لاگ FMI و کاربرد آن در مهندسی مخزن

سالیان دراز ناتوانی زمین شناسان در مشاهده زمین شناسی مخزن منجر به عجز آنها در شناخت صحیحی از مخزن شده بود.رابطه میان ساخت های کوچک مقیاس و تنوع رخساره ها را می توان از طریق مشاهده رخنمون آنها در سطح زمین بررسی نمود،اما در چاه این رابطه –  به جز بخشی از اطلاعات که از مغزه ها بدست می آید-  ناشناخته باقی می ماند.یکی از بهترین راه حل ها که برای رفع این مشکل ابداع شده است ایجاد تصاویری با کیفیت بالا از چاه است.

با ابداع FMI یا (Full-bore Formation Micro Imager)  زمین شناسان امکان دستیابی و آنالیز جزئیاتی را یافتند که دستیابی به به این داده ها ار راه های دیگر چندین سال ممکن بود به طول انجامد.نمونه ای از تصاویر FMI در شکل یک نمایش داده شده است.
تصاویر FMI میتواند رخساره های با مقیاس کوچک و شکست های بسیار ریز و استیلولیت ها را مشخص نماید.توسط این عملیات اجرایی بی نظیر زمین شناسان این امکان را یافتند که شناخت کاملی در شناخت ویژگی های مخازن نفتی پیدا کنند.

سئوالات مهمی که راجع به چگونگی عملیات اجرایی مخازن وجود دارد را اغلب می توان توسط آنالیز دقیق تصاویر چاه پاسخ داد.به عنوانه مثال در مخازن شکست خورده ویژگی هیدروکربن تولید شده از ماتریکس و هیدروکربن تولید شده از شکست ها متفاوت است.شناسایی این تفاوت ها به زمین شناسان توانایی پیش بینی چگونگی جریان های موجود در مخزن مانند جریان آب و یا استفاده از حفاری افقی – که بر روی تولید تاثیرگذار است – را می دهد. با استفاده از این تصاویر امکان شناسایی شکست هایی که در اثر تخلخل ثانوی ایجاد شده اند مانند تخلخل قالبی و حفره ای ایجاد می شود.از انجا که این منافذ بصورت پراکنده در مخزن وجود دارد میتواند منجر به استفاده پتروفیزیست ها از حجم نادرست در محاسبه ثابت سیمانی شدن گردد.

افزایش کیفیت  تصاویر بدست آمده از چاه
شبیه سازی چاه در اواخر سال 1960 همراه با ابداع Tele Viewer(BHTV)  آغاز گشت. این ابزار توسط صنعت نفت و گاز برای استفاده در عملیات اجرایی هر روزه نامناسب معرفی شد .در طی انجام تست های مقاومت در مناطق شکست خورده تصاویر BHTVحاصل از چاه ، بعنوان ابزاری برای شبیه سازی چاه ، از طریق ارزیابی مقاومت بکار می رود.در صورتی که شناسایی ویژگی های ساختارهای کوچک از جمله لایه های نازک و حفره ها نیاز به توسعه وسایل با حد تفکیک بالا دارد.

تکنولوژی بعدی ابداع شده در تصویر سازی چاه با نام میکرواسکنر سازندی ، پله بزرگی بسوی پیشرفت تلقی می گردد. تصاویر تمیز و واضح به دست آمده از این ابزار باعث پیشرفت زیادی در تصاویر حاصل از چاه شده است.با این وجود حتی میکرواسکنر های سازندی نیز نمی توانند جزئیات تصاویر – در حد تفکیک اندازه دانه ها –  مانند تغییرات در مقیاس کوچک که بر عملیات اجرایی مخازن کربناته کمپلکس تاثیر مستقیم و زیادی دارد را نمایان سازد. ابزارهای جدید تصویرسازی از چاه مانند BHTV و میکرواسکنرهای سازندی تصاویر سازند را که می تواند نقش کلیدی در شناسایی رفتارهای مخزن داشته باشند نشان می دهد.

اما ابزار FMI تصاویری در حد تفکیک و شناسایی لایه های بسیار نازک ایجاد کرده است. برای اولین بار زمین شناسان با استفاده از این تصاویر توانستند میان ساختارهای کوچک مانند لایه های مورب ، استیلولیت ها ، درزه های کششی و شکست های مو مانند بطور واضح تفاوت قایل شوند. با استفاده از این تصاویر می توان نقشه های تغییرات رخساره ای و تغییرات نوع تخلخل که برای طرح ریزی توسعه مخازن پیچیده به انها نیاز داریم تهیه کرد.با استفاده از این تصاویر همراه با توانایی انالیز ساختارهای رسوبی مانند لایه بندی مورب و تغییرات تخلخل زمین شناسان این امکان را پیدا می کنند که ژئومتری مخازن ، چگونگی ته نشست و تشکیل مخازن منطقه را با در صد بالاتری پیش بینی نمایند.

موارد استفاده ابزارFMI
از کاربرد های FMI  می توان به آنالیزهای ساختمانی ، بررسی های ژئومکانیک که در سنجش تعادل چاه بکار می رود ، شناسایی واحدهای رسوبی ، آنالیز بافتی رخساره ها ، ارزیابی شبکه های شکست ، جهت یابی و مطالعه مغزه ها اشاره نمود .

کاربرد ابزار FMI در مخازن هیدروکربوری ایران
از تصاویر حاصل از FMI در تعداد زیادی از میادین نفتی ایران از جمله هفتگل ، آزادگان ، کوشک و میدان دی استفاده شده است.این مطالعات به آشکارسازی سیستم شکست ها که بر عملیات اجرایی چاه تاثیر گذار است کمک می نماید. برای مثال وقتی که عملیات اجرایی چاه  با داده های بدست آمده از لاگ ها متناقض است ، ابزار FMI در دستیابی به دلایل احتمالی این اختلاف کمک شایان توجهی می نماید. از این تصاویر همچنین در دستیابی به اثرات تکتونیکی تاثیرگذار بر مخزن استفاده می شود.

قبل از ابداع تکنیک های تهیه تصاویر از چاه زمین شناسان بر داده های بر داده های حاصل از SHDT  (ابزار شیب سنج چینه ای با کیفیت بالا )و شیب سنج ها تکیه می کردند. این ابزار شواهد مستقیمی از طبیعت یا مقاطع حفاری شده که با تفسیر آنها بتوان در مورد وضعیت شکست های موجود در مخزن تصمیم گیری نمود بدست نمی دهد . در حال حاضر تمرکز اصلی FMI در ایران در جنوب در میدان نفتی اهواز است . دراین میدان بطور منظم از متدهای شبیه سازی چاه برای عملیات توسعه میدان استفاده می شود.در منطقه از ایران هرساله صدها چاه حفاری میشود و داده های حاصل از ابزار FMI  را با نمونه مغزه های بدست آمده مقایسه مستقیم می نمایند.

شکل شماره یک

اصول کار در تهیه تصاویر FMI
این ابزار اندازه گیری های خود را توسط استفاده از جریان های رایج موجود در سازند انجام می دهد.الکترود بالایی از ابزارهای الکترونیکی و الکترود پائینی از بخش صفحه مانند تشکیل شده است.این ابزار از همپوشانی چاه ها اندازه گیری هایی با حد تفکیک بالا در مقیاس استاندارد (5/8 اینچ یا کمتر ) تهیه می نماید. مدل های لاگینگ چند منظوره FMI  امکان پیشبرد مسیر چاه بدون به مخاطره انداختن میزان بازدهی را می دهد . ابزارهای لاگینگ چند منظوره چندین مدل دارد و به زمین شناسان امکان  بهینه سازی ابزار اجرایی  ، برای کاربرد در منطق ویزه را می دهد. برای مثال می توان به مدل های زیر اشاره نمود :

-    مدل Full Image : تصاویری با حد تفکیک بالا تهیه کرده و همچنین توانایی همپوشانی چاه ها را نیز دارد.
-    مدل Four Pad : تصاویری شبیه تصاویر حاصل از لاگ FMS(Formation Micro Scanner)  تهیه می کند.
-    مدل Dip meter : اجازه مطالعه داده های صوتی را که شبیه داده های حاصل از SHDT  می باشد را می دهد.


مناطق با رنگ سفید در تصاویر FMI شاخص نواحی با مقاومت بالا ( مانند انیدریت ، شیل های فسیلی و یا هیدروکربن موجود در منافذ ) می باشد و نواحی با رنگ تیره زون هایی با مقاومت پائین (منافذ پر شده از آب یا شیل ) است.در بعضی از موارد برای تقویت مفهوم تصاویر نیاز به داده های حاصل از مغزه ها یا لاگ های گرفته شده از چاه است. با تفسیر این تصاویر مدارک محکمی در رنج وسیعی از مناطق کربناته حتی در مقیاس چند سانتیمتر بدست می آید.

آنالیز شکست ها – کلیدی برای دستیابی به اطلاعات
شکست ها دارای سه بعد هستند . مطالعه شکستها زمانی کهخ قسمت اعظم مخزن تخلخی حاصل از شکست دارد یا زمانی که نوع عملکرد مخزن قویا مدل های در نظر گرفته شده برای مخزن را نقض می کند اهمیت بسزایی دارد، برای مثال می توان به مواردی اشاره نمود که تولید ناگهانی و دور از انتظار آب را داریم.

بطور عمده شناسایی شکست ها به دلیل اثر آنها بر استقامت مخزن مهم است ، نه به دلیل تاثیر بر توانایی ذخیره نفت. از عوامل کنترل کننده چگونگی عملکرد شکست های طبیعی باز و نفوذپذیر در مخازن ایران می توان به ماهیت و درجه چین خوردگی یا گسل خوردگی ، استرس های تکتونیکی ناحیه ای ،  استرس های درجا و تغییردر خصوصیات سنگ مانند تخلخل ، لایه بندی و به ویژه شیلی شدن اشاره نمود.

مشکل اساسی در مطالعه شکست ها در مقیاس وسیع بر مبنای شبیه سازی چاه یا مغزه های جهت یافته این است که شکست ها در دیواره چاه ممکن است جزء شبکه بزرگ شکست ها که کنترل کننده تولید است نباشد. از این رو پی بردن به رابطه داده های ژئومتریک چاه با خصوصیات زمین شناسی مخ9بزن ( ساختمان ، لایه بندی ، رسوب شناسی و دیاژنز ) لازم می باشد.استفاده از داده های حاصل از رخنمون برای توصیف کردن طرح شکست مخزن بعلت رها سازی استرس از سنگ ها به سطح اشتباه است. فرسایش و بالا آمدگی طبقات پوشاننده در نتیجه انفصال کششی لایه های شکننده منجر به دگر شکلی لایه های داکتیل صفحه ای می شود.

در نتیجه چگالی شکست در مخازن معمولا کمتر از میزان ضبط شده از داده های مشابه حاصل از بیرون زدگی ها است. از این رو داده های حاصل از رخنمون برای مدل سازی شکست های مخزن مناسب نیست.

کاملا روشن شده است که در مخازن خاورمیانه تعداد زیادی از مناظر ناپیوسته مانند کارست و استرس هایی که منجر به شکست می شوند وجود دارد. معمولا این سیستم شکست ها در عمق کم ایجاد می شود و ممکن است سطح ارتباط بالا تری نسبت به شکست های تکتونیکی ایجاد کند (گرچه شکست های تکتونیکی بسیار بیشتر رخ می دهند) و تاثیر زیادی بر رفتار و عملکرد مخزن دارند.

نویسنده: سمیه بازرگان

منبع: http://www.nafttimes.com

+ نوشته شده توسط مصطفي در دهم بهمن 1388 و ساعت |