مجله ژئوفیزیک ایران

مجله ژئوفیزیک ایران

ارائه نشانگرهای جدید برای تخمین لیتولوژی و بررسی روند تغییرات تخلخل با استفاده از ترکیب سرعت های امواج برشی و تراکمی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی‌

نویسندگان
1 دکترای مهندسی نفت -اکتشاف، دانشکده مهندسی نفت و گاز، دانشگاه صنعتی تبریز، تبریز، ایران
2 دانشیار، دانشکده مهندسی نفت و گاز، دانشگاه صنعتی تبریز، تبریز، ایران
چکیده
در دهه های اخیر نشانگرهای سنگ شناسی و تخلخل با استفاده از داده‌های لرزه‌نگاری و چاه پیمایی به شکل محدودی به عنوان معیاری که نشان دهنده نوع لیتولوژی، تغییرات تخلخل و اشباع شدگی در مخازن هیدروکربنی باشد، مورد استفاده قرار گرفته است. اغلب نشانگرهای سنگ شناسی بر پایه تجزیه و تحلیل های تغییرات دامنه با فاصله از منبع و تعیین نسبت سرعت های امواج تراکمی و برشی معرفی گردیده اند. به عنوان مثال، تخمین و محاسبه تغییرات اشباع شدگی و فشار منفذی حاصل از عملیات تولید و تزریق در مخازن هیدروکربنی با ساخت نشانگرهای مربوطه از طریق پارامترهای الاستیگ، یکی از کاربردهای لرزه نگاری نیز محسوب می گردد. استفاده از الگوهای استاندارد فیزیک سنگ، در بسیاری از مخازن هیدروکربنی منجر به تفکیک مخازن گازدار از نوع آبدار آن شده است. در این تحقیق با استفاده از الگوهای استاندارد فیزیک سنگ و ترکیب پارامترهای الاستیک دخیل درآنها (مانند نسبت سرعت موج تراکمی به برشی، لاندا، رو و الاستیک امپدانس) توسط عملیات روتین ریاضی، روند تغییرات تخلخل و لیتولوژی، با هدف افزایش قدرت تفکیک، مورد بررسی و تجزیه و تحلیل قرار گرفتند. در واقع در پژوهش حاضر، پارامترهای الاستیک استفاده شده در ساخت الگوهای استاندراد فیزیک سنگ مورد استفاده قرارگرفته و تفاوت اصلی در نحوه بکارگیری و ترکیب پارامترها می باشد. این سناریو با بررسی همه جانبه در خصوص جمع و تفریق کمیت های الاستیک و ترسیم کراس پلات های مربوطه و همچنین تعریف رابطه جدید محاسبه میزان تفکیک، صورت پذیرفت. نتایج حاصل نشان داد که ترکیب مناسب بین پارامترهای الاستیک استفاده شده در الگوهای استاندارد (روابط روتین ریاضی)، منجر به بهبود میزان تفکیک لیتولوژی با افزایش7 درصدی و جدایش زون های متخلخل با افزایش میزان بهبود 6 درصدی نسبت به الگوهای استاندارد اولیه در منطقه مورد مطالعه گردیده است.
کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله English

Providing new factors for estimating lithology and investigating porosity changes using a combination of compressional and shear wave velocities

نویسندگان English

Behzad Nasrnia 1
Reza Falahat 2
1 1 Ph.D., Petroleum Engineering, Exploration, Faculty of Petroleum and Gas Engineering, Tabriz University of Technology, Tabriz, Iran
2 Assistant Professor, Exploration, Faculty of Petroleum and Gas Engineering, Tabriz University of Technology, Tabriz, Iran
چکیده English

Electrical resistivity tomography is a non-invasive, near-surface geophysical technique commonly used In recent decades, lithological and porosity factors have been used to a limited extent using seismic data as a criterion that shows lithology type, porosity changes, and saturation in hydrocarbon reservoirs. Most lithological factors have been introduced based on analyses of amplitude changes with offset from the source and determination of the ratio of compressional and shear wave velocities. Thus, by using the relationships related to amplitude changes with offset period as well as the approximating relationships of the Zeoppritz equations, various lithology and fluid factors can be extracted. For example, estimating and calculating saturation and pore pressure changes resulting from production and injection operations in hydrocarbon reservoirs, is also considered one of the applications of Seismography. Lithological separation and investigation of porosity changes play an important role in the realization and advancement of exploration operations. Constructing an appropriate lithological and porosity factor using elastic parameters and their combination can be of great help in estimating lithology and separating porous zones. In addition to conventional factors, cross-plotting compressional wave velocity changes versus shear wave velocity changes, provides valuable information about lithology and their characteristics. The use of standard rock physics templates in many hydrocarbons, reservoirs has led to the separation of gas-bearing from water-bearing reservoirs. In this study, using standard rock physics templates and combinations of elastic parameters involved in them (such as compressional-to-shear wave velocity ratio, lambda, Rho, and elastic impedance) through mathematical routine operations, the trend of porosity and lithology changes was investigated and analyzed with the aim of increasing the resolution. These new combinations were presented with the aim of directly using the results of seismic inversion. In this study, by combining elastic parameters used in standard rock physics templates with four main mathematical operations, appropriate factors for lithological separation and investigation of porosity trends were extracted. In order to better distinguish the lithology in the study area, among the 8 standard patterns made by elastic parameters, the pattern whose horizontal and vertical axes represent the result of subtracting the values of the quantities on the horizontal axes (lambda-rho and acoustic impedance) and the vertical axes (mu-rho and velocities ratio), respectively, has the highest separation among the other patterns. In examining the trend of porosity changes, the standard pattern whose horizontal and vertical axes represent the difference between the values of the quantities on the horizontal axes (lambda-rho - acoustic impedance) and the vertical axes (mu-rho - velocities ratio), respectively, has the highest sensitivity to porosity and the lowest sensitivity to other parameters. In the study area, the results showed that the appropriate combination of elastic parameters (Lambda-Mu-Rho with acoustic impedance quantities and velocity ratios) led to an improvement in the lithology resolution by 7% and the separation of porous zones by 6% compared to the initial standard templates in the study area.

کلیدواژه‌ها English

lithological and porosity factors
compressional to shear wave velocity ratio
standard rock physics templates
elastic parameters
Bazvand, P., Kadkhodaei, A. (2016)."Comparison of reservoir characteristics and pore network of calcareous and dolomitic horizons; Case study: Kangan and Dalan gas reservoirs in South Pars field" 2016, Journal of Oil Research, Volume: 26, Issue: 5, ،https://civilica.com/doc/1864809 (in Persian).
Memariani, M, M., Khadrelou, R., Kermanshahi, H. (2016). "Geochemical investigation of gas condensates of South Pars field in the Persian Gulf basin, Iran", 2016, Iranian Petroleum Geology Journal, 20.1001.1.22518738.1390.1.1.6.4, https://civilica.com/doc/1895825 (in Persian)
Castagna, J. P., Batzle, M. L. and Eastwood, R.L. (1985). Relationship between compressional and shear wave velocities in silicate rocks: Geophysics, 50, 571-581.
Domenico, S. N. (1974). Effect of water saturation on seismic reflectivity of sand reservoirs encased in shale, GEOPHYSICS 39: 759-769. https://doi.org/10.1190/1.1440464.
Falahat, R., McBeth, K., Shams, A., 2017, Presentation of applied four-dimensional seismic indicators for calculating pressure and saturation changes resulting from withdrawal and injection of oil and gas reservoirs, Scientific-Research Journal of Petroleum Geomechanics, Volume 1, Number2 (in Persian).
Farfour, M., Russell, B. (2024). The old and new of fluid indicators: An overview and application. The Leading Edge 2024; 43 (5): 294–302. doi: https://doi.org/10.1190/tle43050294.1.
Fatti, J. L., Vail, P. J., Smith, G.C., Strauss, P.J., and Levitt, P.R. (1994). Detection of gas in sandstone reservoirs using AVO analysis: A 3-D seismic case study history using the Geostack technique: Geophysics, 59, 1362-1376.
George C. S., Gidlow, M. (2000). "A comparison of the fluid factor with λ and μ in AVO analysis," SEG Technical Program Expanded Abstracts: 122-125. https://doi.org/10.1190/1.1815615.
Gidlow, P.M., Smith, G.C., and Vail, P.J. (1992). Hydrocarbon detection using fluid factor traces, a case study: How useful is AVO analysis? Joint SEG/EAEG summer research workshop, Technical Program and Abstracts, 78-89.
Goodway, B., Chen, T., Downton, J. (1997). sSoc. Expl. Geophys. 67th Ann. Int. Mtg, Expanded Abstracts, 183–186.
Liu, Z., Sun, S. (2015). The differential Kuster–Toksöz rock physics model for predicting S-wave velocity, Journal-
Menlikli, C., Hayes, F., Zhao, J., Wakelin, A., Xu, Z., Fan, H., Umbsaar, D., Wilkinson, K., Lomas, K., Purcell C. (2024). Poisson’s ratio-LambdaRho rock-physics templates and a study on sensitivity of different fluid indicators. Interpretation 2024; doi: https://doi.org/10.1190/INT-2024-0003.1.
Nasrnia, B., Falahat, R., Kadkhodaie, A. (2024). Log-based estimation of magnitude, azimuth and causes of anisotropy using a committee machine-based model. Earth Science Informatics. 17. 1-21. 10.1007/s12145-024-01275-w.
Saberi, M.R. (2020), "Fluid detection in carbonate rocks by integrating well logs and seismic attributes," Interpretation 8: SA1-SA10. https://doi.org/10.1190/INT-2019-0054.1.
Shuey, R. T. (1985). A simplification of the Zeoppritz equations. Geophysics, 50(4), 609-614.
Smith, G.C., Gidlow, P.M. (1987). Weighted stacking for rock property estimation and detection of gas. Geophys. Prospect., 35, 993–1014.
Zhou, Z., Hilterman, F.J. (2010), "A comparison between methods that discriminate fluid content in unconsolidated sandstone reservoirs," GEOPHYSICS 75: B47-B58. https://doi.org/10.1190/1.3253153.