری تا میانه های سازند سروک جهت ارائه اطلاعات هرز روی گل حفاری تهیه گردیده است.


تصو یر3-جدول


3- جدول داده های هرز روی در فواصل میانگین
از آنجا که تمامی کدهای نرم افزاری (Software Codes) که جهت مدل سازی سه بعدی (XYZG) تهیه شده اند از مقادیر مشخص عمقی به جای فواصل (Intervals) استفاده می کنند.
جدول داده های خام کاربرد آماری ندارد، علاوه براین به منظور افزایش سرعت گردآوری اطلاعات جدولی با فواصل حفاری مشخص شده تهیه گردید به این معنی که براساس دقت مورد نیاز در تهیه مدل سه بعدی فواصل حفاری قبلی به فواصل مشخص 10‚ 20‚ 30 متری و یا بیشتر تقسیم گردید و میزان هرز روی میانگین برای هر فاصله محاسبه شد. به این ترتیب داده های مربوط به سازند آسماری در تصویر 3 به تصویر 4 تبدیل می گردد.


تصو یر4-جدول فواصل مشخص برای سازنده آسماری در چاه شماره 205 میدان اهواز


4- جدول هرز روی در واحد عمق
به منظور آماده سازی جدولی جهت ایجاد مدل سه بعدی فواصل موردنظر به واحدهای یک متری با هرز روی مساوی تقسیم شده و مختصات چاه به صورت دو ستون طول و عرض جغرافیایی اضافه گردید. به عنوان مثال تصویر 5 داده های نهایی 10 متر اول سازند آسماری در چاه 205 را نمایش می دهد. دراین جدول ستونهای X و Y طول و عرض جغرافیایی، Z عمق و G اندازه هرز روی در عمق مربوطه می باشد. ترتیب ذکر شده برای 54 حلقه چاه که تمامی محدوده میدان اهواز را پوشش می دهند رعایت شد تا نهایتاً‌ مدلی سه بعدی تهیه گردد. مدل سه بعدی تهیه شده قابلیت برش و تهیه مقطع در هر راستا را دارا می باشد اما برای استفاده از این داده ها جهت مقایسه هرز روی گل حفاری با تفسیر ساختاری یک میدان نفتی، برشی منطبق بر یک سطح خمیده مماس بر سر سازند (Top Formation) آسماری موردنیاز است.


تصویر6-جدول نهایی داده هاجهت تهیه مدل سه بعدی (xyzg )


طی مطالعات اولیه و به منظور درک بهتر از خصوصیات ساختاری تاقدیس اهواز مدلی سه بعدی با استفاده از داده های ژئوفیزیکی و حفاری (DXF) از رأس سازند آسماری تهیه گردید (تصویر 7). دراین تصویر چهار منطقه مهم ساختاری مشخص شده است. محدوده 1 منطقه کوهانه جنوب شرقی و دارای بیشینه خمش عرضی (خمش حاصل از چین خوردگی) است، محدوده 2 دارای خمش محوری است که براساس روشهای تحلیلی زیر سطحی شامل تحلیل دوایر محیطی (Inscribed Circles Analysis)، نقشه های مشتق دوم از نقشه های ساختمانی (Second Derivative of Strucctural Maps) ، تحلیل دگرریختی لایه کلیدی (Keybed Deformation Analysis) و مطالعه مورفولوژی ناحیه ای ساختارهای زیر سطحی در افق سازند آسماری و سروک، براثر عملکرد چپگرد یک گسل پی سنگی ایجاد گردیده است، محدوده 3 منطقه کوهانه شمال غربی و محدوده 4 دارای خمش محوری به خصوص در رأس سازند سروک است که تحت تأثیر حرکت راستگر گسل پی سنگی دیگری ایجاد گشته است. از این مدل به عنوان صحفه برش خمیده استفاده می گردد، به عبارت دیگر با ادغام دو مدل (XYZG) و (DXF) نهایتاً‌ دو مدل سه بعدی تهیه گردید.
مدل سه بعدی هرز روی گل حفاری
دراین مدل از ستون GI به عنوان متغییر استفاده شده است در نتیجه مدل نهایی پس از برش مماس برسر سازند آسماری، مدل هرز روی گل حفاری در رأس این سازند خواهد بود (تصویر 8). دراین تصویر چهار محدوده با هرز روی بالا مشخص شده اند. محدوده های 1 و 2 منطبق برکوهانه های تاقدیس هستند. افزایش هرز روی در این مناطق را می توان در ارتباط با افزایش خمش سازند و گسترش شکستگی های طولی یا کششی درنظر گرفت. مناطق 2 و 4 نیز کاملاً‌ منطبق برمکانهای تحت تأثیر قرار گرفته از گسلش پی سنگی هستند.
جهت اطمینان از انطباق چهارگانه تصاویر 7 و 8 از مشتق دوم نقشه های ساختمانی نیز استفاده شده است (تصویر 9). این تصویر مناطق با بیشینه خمش محوری و خمش چین خوردگی را مشخص کرده است. دراین تصویر محدوده 2 منطبق برمنطقه 1، محدوده های 3 و 4 منطبق برمنطقه 2 و محدوده 5 منطبق برمنطقه 4 در تصاویر 7 و 8 می باشد. از آنجا که ناهمگونی یا افزایش ناگهانی در میزان هرز روی گل در مناطق دیگر این میدان نفتی به ندرت مشاهده می گردد، می توان نتیجه گرفت که عامل اصلی تولید و گسترش شکستگی ها دراین تاقدیس خمش عرضی حاصل از چین خوردگی و خمش طولی حاصل از گسلش پی سنگی است. از طرف دیگر به دلیل قرارگرفتن مکانهای با تراکم شکستگی (محدوده های با هرز روی بالا) دراین مکانهای خاص ساختاری، شکستگی های موجود در این میدان عمدتاً‌ از نوع شکستگی های طولی یا کشش می باشند. لازم به ذکر است که برداشتهای صحرایی و مطالعه عکس های هوایی در بیرون زدگی های سازند آغاجاری از این تاقدیس نیز نشان دهنده گسترش وسیع شکستگی های طولی می باشد.
مدل سه بعدی وزن گل حفاری
کاهش و یا افزایش وزن گل حفاری به طور مستقیم تحت تأثیر فشار سازند حفاری شده است و به عبارت دیگر وزن گل حفاری برابر فشار سازند می باشد و از آنجا که فشار رابطه مستقیم با تنش دارد،‌ مدل سه بعدی وزن گل حفاری همان مدل سه بعدی تنش ساختار است (تصویر 10). برش مدل مماس بر رأس سازند آسماری انجام گرفته است بنابراین این تصویر توزیع تنش در رأس سازند آسماری در میدان اهواز را نشان می دهد. در این تصویر مناطقی که وزن گل بالایی جهت حفاری در آنها لازم است و یا مناطقی که تنش لیتواستاتیک بالاتری دارند، مشخص گردیده است. افزایش تنش در مناطق 1، 2،3 و 5 در مقایسه با



تصو یر 8-مدل سه بعدی هرز روی گل حفاری درسر سازنده آسماری (XYZGI ) منطبق بر کوهانه جنوب شرقی وشمالغربی 2-4-منطبق بر گسلش سنگی




تصویر9-نقشه مشتق دوم از نقشه ساختمانی زیر سطحی




تصویر 10-


تصاویر 7 و 8 ، به ترتیب منطبق بردوکوهانه، دو گسل پی سنگی و یک خمش محوری است.
منطقه 4 منطبق بر یک گسل پی سنگی راست گرد است که عملکرد آن به خصوص در سازند سروک براساس روش تحلیل دوایر محیطی (Inscribed Circles Analysis) به خوبی شناخته شده است ]1[. نکته قابل توجه دراین مدل افزایش تنش در دماه های تاقدیس است. به عنوان مثال چاه شماره 52 در دماغه شمال غربی و چاه شماره 51 در دماغه جنوب شرقی تاقدیس افزایش ناگهانی وزن گل حفاری را نشان می دهند. از آنجا که دماغه شمال غربی دارای خمش چپگرد و دماغه جنوب شرقی دارای خمش راستگرد است، و همچنین براساس مطالعات ناحیه ای برای رأس سازندهای آسماری و سروک در محدوده دزفول شمالی، به نظر می رسد این افزایش تنش در اثر عملکرد دو گسل پی سنگی با امتداد NNE-SSW که پایانه های تاقدیس اهواز را متأثر کرده اند، ایجاد گشته است.

کلید واژه ها: گلحفاری میداننفتی اهواز سازندآغاجاری پتروفیزیک ژئوفیزیک خوزستان