فهرست مطالب
فصل اول :
- مقدمه
- تعاریف موجود برای آنالیز ویژه مغزه
- چالشهای استفاده از آنالیز ویژه مغزه
- نحوه برخورد با چالشها
- برنامه ریزی جهت گرفتن مغزه ویژه
- تعاریف استفاده شده در این نوشتار
- علائم استفاده شده در این نوشتار
فصل دوم : تر شوندگی
- مقدمه
- انواع تر شوندگی
- عوامل موثر بر تر شوندگی مخزن
- اندازه گیری تر شوندگی
- تغییر تر شوندگی
- بازیابی تر شوندگی
- استفاده از اطلاعات تر شوندگی
فصل سوم : اشباع آب اولیه
- مقدمه
- روشهای اندازه گیری آزمایشگاهی
- بازنگری در گزارشات SCAL
- تبدیل داده ها به شرایط مخزن
- گروه بندی داده های فشار مویینه
- روابط موجود بین داده های فشار مویینه
- شیوه های مختلف تعیین نحوه توزیع اشباع آب (SW )
فصل چهارم : نفوذپذیری نسبی آب – نفت
- مقدمه
چالش ها
- مشخصات منحنی های Kr آب – نفت
- روش های اندازه گیری
- بازنگری گزارشات SCAL
- جمع بندی نتایج
- بررسی سازگاری
- دسته بندی نتایج توسعه نوع سنگ
- معدل گیری از داده های نفوذپذیری
چكیده
آنالیز ویژه مغزه نقش بسیار مهمی را در ارزیابی و مدیریت مخازن نفتی ایفا می نماید . نقشی را كه آنالیز ویژه مغزه بر عهده دارد بسته به تغییرات مشخصات آن كه در طول عمر مخزن ایجاد می گردد پیوسته تغییر می پذیرد آنالیز ویژه مغزه بخش مهمی از تعیین مشخصات مخزن است .
یكی از خواص بسیاتر مهم مخازن نفت كه روی میزان بازیابی در عملیات سیلابزنی نقش موثری دارد خاصیت تر شوندگی است . چه بسیاری از نتایج آنالیز ویژه مغزه از قبیل منحنی های نفوذپذیری نسبی ، درجات اشباع نفت باقیمانده و..... به ان مرتبط می باشند . اما متأسفانه بسیاری از مشخصه های آن ضمن مغزه گیری چه در محل نمونه گیری و چه در آزمایشگاه می تواند موجب تغییرات حاد در تر شوندگی طبیعی شوند . شایان ذكر است كه مقادیر تر شوندگی مستقیماً در همه محاسبات مهندسی مخزان مورد استفاده قرار نمی گیرند . با این وجود گردآوری اطلاعات بر روی مقایسه مشخصات تر شوندگی بسیار سودمند است .
نتایج آنالیز ویژه مغزه می تواند در تعیین نحوه توزیع اشباع آب همزاد مورد استفاده قرار گیرد . توزیع اشباع آب همزاد معمولاً با حفظ تعادل بین نیروهای مویینه و گراویتی كنترل می شود . با توجه به اینكه دانستن اثرات فشار مویینه در جابجایی سیال در محیط متخلخل بسیار مهم است ، لذا نمودارهای Pc در آزمایشگاه بوسیله آزمایش بر روی نمونه های سنگ مخزن بدست
می آیند . البته سیالات و شرایط آزمایش استفاده شده در آزمایشگاه با آنچه در مخزن است متفاوت بوده و ضرورت دارد كه نتایج با شرایط مخزن هماهنگ شوند .
برای یك سنگ مخزن صرف داشتن تخلخل پر از نفت یا گاز مكافی نیست ، بلكه خلل و فرج باید بهم متصل باشند تا به هیدروكربن ها اجازه حركت به داخل و خارج مخزن را بدهند . تراوایی نسبی از پارامترهای مهم در مخازن است كه با انواع سنگ متغیر است و ممكن است ضرورت ایجاب نماید كه بریا یك مخزن مدلی از نفوذپذیری بر اساس تر شوندگی ، اشباع آب همزاد ، نفوذپذیری و ..... تعریف گردد .
در گزارشات آزمایشهای ویژه مغزه داده های غیر معتبر نیز وجود دارد و ضروری است مرور كاملی بر گزارشات آزمایشگاهی آزمایشهای ویژه مغزه به منظور تعیین نتایج معتبر جهت استفاده بیشتر صورت گیرد كه نتایج غیر قابل اطمینان یا سوال برانگیز بیشتر مربوط به داده های نفوذپذیری نسبی كه با تر شوندگی پیوند دارند ، می باشد .
فصل اول
مقدمه
آنالیز ویژه مغزه نقش بسیار مهمی را در ارزیابی و مدیریت نخازن نفتی ایفا می نماید . نقشی را كه آنالیز ویژه مغزه بر عهده دارد بسته به تغییرات مشخصات آن كه در طول عمر مخزن ایجاد می گردد پیوسته تغییر می پذیرد . بعنوان مثال تعریف اشباع نفت باقیمانده از دیدگاههای زمین شناسی و یا خصوصیات سنگ بتدریج كه مخزن پروسه های بلوغ خود را طی می كند اهمیت آن افزایش می یابد .
همچنینی اهمیت یك مشخصه خاص آنالیز ویژه مغزه از یك مخزن تا مخزن دیگر متفاوت است . بعنوان مثال به اهیمت دقت تعریف اشباع آب اولیه در ناحیه انتقال برای محاسبه حجم نفت در جا می توان توجه نمود . این دقت ممكن است برای مخازن با ستون نفتی اندك از اهمیت چندانی برخوردار نباشد لیكن برای مخازنی كه بخش عمده نفت آنها در ناحیه انتقال است فوق العاده حائز اهمیت باشد .
هنگامیكه این نوشتار بمنظور آنالیز ویژه مغزه مورد استفاده قرار می گیرد ، دانستن روشها و تكنیكهای آزمایشگاهی امری اجتناب ناپذیر است . آگاهی از روشهای اندازه گیری موجود با نقاط ضعف و قوتی كه دارند جهت ارزیابی و جمع بندی نتایج اطلاعات آزمایشگاهی ، بسیار حائز اهمیت است . در اینجا خلاصه ای از روشهای مهم اندازه گیری فشار مویینه و تراوایی نسبی ارائه شده است . بسیاری از مسائل مربوط به استفاده از نتایج تراوایی نسبی
می تواند با دقت در برنامه ریزی های آینده مورد استفاده قرار گیرد ، با اختصاص یك بخش به این امر مهم پرداخته می شود .
از اهم امور مطرح شده در این خصوص
الف – راه كار فرمول بندی آنالیز ویژه مغزه برای یك مخزن
ب – برنامه ریزی به منظور آنالز ویژه مغزه جدید
ج – انتخاب پلاگهای مغزه به منظور انجام آزمایشات را می توان نام برد .
تعریف آنالیز ویژه
آنالیز ویژه مغزه چیست ؟ از نظر بعضی آنالیز ویژه مغزه شامل تمام كارهایی است كه در آنالیز معمولی مغزه انجام نمی شود ، یعنی اندازه گیری هایی غیر از اندازه گیریهای تخلخل ، نفوذ پذیری و وزن مخصوص دانه ، بر اساس این تعریف اندازه گیریهای ذیل در چهارچوب آنالیز ویژه مغزه انجام خواهند گرفت . فشردگی سنگ و فضای متخلخل ، خواص الكتریكی ، آزمایشهای جابجایی ( نحوه حركت سیالات ) شامل نفوذپذیریهای نسبی آب / نفت و گاز / نفت ، فشارهای مویینه ، اشباع گاز تله شده ، اثرات فشار محبوس شده بر خواص سنگ و آزمایشات تجزیه آب سازند . از نظر برخی دیگر آنالیز ویژه مغزه به آنالیزی اطلاق می شود كه به اشباع سایلات ( آب ، نفت و گاز ) ، ترشوندگی و بویژه فشارهای مویینه و نفوذ پذیری نسبی مربوطه
می شود . با وجودی كه این تعاریف می توانند قابل قبول باشند ، در این نوشتار یك تعریف با محدودیت بیشتری مورد استفاده قرار گرفته است یعنی محدود كردن آنالیز ویژه مغزه به بررسی اشباع آب اولیه ، اشباع آب باقیمانده ، فشارهای مویینه و نفوذ پذیری نسبی ، علیرغم ارائه بسیاری از مفاهیم بویژه مفاهیمی كه جزء مشخصات سنگ مخزن بوده و می توانند بخوبی در اندازه گیری های دیگر ( غیر از آنالیز ویژه مغزه ) مورد استفاده قرار گیرند .
چالشهای موجود در استفاده از آنالیز ویژه مغزه
آنالیز ویژه مغزه بخش مهمی از تعیین مشخصات مخزن است و قبل از پرداختن به آن شایسته است این سوال مطرح شود كه : منظور از تعیین مشخصات مخزن چیست ؟
یك تعریف اینست كه تعیین مشخصات مخزن پروسه اینست كه بوسیله تعیین خصوصیات سنگ و سیال و اختصاص آن به بخشی از مخزن اطلاق
می گردد . اختصاص یك سری مشخصات به بخشی از مخزن فرض می شود و گرنه عملاً بندرت می توان یك مخزن همگن یافت ، و این اطلاق صرفاً یكنوع ساده سازی است اندازه گیری خصوصیات سنگ مبتنی بر تعداد محدودی از نمونه ها با متوسط گیری از نتایج است . عملاً وجود ناهمگنی در مخازن بدون استثناء قابل ملاحظه بوده و در بسیاری از موارد تغییرات فوق العاده در خواص سنگ وجود دارد . تعیین مشخصات مخزن مشتمل بر تشریح تفاوتهای موجود در بخشهای مختلف مخزن كه دارای خواص متفاوت بوده و اختصاص مقادیر مناسب به آن بخشها می باشد . با اینكه نیاز به اندازه گیری خواصی كه از طریق آنالیز مغزه معمولی و نمودارهای پتروفیزیكی بدست
می آید مانند تخلخل ، نفوذ پذیری و اشباع آب كاملاً شناخته شده است ، در عین حال شناخت كمتری از تعریف آنالیز ویژه مغزه برای فواصل مختلف و انواع سنگ در چاه وجود دارد .
یكی از نتایج گرفته شده از یك مقاله SPE كه چند سال پیش در مورد یك مخزن بزرگ در دریای شمال ارائه گردید بیانگر وجود درجه اشباع نفت باقیمانده معادل 25 درصد بوده است ، این موضوع مانند اینست كه گفته شود نفوذ پذیری متوسط این سازند معادل 257 میلی دارسی بوده است . گرچه این امر ممكن است صحت داشته باشد لیكن با توجه به اطلاعات بخش تعیین مشخصات مخزن با واقعیتهای مخزن همخوانی ندارد .
با این مقدمه شایسته است چالشهای اصلی كه در صورت استفاده صحیح از نتایج آنالیز ویژه مغزه با آنها برخورد می شود بصورت ذیل خلاصه گردند .
تعیین نتایج آنالیز ویژه مغزه مورد اطمینان
اولین چالش تعین تمایز بین نتایج آزمایشگاهی مورد اطمینان با نتایج آزمایشگاهی غیر معتبر و سوال برانگیز است . انجام اندازه گیریهای قابل اطمینان آزمایشگاهی مملو از اشكالات بوده و بسیاری از گزارشات آنالیز ویژه مغزه مشتمل بر نتایج غیر معتبر بدلیل روش مغزه گیری و روشهای آزمایشگاهی غیر صحیح می باشد . همانگونه كه با تفصیل بیشتری بعداً توضیح داده خواهد شد ، در نتایج آزمایشات آب / نفت بدلیل عوامل ناشی از تر شوندگی احتمال ایجاد خطای بیشتری می رود . ترشوندگی بسیاری از مخازن بدلیل اینكه بآسانی ممكن است تغییر یابد بسیار ظریف و حساس است
تر شوندگی ممكن است بواسطه این عوامل تغییر یابد :
الف – گل حفاری كه ضمن عملیات مغزه گیری مورد استفاده قرار می گیرد .
ب – مغزه چه مدت و چگونه نگهداری شده است .
ج – روشها و شرایط بكار رفته در اندازه گیریهای آزمایشگاهی
گرچه آگاهی بیشتری در زمینه اهمیت حفظ و نگهداری و كاهش تغییرات ترشوندگی كسب شده است ، لیكن بسیاری از برنامه ریزیهای آنالیز ویژه مغزه كمكان بدون اعمال دقت كافی به این موضوع انجام می شود .
این تغییرات با شیوه های آزمایشگاهی گذشته حادتر می گردد . بدلیل آنكه بیشتر نمونه های مغزه با تمیز سازی و خشك نمودن قبل از آزمایش به شدت آب تر می شوند . در نتیجه بسیاری از اطلاعات بانكهای اطلاعاتی آنالیز ویژه مغزه در تعیین صحیح مشخصات مخزن بندرت و تقریباً غیر قابل استفاده بوده اند . نكته حائز اهمیت اینكه تر شوندگی و خواص مربوط به آن حتی در یك سنگ نیز می تواند متفاوت باشد .
نكات دیگری نیز در این خصوص وجود دارد اگر اقداماتی برای حفظ تر شوندگی طبیعی اتخاذ شده باشد ، صحت نتایج آنالیز ویژه مغزه می تواند به روشهای آزمایشگاهی بكار برده شده هنگام آزمایش مرتبط گردد . بعنوان مثال ، نفوذ پذیری نسبی در آزمایشات سیلابزنی می تواند به طول نمونه مغزه و یا دبی آب تزریقی بستگی داشته باشد .
بدین ترتیب گرچه تجربه نشان می دهد كه نتایج غیر معتبر یا سوال برانگیز بآسانی بدست می آیند ( علیرغم صرف هزینه كلان ) ، كسب نتایج معتبر و قابل اطمینان كاملاً دشوار می باشد .
پالایش نتایج آزمایشگاهی
چنانچه نتایج معتبری نیز تعیین گردد . این بمعنی پایان كار برای مهندس مخزن نیست بلكه اطلاعات خام آزمایشگاهی قبل از آنكه در مدل شبیه ساز مخزن یا محاسبات دستی مورد استفاده قرار می گیرند بدون استثنا می باید پالایش گردند . این پالایش شامل موارد گوناگونی است .
- نخست اینكه گاهی اوقات بدلیلی ضعف ویژه در روش اندازه گیری ضرورت ایجاب می نماید كه بخشی از یك منحنی حذف گردد . مثال این مورد غیر معتبر بودن اشباع آب زیاد بخشی از نتایج منحنی نفوذ پذیری نسبی حالت ناپایدار كه بر روی برخی از نمونه ها با دبی های كم انجام می شود .
- دوم اینكه غالباً ضرورت می یابد نتایج آزمایشگاهی به بیش از محدوده اشباع انجام شده در آزمایش بسط داده شوند . مثال بارز موجود در این زمینه نیاز به بسط منحنی نفوذ پذیری نسبی نفت در آزمایش نفوذ پذیری نسبی گاز – نفت به درجات اشباع پائین كه ممكن است در اثر نیروهای گراویتی در مخزن پیش آید .
- و مورد سوم اینكه گاهی اوقات ضروری است نتایج به ظاهر معتبر را نیز بر اساس مبانی و تجربه دانش آنالیز ویژه مغزه نادیده گرفت .
مگر اینكه نتایج با دلائل دیگری از آنالیز سنگ و سیال توجیه شوند .
پیچیدگی اندازه گیریهای آنالیز ویژه مغزه آنچنان هستند كه ممكن است ضمن انجام آزمایشات با مسائل غیر مترقبه برخورد شود و بهمین دلیلی گزارش نگردند .
اختصاص نتایج آنالیز ویژه مغزه به رخساره یا نوع سنگ
آزمایشهای ویژه زمانبر و گران بوده و نتیجتاً تعداد محدودی از این آزمایشات انجام می شوند ، حتی برخی از مخازن بسیار مهم نتایج نمونه معتبر ممكن است فقط برای یك یا دو نوع سنگ مهم بدست آید ، و مشخصات مابقی نمونه های سنگ مهم دیگر است مجهول بماند . بدین ترتیب غالباً موضوع تعیین مشخصات یك مخزن با استفاده از تعداد كمی از آزمایشات صورت می گیرد . بالعكس نتایج اندازه گیری نفوذ پذیری و تخلخل در آزمایشات معمولی در هر 25/0 متر در تمامی فواصل مغزه گیری شده امكان