شبیه سازی زمین آماری ریسک ناپایداری چاه با مدلسازیژئومکانیکی مقید به توزیع رخساره های سنگی و تنوع ویژگیهای ساختاری میدان نوروز

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

گروه زمین‏شناسی، دانشکده علوم، دانشگاه فردوسی مشهد، ایران

چکیده

ویژگی‏های فیزیکومکانیکی سنگ‏ها اغلب به‏دلیل پیچیدگی‌های زمین‌شناسی، از نظر درجه ناهمگنی سنگ ناشی از تغییرات رخساره‌های سنگی و خواص ساختاری سازندها در گستره مخزن، تغییر می‏کنند. تحلیل آماری راه حلی مناسب است تا با در نظر گرفتن بازه عدم‏قطعیت خواص مکانیکی سنگ، تحلیل ریسک انجام شود. اما این روش موقعیت مکانی و فضایی داده‏ها را نسبت به هم در گستره مخزن در نظر نمی‌گیرد. برای حل این چالش، شبیه‌سازی زمین‌آماری احتمال‌گرا مقید به توزیع فضایی رخساره‏های سنگی و هندسه ساختمان راه حلی مناسب را ارایه می‌دهد. نظر به پراکنش رابطه سرعت موج فشارشی و موج برشی ناشی از تنوع رخساره‌های سنگی، مدل‏سازی سرعت موج برشی با روش آمار دومتغیره مشروط به مدل سه‌بعدی رخساره‌ها به کمک نشانگرهای لرزه‌ای امپدانس صوتی و تخلخل لرزه‌ای انجام شد. بر این اساس دیگر ویژگی‌های مکانیکی سنگ در غالب تحقق‏های چند‌گانه به دست آمدند و برای تحلیل ریسک، فشار شکست سنگ و شاخص ریسک، پس از محاسبه تنش‌های اصلی، به کمک معیار شکست مور- کلمب محاسبه شدند. این خواص به‏صورت سه‌بعدی برای هر رخساره و جداگانه برای تمام شبکه‏های ساختمان میدان مدل شدند. برای بررسی اثر توزیع رخساره‏های آواری و رخساره‏های کربناته بر ریسک ناپایداری، مدل‏سازی به‏ترتیب در سازندهای کژدمی و داریان- گدوان با متوسط عمق m 2500 انجام شد. نتایج به‏دست‏آمده نشانگر ریسک بالای ناپایداری در رخساره‌های سنگی شیلی و آرژیلی و ریسک کم‏تر در رخساره‌های کربناته و ماسه‌ای‏اند که به آن معنی است که رخساره‌های سنگی تا حدودی ریسک ناپایداری را کنترل می‏کنند.
 

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Geostatistical Wellbore Instability Risk Simulation Using Geomechanical Modeling Constraining Lithofacies Distribution of Nowrooz Field

نویسندگان [English]

  • Sadjad Kazem Shiroodi
  • Mohammad Ghafoori
  • Golam Reza Lashkaripour
  • Naser Hafezi Moghadas
Geology Department, Faculty of Science, Ferdowsi University, Mashhad, Iran
چکیده [English]

Phisico-mechanical properties of rock vary because of complexity of geology and its heterogeneity and changing of litofacies and geometry of structure. An statistical analysis is the appropriate method to analyze the risk based on uncertainties among rock properties. The weakness of this method is summarized in two points: (1) spatial patterns and (2) relations of those data are discarded. In order to cope with the challenge, a geostatistical simulation which is considering lateral changes and geometry of structure give us a proper solution. According to scaterness of compressional and shear velocities of rock due to litofacies variation, modeling of shear velocity was done utilizing bivariate statistics conditioning to litofacies model which has been constructed using acoustic impedance and seismic porosity. Mechanical properties were then modeled based wave velocities and rock density. The risk analysis has been done based on well stability analysis using Mohr-Coulomb criteria. The study’s simulations were done on Kazdumi as a clastic dominant reservoir, and the study’s simulations were done on Darian-Gadvan as a carbonate dominant reservoir. The result shows high risk of instability in shale and argillaceous lithofacies and low risk sand and carbonate litofacies. It means that litofacies controls the instability risk.
 

کلیدواژه‌ها [English]

  • Geostatistics
  • Risk
  • Litofacies
  • Modeling
  • stability

[1] Al-Ajmi A. M. and Zimmerman R. W., “Probabilistic wellbore collapse analysis”, Int. Journal of Petroleum Science and Engineering, Vol. 74, pp. 171-177, 2010.##

[2]. Avseth P., Mukerji T. and Mavko G., “Quantitative seismic interpretation: applying rock physics tools to reduce interpretation risk”, Cambridge,  2005.##

[3]. Caers J., “Modeling uncertainty in the earth sciences”, Hoboken, NJ, USA, Wiley, 2011.##

[4]. Davies R. B., Casey D. M., Horbury A. D., Sharland P. R. and Simmons M. D., “Early to mid-cretaceous mixed carbonate-clastic shelf”, GeoArabia: Middle  East Petroleum Geosciences, Vol. 7, No.3, pp. 541-598, 2002.##

[5]. Deutsch C. V., “Geostatistical reservoir modeling”, New York, Oxford University Press, 2002.##

[6]. Deutsch C.V., Journel, “GSLIB: geostatistial software library and user’s guide”, New York, Oxford University Press, 1992.##

[7]. Dubrule O., Damsieth E., “Achievement and challenges in petroleum geostatistic,” Petroleum, Vol. 23 , No. 1 February 2017.##

[8]. Fjaer E., Holt R. M., Horsrud P., Raaen A. M. and Risnes R., “Petroleum related rock mechanics, Amsterdam, Elsevier, 2008.##

[9]. Ghazban F., “Petroleum geology of the persian gulf,” 1st ed., Tehran University Press, 2008.##

[10]. Immenhauser A., Schlager W., S. J. Burns, Scott R. W., Geel T., Lehmann J., Van Der Gaast S., Bolder-Schrijver L.J.A.  “Late aptian to late albian sea-level fluctuations,” Journal of Sedimentary Research, Vol. 69, No. 2, pp. 434-446, March 1999.##

[11]. A. Immenhauser, , W. Schlager, S. J. Burns, Scott R. W., Geel T., Lehmann J., Van Der Gaast S. and BolDER-SCHRIJVERL. J. A., “Origin and correlation of disconformity surfaces and marker beds, Nahr Umr Formation, Northern Oman,” SEPM Special Publication, Vol. 69, pp. 209-228, 2000.##

[12]. Iranian Offshore Oil Co. “Sedimentology and sequence stratigraphy of kazdumi and dariyan formations”, Report, 2013.##

[13]. James G. A. and Wynd J. G., “Stratigraphic nomenclature of Iranian oil consortium agreement area,” AAPG Bulletin, No. 49, pp. 2162-2245, 1965.##

[14]. Moos D., Peska P., Finkbeinera Th. and Zoback M., “Comprehensive wellbore stability analysis using quantitative risk assessment,” Journal of Petroleume. Science and Engineering, Vol. 38. Issue 3-4, B. S. Aadnoy and S. Ong, pp. 97-109, June 2003.##

[15]. Motiei H., “Petroleum geology of Zagros, treatise on the geology of Iran,” Geological Survey of Iran, 1995.##

[16]. Shiroodi S. K., Ghafoori M., Faghih A., Ghanadian M., Lashkaripour Gh.R. and Hafezi Moghadas N., “Multi-phase inversion tectonics related to the hendijane Nowrooze Khafji fault activity Zagros mountains SW Iran,” Elsevier; Journal of African Earth Sciences, Vol.111, pp. 399-408, 2015.##

[17]. Whitcombe D. N., Connolly P. A., Reagan R. L. and Redshaw T. C., “Extended elastic impedance for fluid andlithology prediction,” Geophysics, Vol. 67, pp. 63-67, 2002.##

[18]. Zoback M. D., “Reservoir geomechanics,” New York, Cambridge University Press, 2007.##