کاربرد لاگ انحراف سرعت در تشخیص نوع تخلخل و روند تراوایی مخزن آسماری

چکیده :
 
لاگ انحراف سرعت که از ترکیب لاگ سونیک با لاگ تخلخل نوترون یا چگالی بدست می آید، ابزاری برای تشخیص انواع تخلخل اصلی در کربناتها می باشد. این لاگ همچنین برای تشخیص گسترش فرآیندهای دیاژنتیکی و روند تراوایی استفاده می شود. آزمایشات انجام شده بر روی نمونه های کربناته، نشان داده که سرعت امواج صوتی تنها حاصل عملکرد مقدار تخلخل نمی باشد، بلکه نوع تخلخل موجود، این رابطه را تغییر می دهد.
برای ایجاد لاگ انحراف سرعت، ابتدا بوسیله معادله وایلی، لاگ تخلخل به لاگ سرعت مصنوعی تبدیل می شود. اختلاف سرعت واقعی بدست آمده از لاگ سونیک و سرعت مصنوعی بدست آمده از لاگ تخلخل، بعنوان لاگ انحراف سرعت بیان می شود. با استفاده از انحراف این لاگ به چپ و راست، نوع تخلخل مشخص می شود.
این روش برای سازند آسماری در یک از میادین جنوب غربی ایران انجام شده و نتایج آن با تخلخلهای شناسایی شده از روی داده های مغزه به منظور صحت کار، مقایسه شده است. بررسیها نشان می دهد نتایج به دست آمده در لاگ مذکور، تطابق قابل قبولی با نتایج به دست آمده از مغره دارد.ترسیم این لاگ و محاسبه پارامتر های پتروفیزیکی بااستفاده از نرم افزار Geolog صورت گرفته است.

کتایون رضایی پرتو، دانشجوی کارشناسی ارشد زمین شناسی نفت، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد علوم و تحقیقات Kati_rp@yahoo.com
محمدرضا کمالی، پژوهشگاه صنعت نفت، پژوهشکده اکتشاف و تولید Kamalimr@ripi.ir
محمد محمدنیا، پژوهشگاه صنعت نفت، پژوهشکده اکتشاف و تولید Mohammadniam@ripi.ir
مسعود لطف پور، پژوهشگاه صنعت نفت، پژوهشکده اکتشاف و تولید Lotfpourm@gmail.com
مقدمه :
 
ژئومتری حفرات یک فاکتور مهم در کنترل خواص اکوستیک کربناتها می باشد.بر اساس تقسیم بندی Choqutte&Pray, 1970 و Lucia,1983 پنج نوع اصلی تخلخل در مقاطع نازک قابل تشخیص است. هر کدام از این تخلخلها اثر خاصی در ویژگی های اکوستیک، بسته به نوع ژئومتری حفره، دارا می باشند. پنج طبقه بندی تخلخل عبارتند از:
تخلخل قالبی، خلخل درون فسیلی، خلخل بین دانه ای، ریز تخلخل، کربناتها با تخلخل کم که به شدت سیمانی شده اند.
در دیاگرام تخلخل– سرعت، پراکندگی سرعت در تخلخل های یکسان، مربوط به انواع اصلی تخلخل می باشد. با پراکندگی سرعت در تخلخلهای یکسان، اصطلاح انحراف سرعت بصورت انحراف سرعت سونیک از سرعت پیش بینی شده بوسیله معادله زمان متوسط وایلی برای همان تخلخل تعیین می شود.
بحث :
 
1- ساخت لاگ انحراف سرعت (Velocity Deviation Log)
لاگ انحراف سرعت از ترکیب لاگ صوتی با لاگ نوترون یا چگالی، محاسبه می گردد و توسط آن می توان اطلاعاتی راجع به انواع تخلخل های اصلی در کربناتها، ردیابی توزیع فضاهای خالی دیاژنتیکی و نیز پیش بینی روند تراوایی به دست آورد.
برای ساخت این لاگ در مرحله اول، داده های لاگ تخلخل، با استفاده از معادله زمان میانگین وایلی، به سرعت مصنوعی تبدیل می شوند و اختلاف آن با سرعت واقعی حاصل از لاگ صوتی به عنوان لاگ انحراف سرعت ترسیم می گردد. بنابراین برای ساخت لاگ انحراف سرعت مراحل زیر طی می شود:
الف)با استفاده از معادله میانگین زمان وایلی، تخلخل به سرعت تبدیل می شود :
 
                         (1)
                                           
 
این معادله نشان می دهد که زمان عبور یک سیگنال صوتی در سنگ، حاصل جمع تمامی زمانهای عبوردرتخلخل های پر شده با سیال(dtfl) به اضافه زمان عبور در فاز جامد(dtMatrix)است. در اینجا سرعت موج فشارشی واقعی(Vpreal)، برای کلسیت  m/s 6530 و برای دولومیتm/s  7000 در نظر گرفته می شود کهبه عنوان سرعت ماتریکس محسوب می شود. همچنین سیال موجود در فضاهای خالی آب بوده و سرعت آن(Vpreal)، معادلm/s 1500 در نظر گرفته می شود.
لذا در این مرحله به تخلخل نوترون- چگالی و سرعت ماتریکس نیاز داریم، که برای محاسبه تخلخل از فرمول زیر استفاده می شود:
جدول1- تخلخل نوترون-چگالی در چاه B
ND(v/v)Φ
Well name
0.0680
B
 
همچنین امکان محاسبه دقیق سرعت ماتریکس، در نرم افزار Geolog وجود دارد.
 
جدول زیر،dtMatrix محاسبه شده را برای چاه مورد مطالعه نشان می دهد.
 
جدول2 - dtMatrix محاسبه شده را برای چاه B
dtMatrix    max (us/f)
dtMatrix mean (us/f)
dtMatrix   min (us/f)
Well name
104.4936
50.0695
34.2399
B
 
سپس سرعت ماتریکس(Vma)، با عکس کردن زمان عبور به دست می آید:
                                                                                 (3)                                                                                                          
میانگین VMatrix در چاه مورد مطالعه در جدول زیر قابل بررسی است:
 
جدول3- میانگین VMatrixمحاسبه شده برای چاه B
VMatrix(m/s)
Well name
6161.1363
B
 
و سرعت حاصل از لاگ های تخلخل با استفاده از معادله وایلی به دست می آید:
 
جدول4- میانگین Vrock محاسبه شده برای چاه B
(m/s)    Vrock
Well name
5146.9945
B
 
در این مرحله برای به دست آوردن سرعت حاصل از لاگ سونیک، زمان عبور عکس می شود:
 (4)                                                                                                                                                                                                  
 
 
جدول5- میانگین Vdt  محاسبه شده برای چاه B
Vdt(m/s)
Well name
4949.4753
B
 
اختلاف سرعت حاصل از مرحله اول(Vrock) و دوم(Vdt)به عنوان لاگ انحراف سرعت(VDL) محاسبه می گردد:
(5)                                                                                                                                                                      
 
جدول6- انحراف سرعت محاسبه شده برای چاهB
VDL(m/s) max
VDL(m/s)   mean
VDL(m/s)   min
Well name
1625.7876
207.0796-
.3237.6931-
B
بر اساس پاسخ حاصل از معادله (5)، سه زون قابل تشخیص خواهد بود:
زونهای با انحرافهای صفر:زونهای با انحرافهای کوچک (m/s50± یا کمتر) بوسیله تخلخل بین ذره ای، بین بلوری یا ریز تخلخل ایجاد می شوند. بر خلاف تخلخل های تولید کننده انحرافات مثبت، این تخلخل ها معمولا ارتباط خوبی با هم دارند و تراوایی بالایی را نشان می دهند. به غیر از زمانی که ریز تخلخل زیاد باشد، زیرا تراوایی را کم می کند.
زونهای با انحرافهای منفی:انحرافات منفی زمانی ایجاد می شوند که سرعت لاگ سونیک، کمتر از سرعت پیش بینی شده بوسیله معادله زمان متوسط وایلی برای همان تخلخل باشد و کاهش سرعت لاگ سونیک تحت تاثیر سه عامل نامنظم شدن یا ریختگی دیواره چاه، وجود شکستگی و محتوی گاز بوجود می آید. این زونها معمولا تراوایی بالاتری از زونهای دیگر نشان می دهند.
زونهای با انحرافهای مثبت: این زونها سرعت نسبتا بالایی را با توجه به تخلخل نشان می دهند و توسط تخلخل های چهارچوبی مثل قالبی و درون فسیلی ایجاد می شوند. به طورکلی زونهای با انحراف مثبت تراوایی کمی را نشان می دهد.
2- تفسیر نمودار انحراف سرعت
در چاه مورد مطالعه با بررسی لاگ انحراف سرعت به این نتیجه می رسیم که هر سه نوع انحراف مثبت، صفر ومنفی را داریم در نتیجه در انحرافات مثبت انواع تخلخل در این چاه از نوع قالبی و درون فسیلی می باشد و در انحرافات صفر انتظار وجود تخلخلهای بین ذره ای و بین بلوری را داریم در حالیکه در انحرافات منفی به دلیل آنکه لیتولوژی مخزن دولومیتی می باشد و با توجه به شواهد به دست آمده از دیگر لاگهای پتروفیزیکی می توان انتظار تخلخل ناشی از وجود شکستگی را داشت.
- داده های مغزه(Core Datas)
3-1- تخلخل
در چاه مورد مطالعه مغزه گیری انجام شده است، در نتیجه برای تعیین صحت ارزیابی انجام شده مقذار تخلخل ناشی از مغزه را با تخلخل محاسبه شده مقایسه کردیم که در جدول7 و شکل 3-43 قابل بررسی است:
 
 
جدول7- تخلخل موثر و کل و مقایسه آن با تخلخل مغزه
Core(v/v)Φ
T(v/v)Φ
E(v/v)Φ
Well name
0.0635
0.0680
0.0605
B
-2- تراوایی
 
به عنوان یکی روشهای متداول محاسبه تراوایی می توان به داده های حاصل از آزمایشات مغزه اشاره کرد که در جدول زیر قابل بررسی است:
 
 
جدول8- تراوایی حاصل از مغزه
KV(MD)
KH(MD)
Well name
69.8552
73.0704
B
 
 
یکی از روشهای به دست آوردن انواع تخلخل چارتی است که از پلات کردن داده های تخلخل و تراوایی حاصل می شود، که در شکل زیر مشاهده می شود. با بررسی این چارت به این نتیجه می رسیم که انواع تخلخل به دست آمده از طریق انحرافات VDL در حد قابل قبولی منطبق بر داده های حاصل از مغزه است زیرا در چاه  Bعلاوه بر اینکه تخلخل اولیه بین دانه ای و تخلخل قالبی و حفره ای قابل تشخیص است انتظار وجود تخلخل ناشی از شکستگی نیز دور از ذهن نمی باشد.
نتیجه گیری :
 
1-       گرایش لاگ انحراف سرعت به سمت مثبت ، نشان دهنده تخلخلهای قالبی، حفره ای و درون فسیلی می باشد، زیرا لاگ سونیک این تخلخلها را نشان نمی دهد و در این نقاط سرعت امواج صوتی زیاد می شود و در نتیجه میزان اختلاف این سرعت و سرعت مصنوعی لاگ نوترون- چگالی زیاد و در نهایت انحراف سرعت حاصله مثبت می شود.
2-       انحراف صفر در این لاگ نشان دهنده تخلخل بین دانه ای وبین بلوری است. پالس صوتی از درون این تخلخلها عبور می کندو سرعت آ ن کم می شود.از طرفی سرعت مصنوعی حاصل از این تخلخلها نیز کم بوده،در نهایت انحراف سرعت حاصله صفر ویا بسیار ناچیز می شود.
3-       گرایش لاگ انحراف سرعت به سمت منفی، تحت تاثیر سه عامل نامنظم شدن یا ریختگی دیواره چاه، وجود شکستگی و محتوی گاز بوجود می آید. همه این موارد سرعت لاگ سونیک را کم می کنند و انحرافات منفی زمانی ایجاد می شوند که سرعت لاگ سونیک، کمتر از سرعت پیش بینی شده بوسیله معادله زمان متوسط وایلی برای همان تخلخل باشد. 
4-       تخلخلهای شناسایی شده از روی داده های مغزه تطابق قابل قبولی با انحرافات لاگ انحراف سرعت را نشان می دهد و بیانگر آن است که این لاگ می تواند ابزار مناسبی در شناسایی انواع تخلخل در کربناتها محسوب گردد.
5-       روند تراوایی در انحرافات مثبت منفی می باشد در حالیکه در زونهای با انحراف صفر این روند مثبت است و زونهای منفی معمولا تراوایی بالاتری را از زونهای دیگر نشان می دهند.
منابع فارسی :
 
1- رضایی، محمد رضا و چهرازی، علی (1385): اصول برداشت و تفسیر نگارهای چاه پیمایی، انتشارات دانشگاه تهران، 699 ص.
 
 
                          

کلید واژه ها: آسماری ژئومتری کربنات تراوایی زمین شناسی نفت سایر موارد