ارائه الگوریتمی برای بهبود مدل‌سازی رخنه گل حفاری با استفاده از وارون‌سازی نمودارهای مقاومت الکتریکی

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

انستیتو مهندسی نفت، پردیس دانشکده‌های فنی، دانشگاه تهران، ایران

چکیده

رخنه گل حفاری به‌دلیل اختلاف فشار گل موجود در حفره چاه و فشار سازند رخ داده و طی آن بخش مایع گل حفاری در مخزن رخنه کرده و ذرات جامد آن در دیواره چاه تشکیل ‏کیک گل را می‌دهد.‏ مقدار و هندسه رخنه توسط خصوصیات گل حفاری، ویژگی‌های سازند و اختلاف فشار بین گل و مخزن کنترل می‌شود. رخنه گل حفاری باعث آسیب دیدگی محزن، کاهش کیفیت مخزنی و کاهش توان تولید بخشی از سازند که تحت تاثیر این فرآیند قرار گرفته، می‌شود. همچنین رخنه گل حفاری، داده‌های برداشت شده از مخازن، نظیر نمودارهای چاه پیمایی، داده‌های لایه آزمایی، نمونه‌های سنگ و سیال را تحت تاثیر قرار می‌دهد. مدل‌های ریاضی و آزمایشگاهی متعددی برای شبیه‌سازی رخنه گل حفاری وجود دارد که هر یک به ابعاد خاصی از این فرآیند می‌پردازند. استفاده از این مدل‌ها در مخازن واقعی نتایج رضایت بخشی نداشته و نیازمند بهینه‌سازی هستند. در این مطالعه الگوریتمی بر پایه وارون‌سازی نمودارهای مقاومت ارائه شده است تا عوامل اصلی تعیین کننده رخنه گل حفاری از جمله تراوایی کیک گل بهینه شده و مدل‌سازی توزیع گل حفاری در مخزن بهبود یابد. نتایج این مطالعه در تفسیر داده‌های لایه آزمایی و نمودارهای چاه پیمایی قابل استفاده است. در این مطالعه برای بهینه‌سازی رخنه گل حفاری از طریق وارون‌سازی نمودارهای مقاومت القایی، برنامه کامپیوتری به شکل چرخه کار در نرم‌افزار پترل تهیه شد. مقدار خطای انطباق نمودارهای مقاومت بازسازی شده با نمودارهای مقاومت واقعی به عنوان معیار کمّی بهبود توزیع رخنه گل حفاری در مخزن حاکی از بهبود چشمگیر مدل‌سازی رخنه گل حفاری با بهینه سازی خصوصیات کیک گل می‌باشد.
 

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

An Algorithm for Improving Mud Invasion Modeling Through Inversion of Resistivity Logs

نویسندگان [English]

  • Farhad Khoshbakht
  • Ali Shekarifard
  • Mohammad Reza Rasaie
Institute of Petroleum Engineering, School of Chemical Engineering, College of Engineering, University of Tehran, Iran
چکیده [English]

Mud invasion occurs in permeable formations because of overbalance drilling. During mud invasion, liquid phase of mud invades into formation, and the solid phase accumulates on the borehole wall (mud cake). Rate, volume and geometry of mud invasion are controlled by (1) mud properties, (2) petrophysical properties of formation and (3) pressure difference between mud and reservoir. The  invasion of mud severely damages reservoirs and reduces its productivity. In addition, it has negative impact on the acquired data, e.g. wireline logs, formation tester and also rock and fluid sample. Different mathematical and experimental models have been developed to model mud invasion considering different aspects of the problem.  Implementing these models in real cases does not have satisfactory results because they need major modifications. In this paper, we adjust mud cake permeability as the main controlling parameter of mud invasion. It is accomplished by inversion of resistivity logs. We developed different workflows using Petrel software to simulate the mud invasion and invert the resistivity log. The objective function of the inversion was the difference between modeled and real resistivity logs. After optimizing the mud cake permeability, the mud invasion profile significantly improved. 
 

کلیدواژه‌ها [English]

  • Drilling Mud Invasion
  • Resistivity Log
  • Modeling
  • Inversion and Reservoir

[1]. Civan F., “Reservoir formation damage fundamentals,” Modeling, Assessment, and Mitigation, Gulf Professional Publishing, p. 1042.##

[2]. Dewan J. T., and Chenevert M. E., “A model for filtration of water-Base mud during drilling: determination of mudcake Petrophysics parameters,” 42, No. 3, pp. 237-250, 2001.##

[3]. Civan F, “A Multi-phase mud filtrate invasion and wellbore filter cake formation model,” SPE 28709, 1994##

[4]. Parn-anurak S. and W. Engler T., “Modeling of fluid filtration and near-wellbore damage along a horizontal well,” Journal of Petroleum Science and Engineering, Vol. 46, Issue 3, pp. 149–160, 15 March 2005.##

[5]. Wu J. Torres-Verdin C., Sepehrnoori K. and Delshad M., “Numerical simulation of mud-filtrate invasion in deviated wells,” SPE Reservoir Evaluation & Engineering, SPE 87919, 2004.##

[6]. Anderson B. and Barber T., “Induction logging,” Schlumberger Wireline & Testing, 1997.#3

[7]. Serra O. and Serra L., “Well logging data acquisition and applications,” Serralog, p. 688, Book, 2004.##

[8]. Ferguson C. K., and Klotz J. A., “Filtration of mud during drilling,” Petroleum Trans. of AIME, 201, pp. 29-42, 1954.##

[9]. Fordham E. J., Ladva H. K. J. and Hall C., “Dynamic filtration of bentonite muds under different flow conditions,” Paper SPE 18038 Presented at the Annual Technical Conference and Exhibition held in Houston, TX, 1988.##

[10]. Bezemer C., and Havenaar I., “Filtration behavior of circulating drilling fluids,” SPE Journal, No. 4, pp. 292-298, 1966.##

[11]. Outmans H. D., “Mechanics of static and dymanic filtration in the borehole,” SPE Journal, September, pp. 236-244, 1963.##

[12]. Stamatakis K. and Tien C., “Cake formation and growth in cake filtration,” Chemical Engineering Science, Vol 46, No. 8, p. 1917, 1981.##

[13]. Wu J., Torres-Verdín C., Sepehrnoori K. and Proett M. A, “The influence of waterbase mud properties and petrophysical parameters on mudcake growth, filtrate invasion, and formation pressure,” Petrophysics, Vol. 46, No. 1, pp. 14-32, 2005.##