پیش‌بینی تولید ماسه در سنگ مخزن هیدروکربوری میدان شاه دنیز، حوضه دریای خزر با استفاده از نگارهای چاه‌پیمایی

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 گروه زمین‌شناسی، دانشکده علوم زمین، دانشگاه تبریز، ایران

2 شرکت نفت خزر، تهران، ایران

10.22078/pr.2019.3566.2629

چکیده

از مشکلات اساسی موجود در حفاری چاه‌های نفت و گاز ناپایداری‌های قابل‌توجه در چاه در طی‌ حفاری است که منجر به شکسته‌شدن محدود سازند‌های احاطه کننده چاه در طی تولید می‌شود. این رخداد که تولید ماسه نام دارد از شکست قابل توجه سازند، طی‌ تولید در اثر عملکرد تنش‌های تکتونیکی احاطه‌کننده در اطراف چاه حاصل می‌شود. این پدیده منجر به برخی‌ از آسیب‌ها از جمله فرسایش تجهیزات درون‌چاهی و برون‌چاهی شده و باعث مهاجرت ذرات ریز در محیط متخلخل به‌سمت چاه خواهد شد. حفاری در متن یک سازند، منجر به تجمع تنش‌ها در اطراف دیواره چاه شده که می‌تواند منجر به شکست سازند شود. هدف از این پژوهش پیش‌بینی تولید ماسه در چاه نفتی‌ SDX-5 میدان گازی شاه‌دنیز کشور آذربایجان با استفاده از پارامترهای ژئومکانیکی، پتروفیزیکی، تکتونیکی و اطلاعات نمودار‌های چاه‌پیمایی است. بدین منظور از نرم‌افزار STABView جهت آنالیز داده‌های ژئومکانیکی استفاده گردید. با استفاده از مؤلفه‌هایی همچون پارامتر‌های سازند، تنش و مکانیک سنگ و تحلیل نمودارهای آزیموت، شیب، قطبی و پروفیل‌های عمق، مشخص گردید که برای رژیم تنش فشارشی، آزیموت بهینه حفاری موازی با جهت تنش افقی حداکثر و همچنین شیب بهینه حفاری به‌صورت افقی برای جلوگیری از تولید ماسه، خواهد بود. همچنین مقادیر فشار فروریزش بهینه و نرخ بهینه دبی تولید هیدروکربن برای سازند‌‌ها، به‌خصوص سازند‌های سنگ مخزن، جهت پیش‌گیری از تولید ماسه، تعیین شد.
 

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Sand Production Prediction in Hydrocarbonic Reservoir Rock of Shah Deniz Field, Caspian Sea Basin using Well Logging

نویسندگان [English]

  • Ali Gholami Vijouyeh 1
  • Mohammad Hassanpour Sedghi 1
  • Ali Kadkhodaie 1
  • Ahmad Shirzadi 2
1 Department of Earth Science, Faculty of Natural Science, University of Tabriz, Iran
2 Khazar Exploration and Production Company, Tehran, Iran
چکیده [English]

One of the problems of oil and gas well drilling is significant instability in the well during drilling which leads to the break of surrounding formations of well during hydrocarbon production. This problem which is often named as sand production, is result of formation significant failure during hydrocarbon production, and its reason is the impact of tectonically stresses around the wells. This phenomenon poses some disadvantages such as erosion to surface and downhole facilities, and it leads to migration of fine particles toward oil and gas wells that occurs as a result of interactions in porous environment related to production factors. Moreover, drilling in a formation leads to accumulation of stresses around of borehole which it causes to failure. The purpose of this research is prediction of sand production problems in SDX-5 gas well of Shah Deniz gas field with using geomechanics and geodynamics information, petrophysical data, regional tectonics information, and sonic logs. Therefore, the STABView software was used to analyze geomechanical data. Finally, by importing required components of software such as formation parameters, rock mechanical properties and stress parameters and by interpreting the graphs obtained in STABView software, including the azimuth plot, inclination plot, polar plotes, and depth profiles, it was concluded that for compressional stress regime, drilling optimal azimuth was parallel to the direction of maximum horizontal stress, and drilling optimal inclination would be appropriate horizontally for all of the formations. Also, the optimal rate of hydrocarbon production flow and optimal collapse pressure for each of the formations, especially the formations related to the reservoir rock, was determined to prevent sand production.
 

کلیدواژه‌ها [English]

  • Sand Production
  • Stress
  • STABView Software
  • Oil Field
  • Well Logging
  • Failure Criteria

[1]. Buryakovsky L. A., Chilingar G. V. and Aminzadeh F., “Petroleum geology of the South Caspian Basin,” 1th ed., Gulf Professional publishing, 2001. ##

[2]. Weingarten J. S. and Perkins T. K., “Prediction of sand production in gas wells: methods and gulf of Mexico case studies,” Journal of Petroleum Technology, Vol. 47, No. 7, pp. 596–600, 1995. ##

[3]. Burton R. C., Lee Chin., Davis E R., Enderlin M. B., Giin-Fa Fuh., Hodge R. M., Ramos R., VanDeVerg P., Werner M., Mathews W, L. and Petersen S, D., “North slope heavy-oil sand-control strategy: detailed case study of sand-production predictions and field measurements for alaskan heavy-oil-multi-lateral field developments,” SPE Annual Technical Conference and Exhibition, Dallas, Texas, pp. 9-12 October, 2005. ##

[4]. بارونی‌زاده بهبهانیان ص. و آبدیده م.، "تحلیل پتانسیل تولید ماسه در مخزن آسماری یکی از میادین جنوب غربی ایران،" اولین کنفرانس بین‌المللی نفت، گاز، پتروشیمی و نیروگاهی، تهران، 1391. ##

[5]. عادل‌زاده م.، "اصول مهندسی بهره‌برداری و تولید،" چاپ اول، موسسه انتشارات ستایش، 1388. ##

[6]. فرج‌زاده دهکردی ع. ر.، قربانی ف. و شهبازی خ.، "ارائه روشی نوین جهت تکمیل چاه‌های دارای مشکل تولید ماسه همراه با نفت تولیدی،" اولین کنفرانس بین‌المللی نفت، گاز، پتروشیمی و نیروگاهی، تهران، 1391. ##

[7]. Gardner G. H. F., Gardner L. W. and Gregory A. R., “Formation velocity and density - the diagnostic basics for stratigraphic traps, Geophysics” Vol. 39, No. 6, pp. 770- 780, 1974. ##

[8]. Zoback M. D., “Reservoir Geomechanics,” 1st ed., Cambridge University Press, 2007. ##

[9]. Lal M., “Shale stability: drilling fluid interaction and shale strength,” SPE Latin American and Caribbean Petroleum Engineering Conference, Caracas, Venezuela, 1999. ##

[10]. Lama R. and Vutukuri V., “Handbook on mechanical properties of rock,” 1st ed., Trans. Tech. Publications, 1978. ##

[11]. Fjaer E., Holt R. M., Raaen A. M., Horsrud P F. and Risnes R., “Petroleum related rock mechanics,” 2nd ed., Elsevier Science, 2008. ##

[12]. خانلری غ.، مومنی ع. ا. و عبدی‌لر ی.، "زمین‌شناسی مهندسی و ژئوتکنیک،" چاپ دوم، همدان، انتشارات دانشگاه بوعلی‌سینا، 1389. ##

[13]. ملکی ش. و مرادزاده ع.، "پیش‌بینى مقاومت فشارى تک‌محوره با استفاده از نگاره هاى چاه و تلفیقى از روش‌هاى هوش مصنوعى در یکى از میادین نفتى جنوب ایران،" ماهنامه علمى- ترویجى اکتشاف و تولید نفت و گاز، شماره 106، صفحات 68 -72، 1392. ##

[14]. Tercan A.  E., Unver B., Tiryaki B. and Özbilgin D. A, “A study of relationships among mechanical, index and petrographic properties of some sandstones using canonical correlation analysis,” Madencilik, Vol. 44, No. 1, pp. 3–14, 2005. ##

[15]. Yasar E. and Erdogan Y., “Yapı-kaplamakayalarının P dalgahızı ile fiziko-mekanik özellikleri arasındaki ilişkilerin ist atikselanalizi,” (in Turkish), Türkiye IV. Marble Semposioum , pp. 353–362, 2003. ##

[16]. Kilic A. and Teymen A., “Determination of mechanical properties of rocks using simple methods,” Bulletin of Engineering Geology and the Environment, Vol. 67, No. 2, pp. 237–244, 2008. ##

[17]. Altindag R., “Correlation between P-wave velocity and some mechanical properties for sedimentary rocks,” The Southern African Institute of Mining and Metallurgy, Vol. 112, No. 3, pp. 229- 237 , 2012. ##

[18]. Eaton B. A., “Fracture gradient prediction and its application in oilfield operations,” Journal of Petroleum Technology, pp. 1353–1360, 1969. ##

[19]. Fowler S. R., Mildenhall J., Zalova S., Riley G., Elsley G., Desplanques A. and Guliyev F., “Mud volcanoes and structural development on Shah Deniz,” Journal of Petroleum Science and Engineering, Vol. 28, No. 4, pp. 189–206, 2000. ##

[20]. Anderson E. M., “The dynamics of faulting and dyke Formation with applications to Britain,” 2nd ed., Oliver and Boyd, 1951. ##

[21]. حقی ا. ح.، آصف م. ر. و خراط ر.، "تنش‌های برجا و ژئومکانیک مخازن هیدروکربوری،" چاپ اول، انتشارات ستایش، 1394. ##

[22]. Bonini M., “Mud volcanoes: Indicators of stress orientation and tectonic controls,” Earth-Science Reviews, Vol. 115, No. 3, pp. 121–152, 2012. ##

[23]. Bonini M. and Mazzarini F., “Mud volcanoes as potential indicators of regional stress and pressurized layer depth,” Tectonophysics, Vol. 494, No.1-2, pp. 32–47, 2010. ##

[24]. Jaeger J. C. and Cook, N. G. W., “Fundamentals of rock mechanics,” 1st ed., Chapman and Hall, 1971. ##

[25]. Biot M. A., “General theory of three-dimensional consolidation,” Applied Physics, Vol. 12, No. 2, pp. 155–164, 1941. ##

[26]. Biot M. A., “Mechanics of deformation and acoustic propagation in porous media,” Journal of Applied Physics, Vol. 33, No. 4, pp. 1482–1498, 1962. ##

[27]. Zhang J., “Pore pressure prediction from well logs: methods, modifications, and new approaches,” Earth-Science Reviews, Vol. 108, No. 1-2, pp. 50–63, 2011. ##

[28]. STABView version 3.8 User›s manual, STABView., Weatherford Advanced Geotechnology, 2008. ##

[29]. Aadnoy B. S. and Looyeh R., “Petroleum Rock Mechanics: Drilling Operations and Well Design,” 1st ed., gulf Professional Publishing, 2010. ##