تحلیل یکپارچه داده‌های پتروفیزیکی و ژئومکانیکی به‌منظور غربالگری بخش مناسب جهت طراحی شکست هیدرولیکی در مخازن با تراوایی پایین

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشکده زمین‌شناسی، دانشکدگان علوم، دانشگاه تهران، ایران

2 گروه زمین‌شناسی نفت، پژوهشکده علوم پایه کاربردی، سازمان جهاد دانشگاهی شهید بهشتی، تهران، ایران

چکیده

این پژوهش با هدف شناسایی بخش‌های مناسب برای اجرای عملیات شکست هیدرولیکی در یکی از چاه‌های واقع در جنوب ‌غرب ایران، بر اساس مطالعات پتروفیزیکی و ژئومکانیکی صورت گرفته است. در ابتدا ارزیابی پتروفیزیکی بر پایه لاگ‌های مرسوم صوتی، چگالی، نوترون، گاما مقاومتی و فتوالکتریک با استفاده از روش احتمالاتی صورت گرفت و نواحی دارای تخلخل مؤثر بالا، اشباع آب پایین و حجم مناسب هیدروکربن شناسایی شدند. در ادامه، با به‌کارگیری روابط تجربی و داده‌های چاه‌پیمایی، پارامترهای الاستیک و مقاومتی سنگ محاسبه شد تا مدل ژئومکانیکی یک‌بعدی سازند مشخص گردد. در مراحل بعدی، با بهره‌گیری از الگوریتم خوشه‌بندی مبتنی بر گراف MRGC، شش واحد ژئومکانیکی متمایز استخراج شد. واحد ژئومکانیکی 1 به دلیل رفتار شکل‌پذیر خود کمترین پتانسیل شکست، و واحد ژئومکانیکی 6 به دلیل شکنندگی بالا بیشترین استعداد ایجاد شکست هیدرولیکی را نشان داد. در مرحله بعد بر اساس فراوانی واحدهای ژئومکانیکی در مقیاس عمودی 3 بخش جهت اجرای شکست هیدرولیکی در نظر گرفته شد. بخش K با بیشترین فراوانی واحد ژئومکانیکی 6 و میانگین خواص پتروفیزیکی بالا به عنوان اولویت اول و بخش C و G به ترتیب در اولویت‌های دوم و سوم از نظر اهمیت شکست هیدرولیکی قرار گرفتند. این رویکرد داده‌محور، امکان طراحی دقیق‌تر و هدفمندتر عملیات شکست در مخازن کم‌تراوا را فراهم می‌آورد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Integrated Analysis of Petrophysical and Geomechanical Data for Screening Suitable Zones for Hydraulic Fracturing Design in Low Permeability Reservoirs

نویسندگان [English]

  • Soroush Ghaderi 1
  • Seyed Mohammad Zamanzadeh 1
  • Ebrahim sefidari 2
  • Hamzeh Mehrabi 1
  • Farzad Haghighi 1
1 School of Geology, College of Science, University of Tehran, Iran
2 Petroleum Geology Group, Research Institute of Applied Sciences, Tehran, Iran
چکیده [English]

This study was performed in order to identify suitable zones for performing hydraulic fracturing operations in a well in southwestern Iran, using petrophysical and geomechanical analyses. In first step, by interpreting the well logs and probabilistic methods, areas with high effective porosity, low water saturation, and appropriate hydrocarbon volume were identified. Then, by calculating the rock mechanical parameters and implementing the clustering algorithm (MRGC) six geomechanical units were distinguished, the most brittle of which (Unit 6) was found to be more suitable for fracturing operations. Finally, three zones (C, G and K) were proposed for hydraulic fracturing. Top priority was given to zone K which had the highest frequency of brittle units and suitable petrophysical properties. This data-driven approach helps to design more accurate operations in low-permeability reservoirs.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Hydraulic Fracturing
  • Geomechanical Modeling
  • Appropriate Zone Selection
  • Sarvak Formation
[1]. Zoback, M.D., (2010). Reservoir geomechanics. Cambridge University Press. New York, 461.##
[2]. Kalhori, M., Mehrabi, H., Sfidari, E., & Khiabani, S. Y. (2024). Target zone selection for hydraulic fracturing using sedimentological and rock mechanical studies with the support of the machine learning method of cluster analysis. Geoenergy Science and Engineering, 237, 212826. Doi.org/10.1016/j.geoen.2024.212826. ##
[3]. Bandara, M. K., & Al-Ameri, N. J. (2024). Wellbore Instability Analysis to Determine the Safe Mud Weight Window for Deep Well, Halfaya Oilfield. The Iraqi Geological Journal, 153-173. ##
[4]. Darvishpour, A., Seifabad, M. C., Wood, D. A., & Ghorbani, H. (2019). Wellbore stability analysis to determine the safe mud weight window for sandstone layers. Petroleum Exploration and Development, 46(5), 1031-1038., doi.org/10.1016/S1876-3804(19)60260-0. ##
[5]. Shad, S., Kolahkaj, P., & Zivar, D. (2023). Geomechanical analysis of an oil field: Numerical study of wellbore stability and reservoir subsidence. Petroleum Research, 8(3), 350-359. doi.org/10.1016/j.ptlrs.2022.08.002. ##
[6]. Kadkhodaie, A. (2021). The impact of geomechanical units (GMUs) classification on reducing the uncertainty of wellbore stability analysis and safe mud window design. Journal of Natural Gas Science and Engineering, 91, 103964, doi.org/10.1016/j.jngse.2021.103964. ##
[7]. Mehrabi, H. 2023. Deposition, diagenesis, and geochemistry of upper cretaceous carbonates (sarvak formation) in the zagros Basin and the Persian gulf, Iran. Minerals, 13,(8): 1078, Doi.org/10.3390/min13081078. ##
[8]. Hollis, C. (2011). Diagenetic controls on reservoir properties of carbonate successions within the Albian–Turonian of the Arabian Plate. Petroleum Geoscience, 17(3), 223-241. doi.org/10.1144/1354-079310-032. ##
[9]. Al-Dujaili, A. N. ( 2023). Lithofacies, deposition, and clinoforms characterization using detailed core data, nuclear magnetic resonance logs, and modular formation dynamics tests for Mishrif Formation intervals in West Qurna/1 oil field, Iraq. SPE Reservoir Evaluation & Engineering, 26,(04): 1258-1270, doi.org/10.1007/s13146-023-00908-3. ##
[10]. Motiei H., 1993, Geology of Iran. The stratigraphy of Zagros. Geological Survey of Iran, p 536. ##
[11]. Martin, A. Z. (2001). Late Permian to Holocene paleofacies evolution of the Arabian Plate and itshydrocarbon occurrences. GeoArabia, 6(3), 445-504. doi.org/10.2113/geoarabia0603445. ##   
[12]. Sepehr, M., & Cosgrove, J. W. (2004). Structural framework of the Zagros fold–thrust belt, Iran. Marine and Petroleum geology, 21(7), 829-843. doi:10.1016/j.marpetgeo.2003.07.006. ##
[13]. Assadi, A., Honarmand, J., Moallemi, S. A., & Abdollahie‐Fard, I. (2023). Impacts of depositional facies and diagenesis on reservoir quality: a case study from the rudist‐bearing sarvak formation, Abadan Plain, SW Iran. Acta Geologica Sinica‐English Edition, 97(1), 190-206. doi.org/10.1111/1755-6724.14984. ##
[14]. Mehdipour, V., Rabbani, A. R., & Kadkhodaie, A. (2023). Geological modeling of diagenetic logs of the Sarvak reservoir in Dezful Embayment, southwestern Iran: implications for geostatistical simulation and reservoir quality assessment. Journal of Petroleum Exploration and Production Technology, 13(10), 2083-2107. Doi.org/10.1007/s13202-023-01670-x. ##
[15]. Sfidari, E., Amini, A., Kadkhodaie, A., & Ahmadi, B. (2012). Electrofacies clustering and a hybrid intelligent based method for porosity and permeability prediction in the South Pars Gas Field, Persian Gulf. Geopersia, 2(2), 11-23. doi.org/10.22059/jgeope.2012.29229.
[16]. Sfidari, E., Kadkhodaie-Ilkhchi, A., Rahimpour-Bbonab, H., & Soltani, B. (2014). A hybrid approach for litho-facies characterization in the framework of sequence stratigraphy: a case study from the South Pars gas field, the Persian Gulf basin. Journal of Petroleum Science and Engineering, 121, 87-102. Doi.org/10.1016/j.petrol.2014.06.013.