مطالعه اثرات تغييرات فشار متوالي بر خواص پتروفيزيکي سنگ مخازن کربناته
الموضوعات :علی مرادزاده 1 , یاسر سلیمی دلشاد 2 , عزت اله کاظم زاده 3 , عباس مجدی 4
1 - دانشگاه تهران
2 - دانشگاه تهران
3 - پژوهشگاه صنعت نفت
4 - دانشگاه تهران
الکلمات المفتاحية: سنگ مخزن کربناته طبقه بندي آرچي بارگذاري سيکليک تخلخل, تراوايي تصاوير سي‌تي اسکن.,
ملخص المقالة :
امروزه صنعت نفت بسيار متكي به تعيين دقيق خصوصيات سنگ مخزن است كه اين مهم مي تواند سبب كاهش هزينه ها و ريسك برنامه ريزي توليد شود. سنگ مخزن همواره با افت فشار منفذي ناشي از توليد متراكم ميشود که اين امر سبب افزايش تنش مؤثر، فشردگي مخزن و تغييرات در خواص مخزني ميگردد. از آنجاييکه اين تغييرات فشار مي تواند بر خواص پتروفيزيکي اثرگذار باشد، در اين مطالعه، چندين نمونه سنگ مخزن کربناته با بافت و نوع تخلخل متفاوت براساس تصاوير سي‌تي اسکن و طبقه بندي آرچي تحت بارهاي متوالي و کوتاه مدت، از 600 تا 6000 پوند بر اينچ مربع قرارگرفته اند و خصوصيات پتروفيزيکي و تراکمي آنها شامل حجم فضاي منفذي، نفوذپذيري و تراکم‌پذيري توسط دستگاه CMS-300 مورد مطالعه قرار گرفته است. همچنين بررسي ساختاري و ناهمگني نمونه مغزه ها توسط تصاوير سي‌تي اسکن مورد آناليز قرار گرفته اند. در واقع به کمک اين پژوهش شناسايي اندازه اثر پسماند بر روي نمونه سنگ مخزن در اثر افزايش و کاهش فشار، طي اعمال بار سيکليک مقدور خواهد بود. نتايج حاصل نشان دادند که در اثر بارگذاري تغييرات حجم فضاي منفذي و نفوذپذيري روند کاهشي از خود نشان مي دهند، بطوريکه کاهش نفوذپذيري چندين برابر کاهش حجم منفذي است. همچنين اين کاهش حجم فضاي منفذي در نمونه هاي داراي تخلخل حفره اي با شدت کمتري است که اثر همگني و نوع تخلخل بر ميزان پديده پسماند را نشان مي دهد. همچنين نتايج به‌دست آمده از چگونگي رفتار سنگ مخزن تحت تنش-هاي مختلف در اين مطالعه، مي تواند الگوي مناسب براي مطالعات مربوط به تزريق گاز به منظور ازدياد برداشت و همچنين متناسب با اهداف مرتبط ديگر نظير ذخيره‌سازي گاز طبيعي را فراهم آورد.
[1] سعادت، کاظم؛ شريفي گلويك، حميد. "تعيين برخي خواص سنگ شناسي و پتروفيزيکي با استفاده از تکنولوژي سي‌تي اسکن". اولين کنفرانس و نمايشگاه تخصصي نفت، تهران#
[2] KARACAN, C. O., GRADER, A. S., & HALLECK, P. M. (2001, January 1). 4-D Mapping of Porosity and Investigation of Permeability Changes in Deforming Porous Medium. Society of Petroleum Engineers. doi:10.2118/72379-MS#
[3] FJAER, E., HOLT R. M., HORSRUD P., RAAEN A.M., RISNES R., “Petroleum Related Rock Mechanics”, Elsevier, 1992#
[4] DAIM, F., EYMARD, R., HILHORST, D., MAINGUY, M., & MASSON, R. (2002). A preconditioned conjugate gradient-based algorithm for coupling geomechanical-reservoir simulations. Oil & Gas Science and Technology, 57(5), 515-523.#
[5] HALL, H.N., (1953). Compressibility of reservoir rocks. Petroleum Transactions, Alme, 198, 309-311.#
[6] HARARI, Z., SHU-TEH, W., & SALIH, S. (1995). Pore-compressibility study of Arabian carbonate reservoir rocks. SPE Formation Evaluation, 10(04), 207-214.#
[7] LIU, H. H., RUTQVIST, J., & BERRYMAN, J. G. (2009). On the relationship between stress and elastic strain for porous and fractured rock. International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences, 46(2), 289-296.#
[8] TELKU, T. W., ZHOU, Z., Li, X., & ABASS, H. (2016, June 26). Cyclic Permeability and Porosity Hysteresis in Mudrocks – Experimental Study. American Rock Mechanics Association.#
[9] RANDOLPH, P. L., SOEDER, D. J., & CHOWIAH, P. (1984, January 1). Porosity and Permeability of Tight Sands. Society of Petroleum Engineers. doi:10.2118/12836-MS#
[10] TEKLU, T. W., LI, X., ZHOU, Z., & ABASS, H. (2017, October 1). Experimental Investigation on Permeability and Porosity Hysteresis of Tight Formations. Society of Petroleum Engineers. doi:10.2118/180226-PA#
[11] AL-HARTHY, S. S., DENNIS, J. W., JING, X. D., & MARSDEN, J. R. (1998, January 1). Hysteresis, True-Triaxial Stress-Path and Pore Pressure Effects on Permeability. Society of Petroleum Engineers. doi:10.2118/47269-MS#
[12] HUGHES, J. D. (2014). Drilling deeper. Post carbon institute Mechanics. #
[13] ANDERSON, D. M., NOBAKHT, M., MOGHADDAM, S., & MATTER, L. (2010). Analysis of production data from fractured shale gas wells. In SPE unconventional gas conference. Society of Petroleum Engineers.#
[14] EIA. (2016). "Drilling Productivity Report for Key tight oil and shale gas regions". Retrieved from http://www.eia.gov/.#
[15] EKER, I., KURTOGLU, B., & KAZEMI, H. (2014). Multiphase Rate Transient Analysis in Unconventional Reservoirs: Theory and Applications. In SPE/CSUR Unconventional Resources Conference–Canada. Society of Petroleum Engineers. #
[16] TEKLU, T. W., ZHOU, Z., LI, X., & ABASS, H. (2016). Experimental Investigation on Permeability and Porosity Hysteresis in Low-Permeability Formations. In SPE Low Perm Symposium. Society of Petroleum Engineers. #
[17] SKINNER, J. T., TOVAR, F. D., & SCHECHTER, D. S. (2015, November 18). Computed Tomography for Petrophysical Characterization of Highly Heterogeneous Reservoir Rock. Society of Petroleum Engineers. doi:10.2118/177257-MS#
[18] ADEBAYO, A. R., KANDIL, M. E., OKASHA, T. M., & SANNI, M. L. (2017). Measurements of electrical resistivity, NMR pore size and distribution, and x-ray CT-scan for performance evaluation of CO2 injection in carbonate rocks: A pilot study. International Journal of Greenhouse Gas Control, 63, 1-11.#
[19] CIVAN, F. (2018, April 22). Effect of Stress Shock and Pressurization/Depressurization Hysteresis on Petrophysical Properties of Naturally-Fractured Reservoir Formations. Society of Petroleum Engineers. doi:10.2118/190081-MS#
[20] SHEERANG S. Ch., EDWARD M. B., SOMNATH S., MATTEW D. D., QUINN R. P., TIMOTHY E. Z., ALEX C. W., JEFF A. B., DANIEL W. B., SERGIO A. LEONARDI, and RYAN A. K, (2015). Steady-state stress-dependent permeability measurements of tight oil-bearing. ExxonMobil Upstream Research Company, Petrophysics, 56 (2): Page 116–124.#
[21] HUEVKEL, T., & NOVA, R. (1979). Some hysteresis effects of the behaviour of geologic media. International Journal of Solids and Structures, 15(8), 625-642. #
[22] HOLT, R. M., FLORENCE, O., Li, L., & FJAER, E. (2004). Consequences of Depletion-Induced Stress Changes On Reservoir Compection and Recovery. In Gulf Rocks 2004, the 6th North America Rock Mechanics Symposium (NARMS). American Rock Mechanics Association. #
[23] DUSSEAULT, M. B., & SANTARELLI, F. J., 1989. A Conceptual Model for Massive Solids Production in Poorly-Consolidated Sandstones," Rock at Great Depth, Maury & Fourmantraux (Eds.), Balkema, Rotterdam, 789–797.#
[24] ROEHLoehl, P. O., & CHOQUETTE, P. W. (Eds.). (2012). Carbonate petroleum reservoirs. Springer Science & Business media.#
[25] KARACAN, C. O., GRADER, A. S., & HALLECK, P. M. (2001, January 1). 4-D Mapping of Porosity and Investigation of Permeability Changes in Deforming Porous Medium. Society of Petroleum Engineers. doi:10.2118/72379-MS.#
