کاربرد ضرایب الاستیک (LMR) در تعیین خصوصیات مخزنی در محیط آزمایشگاهی و انطباق با خطوط لرزه‌ای در یکی از میادین نفتی جنوب غرب ایران

چکیده

مطالعات فیزیک سنگ را می‌توان به بخش‌های تئوری، آزمایشگاهی و کاربرد آن در تحلیل داده‌های لرزه‌ای تقسیم کرد. اندازه‌گیری‌های آزمایشگاهی و تحلیل آن، نقشی حیاتی در اکتشاف و توسعه میدان‌های نفتی دارد. اندازه‌گیری خصوصیات لرزه‌‌‌ای سنگ‌های مخزن، اساس فیزیکی مورد نیاز برای لرزه‌شناسی اکتشافی و تفسیر و آشکارسازی جنس سنگ به همراه هیدروکربن، نظارت و مشاهده تغییرات  مخزن و فرایندهای بازیافت بهینه نفت را فراهم می‌آورد. در اندازه‌گیری‌های آزمایشگاهی از نمونه‌های مغزه سازندهای مورد مطالعه با نوع ماسه سنگی و سنگ آهک برای بررسی‌های اولیه استفاده شده است. ابتدا با مطالعه نگارهای پتروفیزیکی و زمین‌شناسی برای سازند موردنظر در عمق‌های خاص، مغزه‌هایی به‌صورت پلاگ تهیه شد. سپس پارامترهای فیزیکی از قبیل چگالی، تخلخل و تراوایی نمونه‌های آزمایشگاهی تعیین شدند. سپس اندازه‌گیری سرعت‌های امواج تراکمی و برشی نمونه‌ها در شرایط خشک و اشباع از سیال در فشارهای مختلف و به‌ویژه در شرایط مخزن صورت گرفت. دامنه امواج در یک ناحیه متخلخل است به‌طوری‌که در این ناحیه نمی‌توان به کمک تغییرات امپدانس صوتی، جداسازی بازتابنده‌ها را به خوبی انجام داد. بنابراین می‌بایست از روش‌های دیگر همانند روش LMR با استفاده از نتایج آزمایشگاهی اندازه‌گیری سرعت نمونه‌ها استفاده نمود. بر روی 40 نمونه پلاگ از 4 حلقه چاه اکتشافی در یکی از مخازن جنوب غرب ایران، مقادیر پارامترهای LMR مربوط به نمونه‌های آزمایشگاهی محاسبه شدند. از طرفی مقادیر پارامترهای LMR داده‌های لرزه‌ای به کمک سرعت‌های امواج تراکمی و برشی در مرحله پیش بر انبارش (Pre Stack) بازتاب‌پذیری امواج تعیین شدند. با استفاده از معکوس لرزه‌ای بازتاب پذیری امواج به تخمین امپدانس‌های S و P پرداخته شد که بتوان مقاطع لرزه‌ای با پارامتر‌های λ .ρ  و μ .ρ  را ایجاد کرد. همبستگی خوب بین نتایج اندازه‌گیری آزمایشگاهی فیزیک سنگ و داده‌های پیش بر انبارش لرزه‌ای و همچنین داده‌های نمودار چاه، برای نوع جنس سنگ وجود دارد هرچند این روش یک روش مطمئن برای تعیین و جداسازی اشباع سیالات مخزن (آب و نفت) نیست.                                                                                                                                            
 

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Application of LMR in Reservoir Characterization and Seismic Line Properties in One of the Carbonate Reservoirs in SouthWest of Iran

چکیده [English]

A certain carbonate reservoir in southwest of Iran provides the opportunity to validate LMR (Lambda Mu Rho) as a characterization technique, while lithological is still the main characterization method. In an area where reservoir is poorly imaged by amplitude changes and where acoustic impedance alone fails to separate high porosity-permeability reserves from lower ones, LMR can be an important tool. The significance of this method has not been examined in carbonate reservoirs.  Lambda is an elastic parameter relating to incompressibility and is sensitive to pore fluid type. Shear modulus (Mu) is an elastic parameter corresponding to rigidity which is sensitive to rock matrix type. These two variables, were calculated bases on rock physics measurements and 2-D seismic experiments. Rock physics lab studies were carried out on 40 samples which were collected from 4 wells of the reservoir. Initial LMR values around the reservoir were based on rock physics lab measurements. Porosity and permeability studies of these 40 samples, helps detection of high porous samples from lower ones. Then according to LMR values; samples were categorized into two groups: those exhibiting a good potential for being a reservoir and ones with lower reservoir properties. The next step was calculating LMR values from seismic data, therefore P-wave and S-wave reflectivity were extracted from prestack seismic P-wave gathers. Inversion of reflectivity estimates may lead to calculation of P- and S-impedance, density, and also lame parameters (λ.ρ, μ.ρ). The variation of Mu rho (μρ) across the field reveals that this is an efficient method for detection of high porosity-permeability zones from lower ones in the carbonate reservoirs, and a good agreement exists between results of rock physics lab and seismic data, however Lambda rho (λρ) is not a reliable technique for discrimination between oil and brine saturation.
 

کلیدواژه‌ها [English]

  • P and S Wave Velocity
  • Sandstone
  • Limestone
  • Poisson’s Ratio
  • Lameh Coefficients
  • Prestack

[1] Wang Z. & Nur A., “Elastic wave velocities in porous media: A theoretical recipe”, Geophysics Reprint Series, Vol. 2, pp. 1-35, 1992.

[2] White J.E., Underground sound: Application of Seismic wave, Elsevier, New York, 1983.

[3] Wang Z. & Nur A., “The Gassmann equation revisited comparing laboratory data with Gassmann prediction”, Geophysics Reprint Series, Vol. 3, pp. 8-23, 2000.

[4] Savic M., VerWest B., Masters A., Sena A. & Gingrich D., Elastic impedance inversion in practice, 70th Ann. Internat. Mtg: Soc. of Expl. Geophys., pp. 689-692, 2000.

[5] Ostrander W.J., “Plane-wave reflection coefficients for gas sands at non-normal angles of incidence”, Geophysics, Vol. 49, pp. 1637–1648, 1984.

[6] Aki K. & Richards P.G., Quantitative seismology: Theory and methods, v.1: W.H. Freeman and Co., 1980.

[7] Shuey R.T., “A simplification of the Zoeppritz equations”, Geophysics, Vol. 50, pp. 609-614, 1985.

[8] Smith G.C. & Gidlow P.M., “Weighted stacking for rock property estimation and detection of gas”, Geophysical Prospecting, Vol. 35, pp. 993–1014, 1987.

[9] Goodway W., Chen T. & Downton J., Improved AVO fluid detection and lithology discrimination using Lamé petrophysical parameters; “λ ρ”, “μρ”, & “λ/μ fluid stack”, from P and S inversions, 67th Annual Internat. Mtg., Soc. Expl. Geophys., Expanded Abstracts, pp. 183-186, 1997.

[10] دبلیو- ام – تلفورد و همکاران، ترجمه حسین زمردیان و حسن حاجبب حسینیه، ژئوفیزیک کاربردی، انتشارات دانشگاه تهران، جلد اول، صفحه 312-302، 1984.

[11] AVO Workshop, Theory and Exercise Hampson-Russel Software Services Ltd, 2002.

[12] Picket G.R., “Acoustic character logs and their applications in formation evaluation”, J. of Petr. Tech., june, pp. 659-667, 1963.

[13] Domenico S.N., “Rock lithology and porosity determination from shear and compressional wave velocity”, Geophysics, Vol. 49. No. 8, pp. 1188-1195, 1984.