زمین شناسی مهندسی

زمین شناسی مهندسی

مدل‌سازی سه‌بعدی به منظور تعیین پارامترهای ژئومکانیکی مخزن آسماری و تنش‌های اصلی (یکی از میادین جنوب غرب ایران)

نویسندگان
1 دانشگاه خوارزمی
2 دانشگاه داچینگ، چین
چکیده
در مخازن کربناته پیچیده مانند سازند آسماری، ناهمگنی بالای لیتولوژیکی و ساختاری، تعیین دقیق پارامترهای ژئومکانیکی و تنش‌های مؤثر را به چالش می‌کشد. این پژوهش با هدف توسعه یک مدل سه‌بعدی جامع از پارامترهای ژئومکانیکی و تنش‌های مؤثر در میدان نفتی کوپال انجام شد. برای این منظور، ضمن استفاده از داده‌های چاه‌نگاری، مغزه و لرزه‌ای، مدل‌سازی سه‌بعدی با به‌کارگیری روش شبیه‌سازی متوالی گوسی (SGS) و بر اساس تحلیل واریوگرام انجام گرفت. رژیم تنش حاکم با استفاده از تحلیل داده‌های چاه‌نگاری تصویری (FMI) و ریزش دیواره چاه (Wellbore Breakout) تأیید شد. همچنین، یک تحلیل حساسیت تک متغیره بر روی پارامترهای کلیدی شامل مدول یانگ استاتیک، نسبت پواسون، چسبندگی، زاویه اصطکاک داخلی و فشار منفذی انجام شد. نتایج نشان می‌دهد که بیشترین تنش قائم مؤثر 87 مگاپاسکال و بیشترین تنش افقی مؤثر حداکثر 127 مگاپاسکال است. تحلیل داده‌های چاه‌نگاری، رژیم تنش نرمال (σv>σHmax>σhmin) را در میدان تأیید می‌کند. همچنین، تمرکز تنش در اطراف گسل‌های فرعی شناسایی شد. مدل با تطابق 88 درصدی با نتایج مدل‌های یک‌بعدی اعتبارسنجی شد. یافته‌های این تحقیق می‌توانند در طراحی چاه، تزریق گاز و ارزیابی پایداری مخزن میدان کوپال مورد استفاده قرار گیرند.
کلیدواژه‌ها

Al-Qahtani, M. Y., & 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 Show. Manama, Bahrain.
Al-Ruwaili, S. B., & Chardac, O. (2003). 3D models for rock strength & in-situ stresses in the Khuff formation of Ghawar field, methodologies & applications. In Middle East Oil Show. Manama, Bahrain.
Bagheri, H., Ayatizadeh Tanha, A., Doulati Ardejani, F., Heydari-Tajareh, M., & Larki, E. (2021). Geomechanical model and wellbore stability analysis utilizing acoustic impedance and reflection coefficient in a carbonate reservoir. Journal of Petroleum Exploration and Production Technology. 11, 3935- 3961.
Freeman, T. T., Chalaturnyk, R., & Bogdanov, I. I. (2008). Fully coupled thermo-hydro-mechanical modeling by COMSOL Multiphysics, with applications in reservoir geomechanical characterization. In COMSOL Conf.
Gao, Y., Liu, P., Sun, D., & Chen, M. (2025). Machine Learning Method Enables Fast and Accurate Pore Pressure Prediction with Well Logs, a Case Study in Offshore, China. In the SPWLA 66th Annual Logging Symposium, Dubai, UAE.
Mirzaee Mahmoodabadi, R., & Zahiri, S. (2023). Formation evaluation and rock type classification of Asmari Formation based on petrophysical- petrographic data: A case study in one of super fields in Iran southwest. Petroleum. 9(2), 143-165.
Mollaei, F., Mohebian, R., & Moradzadeh, A. (2024). Proposing a Deep Learning Algorithm for Estimating the Brittleness Index Using Conventional Log Data in the Asmari Formation of a Southwestern Iranian Oil Field. Journal of Engineering Geology. 18(3), 341-364.
Ogunkunle, T.F., Okoro, E., Rotimi, O.J., Igbinedion, P., Olatunji, D.I. (2022). Artificial intelligence model for predicting geomechanical characteristics using easy-to-acquire offset logs without deploying logging tools. Petroleum, 8(2), 192-203.
Orlic, B., Van Wees, J. D., & Van Eijs, R. (2001). Integrated geomechanical modelling for prediction of subsidence and induced seismicity due to hydrocarbon extraction. In Annual Conference of the International Association for Mathematical Geology (IAMG), Session J. Cancun.
Plumb, R., Edwards, S., Pidcock, G., Lee, D., & Stacey, B. (2000). The mechanical earth model concept and its application to high-risk well construction projects. In IADC/SPE Drilling Conference. New Orleans, Louisiana.
Ramjohn, R., Gan, T., & Sarfare, M. (2018). 3D Geomechanical Modeling for Wellbore Stability Analysis: Starfish, ECMA, Trinidad and Tobago. In SPE Trinidad and Tobago Section Energy Resources Conference. Port of Spain, Trinidad and Tobago.
Rezaeiyan, M., Sarikhani, R., Jamshidi, A., Ghassemi Dehnavi, A., & Abdi, Y. (2022). Exprimental study of the effect of saline water of weathering of rocks in Robat Namaki region of Khorramabad. Journal of Engineering Geology. 16(1), 24-44.
Sadeghi, M., Hafezi Moghaddas, N., Ghafoori, M., Amiri, M., & Bashari, A. (2022). Investigation of geomechanical properties of rock units of the eastern tunnel of Pervadeh Tabas coal mine and presenting experimental relationship. Journal of Engineering Geology. 16(2), 29-51.
Zhao, X., Winterfeld, Ph., Wu, Y.Sh. (2024). Fully coupled THM modeling of CO2 sequestration in depleted gas reservoirs considering the mutual solubilities in CO2-Hydrocarbon gas-brine systems. Geoenergy Science and Engineering. 238, 212834.
Zoback, M. D. (2009). Reservoir Geomechanics. Cambridge University Press, 452 p.