مدل زمین شناسی و برآورد حجم اولیه نفت درجای مخزن خامی میدان (M

چکیده:
برآورد اولیه حجم نفت مخزن خامی در میدان (M) با کمک نرم افزار RMS هدف اصلی این مطالعه می باشد. با توجه به مدل ساختمانی و پتروفیزیکی تهیه شده توسط این نرم افزار و همچنین بر اساس پارامترهای مخزنی همچون ضریب حجمی نفت و گاز، سطوح تماس سیالات و نسبت ضخامت خالص به ناخالص در زون های مختلف مخزن، بررسی حجمی اولیه در مخزن با کمک یک سری فرمول ها انجام شده است. جهت تعیین ضخامت مفید مخزن آنالیزهای مختلفی بر روی دو حلقه چاه اکتشافی این میدان صورت گرفت که با توجه به آن و با کمک ارزیابی نمودارهای پتروفیزیکی حدود برش تخلخل و همچنین اشباع آب در این مخزن تعیین گردید. حدود برش تخلخل ۵/۴ درصد و حدود برش آب ۵۰ درصد در نظر گرفته شد. زون های خالص مخزن با کمک حدود برش تخلخل و حدود برش آب محاسبه گردید و با توجه به یک سری فرمول ها محاسبات مخزنی انجام گرفته و حجم اولیه نفت درجا در این میدان به مقدار   ۲۵/۱میلیارد بشکه برآورد شد. 

بهمن سلیمانی، دکترای زمین شناسی نفت ، عضو هیئت علمی دانشگاه شهید چمران اهواز، soleimani_b@scu.ac.ir
کیارش قنواتی، فوق لیسانس مهندسی معدن، کارشناس ارشد شرکت ملی نفت مناطق نفتخیز جنوب
منارجب زاده*، کارشناسی ارشد زمین­شناسی نفت، دانشگاه شهید­چمران اهواز.com mona.rajabzadeh@gmail
مقدمه:
در مدل سازیمخزن، نقشه رخساره های رسوبی توسط زمین شناسان و ژئوفیزیست ها با استفاده از منابع داده های موجود نظیر انعکاس لرزه ای، داده های چاه و اطلاعات محیط رسوبی استفاده می شود.این فرایند غیر قابل تکرار بوده و قادر به لحاظ همه ناهمگنی ها با مقیاسهای مختلف در مدل 3D نبوده است. علاوه بر آن وقتگیر و عدم اطمینان آن غیر قابل سنجش بوده است. تکنیک های زمین آماری بر پایه الگوریتمهای رقمی داده های کامپیوتری می تواند درصد عدم اطمینان را نیز منعکس سازد(Deutsch & journal, 1998  ). روشهای زمین آماریچندمنظورهGuardiano&Srivastava,1993,strebelle,2000,Strebelle&journal,2001,Liu,2003) قدرت روشهای ابزاری Haldorsen & Damsleth,1990)) و پیکسل را ترکیب می کند.مولفین متعددی جنبه های مختلف مخزنی را مورد مطالعه قرار دادند در این میان موارد زیر قابل ذکر است:
تاثیر شبیه سازی دینامیکی مخزن (Labourdette et al., 2006) توصیف سه بعدی و شبیه سازی جریان (Jackson et al., 2005) مدل ژئومتری مخزن (Pyrcz et al., 2005; Fernandez et al., 2004; Deraisme et al., 2000; Telje et al., 2000; li et al., 2003; Lamarche and Wenderoth, 2005) بررسی غارهای درون مخزن (Loucks et al., 2004) و مدل ژئواستاتیکی تخلخل (Al-Khalifah & Makkawi, 2002; Wu et al., 2006). بنابراین در ایجاد مدل مخزنی بر اساس همه داده های موجود، دو روش عمده وجود دارد: 1- محاسبه داده های لرزه ای و چاهها در مخزن در مقیاسهای مختلف2- مدلسازی داده های مفهومی زمین شناسی با مقیاسهای مختلف (Liu et al., 2004).
درمطالعه گروه خامی این میدان با تکیه به دو حلقه چاه اکتشافی، مدلسازی سه بعدی با کمک نرم افزار RMS انجام شد. برای سالیان زیادی تکنیک مدلسازی دو بعدی به عنوان یک روش اولیه در توصیف مخزن مورد استفاده قرار گرفته است. بهبود کیفیت اطلاعات مخزن به همراه افزایش دانسته های ما در مورد مخازن این نتیجه را بدست می دهد که روشهای فوق اغلب ناکافی می باشد. بنابراین یک مدل سه بعدی وابسته بین مهندسین مخزن و زمین شناسان نفت در جریان مطالعه جامع یک مخزن بسیار مفید است.نرم افزار RMS عملیات مدلسازی را با دید بصری بالا و محیط کاری ساده با عملیات سریع و افزایش کیفیت کار و ارائه نتایج مطلوب انجام می دهد. همزمان با کامل کردن اطلاعات و به نظم در آوردن آنها به همراه کنترل کیفی داده ها، افزایش ارتباط و ذخیره کردن فعالیتهای کاری روزانه، عملیاتی مانند تهیه نقشه، حجم سنجی، آنالیزهای مورد نظر و تهیه برنامه بهینه جهت حفاری چاههای جدید توسط نرم افزار فوق صورت می پذیرد. جهت محاسبه حجم اولیه درجای مخزن ورودی های نرم افزار به صورت زیر می باشد: 1- داده های مربوط به سیال مخزن 2- داده های مربوط به سازند مخزنی. ساختن این مدل با استفاده از حد برش در نظر گرفته شده جهت پارامترهای مختلف از جمله تخلخل، اشباع آب می باشد،
یعنی نرم افزار سلولهایی از مدل که فاقد شرایط حد برش هستند را از مدل حذف و بقیه موارد را در عملیات حجم سنجی خود قرار    می دهد. 
موقعیت ناحیه مورد مطالعه:
میدان (M) در 45 کیلومتری جنوب اهواز در ناحیه دزفول شمالی قرار دارد.از لحاظ ساختمانی این میدان در منطقه ای هموار و جلگه ای با فاصله از میادین کوهپایه ای قرار دارد و فاقد هر گونه رخنمون سطحی می باشد، روند این ساختمان از روند ساختمانهای آب تیمور، اهواز، مارون که همان روند زاگرس(شمال غرب- جنوب شرق) است، تبعیت می کند. در این مطالعه سه سازند فوقانی مخزن خامی که شامل فهلیان، گدوان، داریان است، مطالعه شده است. سن گروه خامی از نئوکومین- آپسین می باشدو از لحاظ سنگ شناسی از آهک تشکیل شده اند.     
گروه خامی تقریبا عمیق ترین مخزن نفتی جنوب غرب ایران و در عین حال قدیمی ترین سنگ مخزنهای فروافتادگی دزفول به شمار می آید. گروه خامی با ضخامتی بیش از 1500 متر در فروافتادگی دزفول به وسیله سازند کژدمی از مخازن گروه بنگستان جدا می شود. به علت عمق زیاد گروه خامی در فروافتادگی دزفول حفاری و دستیابی به مخازن آن با دشواریهای متعددی همراه است مثلا حفر چاههای دهانه گشاد در سازند گچساران و عبور از سازندهای به شدت شکسته شده آسماری و بنگستان و مشکلات دیگر حفاریهای زیادی در گروه خامی فروافتادگی دزفول صورت نگرفته لذا اکثر اطلاعات موجود پیرامون هر یک از مخازن خامی حاصل حفاری بیش از یکی دو حلقه چاه نیست. 
بحث:
 توسعه آگاهانه یک میدان می بایست بر اساس مطالعه جامع از مخزن صورت پذیرد که این امر شامل خصوصیات استاتیکی و همچنین پاسخ های دینامیکی مخزن می باشد. این دانش به بهترین وجه به صورت یک مدل زمین شناسی ارائه می گردد. نرم افزار RMS عملیات مدلسازی را با دید بصری بالا و محیط کاری ساده با عملیات سریع و افزایش کیفیت کار و ارائه نتایج بسیار مطلوب انجام می دهد (قنواتی، 1380و 1383). این نرم افزار توسط شرکت نروژی ROXAR تهیه شده است و امروزه به طور وسیعی توسط شرکت های نفتی جهت تهیه مدل سه بعدی مخازن مورد استفاده قرار می گیرد. این نرم افزار با استفاده از اطلاعات بدست آمده از نرم افزارهای مختلفی از جمله Geoframe و یا اطلاعات ارائه شده توسط نرم افزار مفسر سایزمیک Charisma,Jason و یا به طور کلی هر گونه اطلاعات با فرمت مناسب به عنوان مثال نقشه های زیر سطحی رقومی شده توسط نرم افزار AutoCad، مدلسازی مخزن مورد نظر، لایه بندی و زون بندی آن را انجام می دهد. بررسی عملکرد گسل موجود در مخزن مورد نظر نیز یکی از توانائیهای این نرم افزار می باشد. مدلهای بدست آمده از جهت گسلهای موجود و همچنین زونهای مختلف قابل انعطاف بوده و می توان در قسمت های مختلف آن براحتی تغییراتی ایجاد کرد، همچنین اطلاعات ورودی این نرم افزار می تواند نتایج تفسیر داده های پتروفیزیکی، اطلاعات چاه، اطلاعات زمین شناسی، رسوب سناسی و نتایج تفسیر ژئوفیزیک باشد. این نرم افزار قادر به استفاده از پارامترهای مختلف از جمله امپدانس صوتی و استفاده از لاگ صوتی موجود در چاههامی باشد که پس از آن با بدست آوردن این پارامترها در هر نقطه قادر به محاسبه پارامترهای مختلف از جمله میزان تخلخل و تراوایی می باشیم.مراحل مختلف مدلسازی مخزن شامل:1- مدلسازی ساختار مخزن، 2- مدلسازی تغییرات رخساره مخزن3- مدلسازی شبکه و تغییرات ابعاد شبکه4- مدلسازی خصوصیات پتروفیزیکی5- آنالیز مدلهای مختلف 6- طراحی چاههای جدید و محاسبات حجمی مخزن می باشد. دو دسته داده برای مدل سازی مخزن خامی وجود دارد: (1) دو حلقه چاه اکتشافی با داده های تخلخل و نفوذپذیری و اشباع آب و (2) اندیکاتور سنگ شناسی.
در مطالعه کنونی با استفاده از برنامه RMS جهت مدل پتروفیزیکی مخزن و همچنین محاسبات حجم سنجی در ابتدا نیاز به گرید بندی زمین شناسی بوده که بر اساس میزان تغییر پذیری پارامترهای پتروفیزیکی و الگوی زون بندی مخزن تهیه می شود. گرید فوق می تواند منفرد و شامل یک سطح در بالا و یک سطح در پایین و یا به صورت مولتی زون و شامل بیش از دو سطح باشد. گرید بندی شامل سطر و ستون در جهت افقی و تعداد لایه ها در جهت قائم می باشد (شکل3و2). تهیه سطوح ساختمانی بطور معمول، نقطه آغازین شروع یک مدل مخزنی می باشد. سطوح ساختمانی را می توان بطور معمول مستقیم از برنامه های دیگر به مدل وارد ساخت و یا اینکه از طریق ابزارهای کاربردی تهیه نقشه در نرم افزار موجود با قابلیت  گرید بندی آن جهت ایجاد سطح استفاده نمود(شکل 4).  محاسبه مخزنی جهت برآورد حجم اولیه نفت درجای مخزن شامل تعیین حدود برش آب و همچنین تخلخل می باشد. جهت تعیین ضخامت مفید مخزن آنالیزهای مختلفی بر روی دو حلقه چاه در موقعیت های گوناگونی از مخزن برای کل فواصل عمقی انجام گرفت. جهت تعیین مقدار برش تخلخل و همچنین مقدار برش اشباع آب از ارزیابیهای پتروفیزیکی استفاده شد و با کمک نرم افزار نقشه آنها تهیه گردید. (شکل5،6). زونهای خالص مخزن با استفاده از حد برش تعیین شده برای تخلخل و اشباع آب از روی نمودارها محاسبه گردید. مقدار برش در نظر گرفته شده برای تخلخل 5/4 درصد و برای اشباع آب 50 درصد با توجه به نمودارها محاسبه گردید. بر اساس حدود        برش های فوق و بر اساس مدل های سه بعدی از گسترش تخلخل و اشباع آب تهیه شده به روش های زمین آماری مدل سه بعدی از مقدار ضخامت خالص به ناخالص Net/Gross تهیه گردید که در محاسبات حجم سنجی جهت مقایسه با محاسبات حجمی پیشین از حدود برش معمول در مناطق نفتخیز استفاده گردید(شکل 7).
بررسی های حجمی اولیه در مخزن بر مبنای فرمول های ذیل قابل محاسبه می باشد.
حجم کل مخزن            Bulk=Structure Volume         
حجم مفید مخزن                      Net=Bulk*Phi
حجم فضای متخلخل                Pore= Net*Phi
حجم نفت فضای متخلخل    HCPV=Pore*(1-sw)
حجم نفت درجای اولیه          STOIIP=HCPV/Bo
 بر اساس اطلاعات مهندسی مخزن، ضریب حجمی نفت(Bo) مخزن و همچنین نسبت گاز به نفت محلول برای این مخزن محاسبات حجمی انجام شد.. قابل ذکر است محاسبات فوق قابل تفکیک و بر اساس زون بندی مخزن و همچنین بر اساس انواع رخساره می باشد. بر اساس محاسبات صورت گرفته حجم سیال درجای مخزن خامی میدان (M) 1.25 میلیارد بشکه متعارفی برآورد گردیده است(شکل8)
نتیجه گیری:
 
بررسی های حجمی اولیه مخزن خامی میدان (M) با توجه به مدل ساختمانی و مدل پتروفیزیکی تهیه شده توسط نرم افزار و با توجه به ضریب حجمی نفت، سطوح تماس سیالات، و نسبت ضخامت خالص به ضخامت کل در زونهای مختلف مخزن انجام شد. با کمک یکسری فرمولها حجم اولیه این مخزن برآورد شد. محاسبات فوق قابل تفکیک و بر اساس زون بندی مخزن و همچنین بر اساس انواع رخساره می باشد. بر این اساس حجم سیال درجا مخزن خامی میدان (M) 25/1 میلیارد بشکه برآورد گردید.
منابع فارسی:
 
       قنواتی، ک،( 1383). مطالعه زمین شناسی مخزن آسماری میدان پارسی و تهیه مدل سه بعدی با نرم افزار RMS، پایان نامه کارشناسی ارشد، دانشگاه تهران. 
 
      قنواتی، ک،(1380). شبکه بندی و تهیه مدل سه بعدی نفت های سنگین گروه خامی میدان فردوس.
 
 
 
 

کلید واژه ها: مدلزمینشناسی مخزنخامی زمین شناسی نفت خوزستان