توانمندی‌های گروه

مطالعات ژئوشیمی مخزنی

تصور می­‌شد نقش ژئوشیمی نفت فقط صرف حمایت از تلاش­های اکتشافی است. با این وجود، ایده­‌ها، ابزارها، و روش‌­های گسترش یافته برای ارزیابی سنگ‌­های منشاء نفت­های خام و گازهای طبیعی در بسیاری از مشکلات تولید نفت و گسترش میدان قابل کاربرد خواهد بود. این کاربردها بطور گسترده در دو گروه اصلی اکتشاف و تولید مخزن قرار می­گیرند: همان‌طور که اکتشاف مخزن عمدتا در ارتباط با شناسایی زون­‌های بهره­‌ده، ارزیابی اولیه کیفیت ستون نفت، و تعیین سطح تماس سیالات است، کاربردهای تولید، بیشتر در ارتباط با مشکلات تولید و مسائل توسعه میدان است. این مسائل شامل مسائل ته­‌نشت آلی، ابهامات پیوستگی مخزنی، مانیتورینگ تولید، مشکلات پیش­رو، برنامه­‌های مانیتورینگ بهبود ازدیاد برداشت نفت و ترش‌شدگی مخزن است. هنگام پرداختن به مشکلات تولید، زمان از اهمیت بالایی برخوردار است و هر گونه ضرر یا کاهش در تولید منجر به از دست رفتن درامد می­شود. اگر چه بسیاری از این مشکلات با روش­های مرسوم مهندسی نفت قابل حل است با این وجود این روش­ها به طور معمول نیازمند وقفه در تولید هستند. رویکرد ژئوشیمیایی به این مشکلات تولید، غالباّ می­تواند بسیار ارزانتر بوده و نیاز به زمان کمتری برای اجرا دارند.

ابزارهای ژئوشیمی مخزن شامل روش­های شاخته شده ژئوشیمی از قبیل پیرولیز راک ایول، گاز کروماتوگرافی نفت، آنالیز ایزوتوپی و بیومارکرهای نفت­ها و آنالیزهای ترکیبات و ایزوتوپی گازهای طبیعی می­باشند. بعضی اوقات از این روش­ها به گونه­ای که قبلا در کتاب­ها توضیح داده شده است استفاده می­شود، در حالی که در یک زمان دیگر، برای حل یک مشکل خاص به روشی منحصر به فرد استفاده می­شوند. بعلاوه، اطلاعات گاز موجود در گل حفاری، ایزوتیوب­ها و گاز کروماتوگرافی – استخراج حرارتی  برای تکمیل تکنیک­های مرسوم­تر ژئوشیمیایی بمنظور حل مسائل استفاده می­‌شوند.

یکی از توانمندی­‌های گروه زمین شناسی نفت پژوهشکده علوم پایه کاربردی، مطالعات مسائل اصلی ژئوشیمی مخزن و چگونگی استفاده از این تکنیک­ها برای حل مشکلات است. همچنین ارزش استفاده از ژئوشیمی نفت در مدیریت مخزن و توسعه میدان برای یافتن راه حل­های سریع برای این مشکلات و کمک به بازگرداندن تولید از دست رفته از توانمندی­‌های این مجموعه است.

• پایش ژئوشیمیایی مخزن
• بررسی علت ترش شدن نفت و گاز مخزن
• بررسی سطح تماس سیالات
• زون بندی ژئوشیمیایی مخزنی

زون بندی مخزن بر اساس داده­های ژئوشیمیایی

 

مدل­سازی ژئومکانیکی

مطالعات ژئومکانیکی مخازن در کاهش هزینه­ها و افزایش بهره­وری در تمامی مراحل اکتشاف، حفاری و تکمیل چاه، بهره برداری و تولید و حتی در مراحل رهاسازی میدان از اهمیت ویژه­ای برخوردار است. با ساخت مدل­های ژئومکانیکی برای میادین امکان مطالعه و پیش بینی رفتار ژئومکانیکی میدان برای هر مورد وجود دارد. دانش ژئومکانیک مخازن هیدروکربنی با بررسی و تحلیل رفتار زمین در برابر تنش­ها، کلید مشکلات مکانیکی حاصل از اندرکنش مصالح در اعماق مختلف می­باشد. از مهم ترین بخش­هایی که ژئومکانیک مخازن هیدروکربنی برای حل مشکلات موجود راه گشاست می­توان به این موارد اشاره کرد: تولید ماسه، طراحی مسیر چاه و پنجره وزن گل، شکافت هیدرولیکی، عملیات تکمیل چاه، نشست مخزن و تراکم­پذیری، ذخیره سازی نفت و گاز، انتخاب سرمته حفاری، تزریق سیال و گاز به منظور ازدیاد برداشت و یکپارچگی پوش سنگ. برای انجام مطالعات ژئومکانیکی نیاز به ساخت مدل­های ژئومکانیکی است که بسته به نوع مطالعه، دقت لازم و میزان هزینه­ها و داده­های موجود متفاوت خواهد بود. داده­هایی که در مطالعات ژئومکانیکی مورد استفاده قرار می­گیرند اصولا در چهار دسته کلی داده­های زمین شناسی، داده­های لرزه­ای، پترفیزیکی و داده­های مکانیک سنگی قرار می­گیرند که هر کدام دارای آیتم­های مختلفی هستند و از روش­های گوناگونی بدست می­آیند. از جمله قابلیت­های گروه در زمینه مطالعات ژئومکانیک می­توان به ساخت مدل­های یک بعدی و سه بعدی برای میدان، مطالعات و آنالیز پایداری چاه، مدلسازی و طراحی فرآیند شکاف هیدرولیکی در مخازن، مطالعات تولید ماسه در مخزن اشاره کرد.

• مطالعه پایداری دیواره چاه

• مدل سازی یک تا سه بعدی ژئومکانیکی

• مدل سازی و طراحی شکاف هیدرولیکی

• بررسی مشکل تولید ماسه

مدل المان محدود مخزن و چاه­‌های جهت‌دار  برای تحلیل­‌های ژئومکانیکی

 

مطالعات جامع زمین شناسی مخزنی

یک مطالعه جامع زمین شناسی مخزنی به بررسی فرآیندهای ریز مقیاس شامل مطالعات میکروسکوپی تا مطالعات بزرگ مقیاس (مقیاس حوضه و میدان نفتی) خواهد پرداخت. در مطالعات ریز مقیاس نقش فرآیندهای تاثیر گزار بر کیفیت مخزنی در مقیاس میکروسکوپی شامل رخساره (محیط رسوبی اولیه) و فرآیندهای دیاژنزی ثانویه (سیمانی شدن، دلومیتی شدن، تبلور مجدد و ...) پرداخته خواهد شد. در مقیاس بالاتر زیرمحیط­های رسوبی و محیط رسوبی اولیه بازسازی شده و در مقیاس بالاتر از مدل مفهوم رسوبگذاری سازند ساخته خواهد شد. نهایتا در مقیاس میدان و حوضه مدل چینه نگاری سکانسی سازندهای مخزنی ساخته شده و انطباق داده خواهد شد و کیفیت مخزنی در چارچوب مدل استخراج شده تجزیه تحلیل می­گردد. بر این اساس در گروه زمین شناسی نفت مطالعات جامع زمین شناسی مخزنی به صورت زیر انجام می گیرد:

• مطالعه مقاطع نازک پتروگرافی و مغزه­های تهیه شده از چاه

• بررسی فرایندهای رسوب شناسی مانند بافت، ساخت، نوع دانه­ها، اندازه دانه­ها، ساخت­های رسوبی

• بررسی مشخصه­های دیاژنزی (سیمانی شدن، کانی زایی، انحلال، نوع حفرات، شکستگی­ها و ...(

• بررسی شرایط تکتونیکی خاستگاه، وضعیت آب و هوایی دیرینه و میزان هوازدگی

• بررسی و مطالعه مقاطع پالینولوژی جهت تعیین سن دقیق سازندهای رسوبی و شرایط محیطی رسوبگذاری

• مطالعه رخساره­های رسوبی و همراهی رخساره­ها و بازسازی مدل مفهومی رسوبگذاری

• مطالعات چینه نگاری سکانسی

شناسایی ریز رخساره‌­ها و بازسازی مدل مفهومی رسوب گذاری اولیه یکی از مخازن کربناته ایران

 

ارزیابی پتروفیزیک و مدل سازی مخزن

برای تخمین حجم ذخیره هیدروکربن (نفت، گاز) یک میدان نیازمند محاسبه تخلخل، آب اشباع شدگی و لیتولوژی سازندهای مخزنی در میدان است. بهترین روش برای محاسبه پارامترهای ذکر شده استفاده از تست های آزمایشگاهی مغزه در مقیاس چاه و گسترش آن به فضاهای بین چاهی با استفاده از زمین آمار و داده­های لرزه­ای است. با این وجچود داده­های مغزه به دلیل زمان بر بودن فرآیند مغزه گیری و هزینه بالای مغزه گیری چاه­ها فقط در چاه­های محدودی از یک میدان موجود هستند. در چاهای دیگر از میدان که اطلاعات مغزه در دسترس نباشد از نمودارهای پتروفیزیکی برای جبران کمبود داده­های مغزه استفاده می­شود. با پیشرفت تکنولوژی ابزارهای نمودارگیری در صنعت نفت به سرعت گسترش پیدا کرد. این نمودارهای پتروفیزیکی با روش­های استاندارد ارزیابی سازند قابل تبدیل به تخلخل سنگ مخزن، میزان اشباع شدگی سیالات مختلف و همچنین لیتولوژی سازند مخزنی می­باشند. این ارزیابی­ها نتایج پیوست‌ه­ایی از پارامترهای مخزنی در محل چاه­ها می­دهند که برای تخمین حجم ذخیره مورد استفاده قرار می­‌گیرند. از دیگر کاربردهای نمودارهای پتروفیزیکی گسترش رخسارها در مقیاس چاه­های حفاری شده در یک مخزن هیدروکربنی و تشخیص سطح تماس سیالات است. بعد از این که پارامترهای مخزنی در مقیاس چاه­ها پیش بینی و ارزیابی گردید در مرحله بعد با استفاده از علم زمین آمار به فضاهای بین چاهی گسترش داده شده و یک مدل سه بعدی از خصوصیات مخزنی در مقیاس میدان تهیه خواهد شد. با استفاده از پارامترهای مخزنی مدل شده و حجم کلی میدان می توان حجم ذخیره میدان را بدست آورد. ارزیابی سازندهای نفت دار و مدل سازی استاتیک پارامترهای مخزنی یکی از زمینه­های فعالیت گروه زمین شناسی نفت پژوهشکده علوم پایه کاربردی است که شامل زیر مجموعه­های کاری زیر است:

• ارزیابی پتروفیزیکی و زون‌­بندی مخزن
• مدل سازی استاتیک مخزن
• مدل سازی شکستگی­‌ها

مراحل مدل سازی پارامترهای مخزنی بر اساس داده­های لرزه­ای و علم زمین آمار