بررسی پتروفیزیکی، ساخت مدل ژئومکانیکی یک‌بعدی و تعیین پنجره ایمن گل حفاری در سازند ایلام یکی از میادین جنوب غرب ایران
محورهای موضوعی :
کلید واژه: تراوایی, زون¬بندی مخزن, موج استونلی, مدل ژئومکانیکی ,
چکیده مقاله :
بررسی خصوصیات مخزنی و مکانیکی سازندها ازجمله محاسبه تراوایی، زون¬بندی مخزن و ساخت مدل ژئومکانیکی از الزامات مطالعات مهندسی نفت در تمامی شاخه¬ها است. با توجه به اهمیت علوم زمین¬شناسی، چاه¬پیمایی و ژئومکانیک مخزن در مطالعات مهندسی نفت، پژوهش حاضر با هدف انجام مطالعه¬ای جامع به زون¬بندی سازند از تلفیق زمین¬شناسی و پتروفیزیک، محاسبه تراوایی از نمودار صوتی دوقطبی برشی و درنهایت ساخت مدل ژئومکانیکی یک‌بعدی برای سازند ایلام چاه موردمطالعه می¬پردازد. به این منظور، در مرحله اول به کمک مجموعه کامل نمودارهای چاه¬پیمایی و تلفیق با اطلاعات زمین¬شناسی، مخزن موردمطالعه به چهار زون و بخش تفکیک شد. در مرحله دوم با عنایت بر دقت بسیار بالای موج استونلی در تخمین تراوایی، از روش شاخص زون جریانی- استونلی برای محاسبه این پارامتر حساس بهره گرفته شد. ضریب همبستگی تراوایی تخمین زده‌شده با تراوایی مغزه درروش شاخص زون جریانی- استونلی (R2=0.90) به دست آمد. در مرحله سوم برای بازه اصلی مخزن موردمطالعه مدل ژئومکانیک یک‌بعدی ساخته شد. بر همین اساس جهت تنش حداقل و حداکثر در چاه موردمطالعه به ترتیب S34E و N56E به دست آمد. بر مبنای مدل ساخته‌شده، بازه¬های دارای Breakout با نتایج مدل مطابقت دارد و وزن گل اعمال‌شده در این چاه کمی کمتر از پنجره ایمن گل و منطبق با فشار منفذی است. پنجره ایمن گل برای حالت قائم در زون مورد بررسی بین 2/12 تا 5/15 (LB/G)، آزیموت بهینه از راستای عمودی با آزیموت N120 درجه و انحراف 80 – 90 درجه است. حداقل وزن بهینه در این راستا بر اساس فشار و وزن گل معادل آن به ترتیب 7/5996 (psi) و 8/11 (LB/G) محاسبه و رژيم گسلش در چاه موردمطالعه، با توجه به مقادیر تنش¬های افقی و عمودی از نوع نرمال- امتدادلغز می¬باشد.
Investigation of the reservoir and mechanical properties of formations – including permeability calculation, reservoir zonation, and construction of geomechanical models – is among the essential requirements of petroleum engineering studies in all disciplines. Given the significance of geological sciences, well logging, and reservoir geomechanics in petroleum engineering investigations, the present study aims to conduct a comprehensive analysis of formation zonation through the integration of geology and petrophysics, permeability estimation using dipole shear sonic logs, and ultimately the construction of a one-dimensional geomechanical model for the Ilam Formation in the studied well. To this end, in the first stage, using a complete suite of well logs integrated with geological data, the studied reservoir was divided into four zones and sections. In the second stage, considering the very high accuracy of the Stoneley wave in permeability estimation, the Flow Zone Indicator-Stoneley (FZI–Stoneley) method was employed to calculate this sensitive parameter. The correlation coefficient between the estimated permeability and core permeability using the FZI-Stoneley method was obtained as R2 = 0.90. In the third stage, a one-dimensional geomechanical model was constructed for the main reservoir interval under investigation. Accordingly, the directions of the minimum and maximum horizontal stresses in the studied well were determined as S34E and N56E, respectively. Based on the constructed model, the intervals exhibiting breakouts are consistent with the model results, and the applied mud weight in this well is slightly lower than the safe mud window and is consistent with the pore pressure. The safe mud window for the vertical well condition in the studied zone ranges from 12.2 to 15.5 lb/gal. The optimal deviation azimuth from the vertical direction is N120°, with an inclination of 80-90°. The minimum optimal weight in this direction, based on pressure and its equivalent mud weight, was calculated as 5996.7 psi and 11.8 lb/gal, respectively. Moreover, the faulting regime in the studied well, considering the magnitudes of the horizontal and vertical stresses, is identified as a normal-strike-slip regime.
اعتمادی‌کرمانی، ب. و آبدیده، م.، 1395. تخمین تراوایی در مخازن کربناته توسط نمودار درون‌چاهی برشی صوتی، اولین کنفرانس بین‌المللی جامع علوم مهندسی در ایران، 1–13.
خیر، ک.، مرادزاده، ع. و تخمچی، ب.، 1394. بهبود روش‌های تعیین پارامترهای محاسبه تراوایی مخازن کربناته با استفاده از امواج استونلی، پژوهش نفت، شماره 89، 165–174.
رضایی، م. ر. و چهرازی، ع.، 1389. اصول برداشت و تفسیر نگارهای چاه‌پیمایی، انتشارات دانشگاه تهران، چاپ دوم، 722 ص.
سعادت‌زاده، ا. و عصاریان، س.، 1401. تعیین نوع سنگ و تخمین تراوایی با به‌کارگیری آنالیز نگارهای چاه‌پیمایی با استفاده از تکنیک شاخص ناحیه جریانی در یک مخزن نفتی کربناته در جنوب غربی ایران، اکتشاف و تولید نفت و گاز، 206، 4–10.
توکلی، و.، 1399. تأثیر تراوایی بر کاهش سرعت موج استونلی: راستی‌آزمایی یک انگاره در مخازن کربناته خلیج فارس، بیست و سومین همایش انجمن زمین‌شناسی ایران، 1–3.
Abalioglu, I., Legarre, H., Garland, C., Sallier, B., Gao, J., van Galen, M., Chou, Q., Neil, B., Soroush, H., Qutob, H. and Mahli, Z., 2011. The Role of Geomechanics in Diagnosing Drilling Hazards and Providing Solutions to the Northern Iraq Fields. In: SPE Middle East Oil and Gas Show and Conference, (142022).
Al-Adani, N. and Barati, A., 2003. New hydraulic unit permeability approach with DSI. In: SPWLA 9th Formation Evaluation Symposium, Japan, 25–56.
Al-Ajmi, A., 2006. Wellbore stability analysis based on a new true-triaxial failure criterion. Doctoral dissertation, KTH.
Al-Qahtani, M.Y. and Zillur, R., 2001. A mathematical algorithm for modeling geomechanical rock properties of the Khuff and Pre-Khuff reservoirs in Ghawar field. In: SPE Middle East Oil and Gas Show and Conference, (68194).
Ammarloo, H., Zoughy, P., Mehraban, L. F. and Amiri, M., 2025. Evaluation of empirical relationships in carbonates by developing a 1D mechanical earth model in an oil field in Southwestern Iran. Results in Engineering, 26, 104799.
Brie, A., Endo, T., Johnson, D.L. and Pampuri, F., 1998. Quantitative formation permeability evaluation from Stoneley waves. In: SPE Annual Technical Conference and Exhibition, 109–117.
Ezati, M., Azizzadeh, M., Riahi, M.A., Fattahpour, V. and Honarmand, J., 2020. Wellbore stability analysis using integrated geomechanical modeling: a case study from the Sarvak reservoir in one of the SW Iranian oil fields. Arabian Journal of Geosciences, 13, 1–19.
Gholami, R., Moradzadeh, A., Rasouli, V. and Hanachi, J., 2014. Practical application of failure criteria in determining safe mud weight windows in drilling operations. Journal of Rock Mechanics and Geotechnical Engineering, 6, 13–25.
Jamalian, M., Safari, H. and Goodarzi, M., 2018. Permeability Prediction Using Artificial Neural Network and Least Square Support Vector Machine Methods. In: 80th EAGE Conference and Exhibition.
James, G.A. and Wynd, J.G., 1965. Stratigraphic nomenclature of Iranian oil consortium agreement area. AAPG Bulletin, 49(12), 2182–2245.
Kidambi, T. and Kumar, G.S., 2016. Mechanical earth modeling for a vertical well drilled in a naturally fractured tight carbonate gas reservoir in the Persian Gulf. Journal of Petroleum Science and Engineering, 141, 38–51.
Manshad, A.K., Jalalifar, H. and Aslannejad, M., 2014. Analysis of vertical, horizontal and deviated wellbores stability by analytical and numerical methods. Journal of Petroleum Exploration and Production Technology, 4, 359–369.
Mohiuddin, M.A., Awal, M.R., Abdulraheem, A. and Khan, K., 2001. A new diagnostic approach to identify the causes of borehole instability problems in an offshore Arabian field. In: SPE Middle East Oil and Gas Show and Conference, (SPE-68095).
Rafik, B. and Kamel, B., 2017. Prediction of permeability and porosity from well log data using the nonparametric regression with multivariate analysis and neural network, Hassi R’Mel Field, Algeria. Egyptian Journal of Petroleum, 26(3), 763–778.
Soleimani, B., Moradi, M. and Ghabeishavi, A., 2018. Stoneley wave predicted permeability and electrofacies correlation in the Bangestan Reservoir, Mansouri Oilfield, SW Iran. Geofísica Internacional, 57(2), 107–120.
Winkler, K.W., Liu, H.L. and Johnson, D.L., 1989. Permeability and borehole Stoneley waves: Comparison between experiment and theory. Geophysics, 54(1), 66–75.
Wu, X. and Yin, H., 2010. Method for determining reservoir permeability from borehole Stoneley-wave attenuation using Biot's poroelastic theory. U.S. Patent 7,830,744. ExxonMobil Upstream Research Co.
Zoback, M.D., Moos, D., Mastin, L. and Anderson, R.N., 1985. Well bore breakouts and in situ stress. Journal of Geophysical Research: Solid Earth, 90, 5523–5530.