SUPERVISOR
Nader Fathianpour,Hasan Tabatabaei,Alireza Baghbanan
نادر فتحیان پور (استاد راهنما) سید حسن طباطبائی (استاد راهنما) علیرضا باغبانان (استاد مشاور)
STUDENT
Morteza Moosakhani
مرتضی موسی خانی
FACULTY - DEPARTMENT
دانشکده معدن
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1389
TITLE
Estimating petrophysical parameters(permeability, porosity) from well log data in a fractured reservoirs using Intelligent methods
eservoir characterization is considered as the main primary step in defining three dimensional distribution of petrophysical properties needed for any reservoir modeling and simulation. These parameters are normally estimated using both laboratory scale tests carried out on core samples and well log data. Having more accurate and consistent petrophysical parameters used for modeling reservoir properties is vital for oil industry managers and hence it is highly demanded to have as much agreement with underlying actual subsurface geology as possible. Due to having more complicated relationship between porosity and permeability in fractured reservoirs, the estimation of theses parameters are more difficult and is still considered as challenging topic among upstream researchers. The reservoir under study is considered as fractured reservoir having low permeability in matrix part and highly permeable in crack paths. The total porosity and permeability is accounted for through addition of these two components normally called dual porosity system. Asmari formation as one of the main petroleum host in many Iranian south oil fields is an example of a formation with high effective porosity and permeability resulted from a naturally fractured network. The prime objective of this study was to evaluate the feasibility of using well log data as the predictor of estimating petropRhysical parameters of a fractured reservoir employing intelligent neural network and support vector regression techniques in Golshan gas field located 160 kms south east of Bushehr port. In the first step all required geological map and reports plus well log data and core sample results were obtained and put into a geodatabase ready for further processing. Then the data were corrected for any outlier and deviation followed by cross validating with corresponding geological data. The third step was to estimate formation water resistivity (Rw) and Fracture Intensity Index (FII) using available well log data. In the next step the predictor variables were selected as the inputs for estimating porosity and permeability along wells. In this study the available neural network and SVR codes in Matlab environment was modified to optimize the effective modeling parameters and improve their performances. The most important part of this study was to identify and estimate petrophysical parameters in fractured zones. The estimated aperture, permeability and porosity of cracks using corrected well log data showed that the probability distribution of these parameters follows the lognormal distribution having very rare data above 0.1 mm open aperture and 3 percent porosity in fractured zones. These fracture pattern and parameter values are in general agreement with known gas reservoirs documented in literature. The performance of neural network model in predicting FII along wells yielded 91.2 percent correlation between predicted and observed values in data training stage while this figure was 82.4 percent for test and validating stage. Results showed that if fracture parameters such as estimated open aperture, porosity and permeability values as extra inputs in neural network model, the network performance will be significantly improved. As the final step in estimating porosity and permeability parameters using well log data and other estimated fracture parameters the performance of both neural network and SVR results were improved reaching to 96.9 percent in training stage and 96.7 percent for validation and test data showing acceptable performance for both methods. Finally it is concluded that both neural network and SVR methods can be used effectively in predicting petrophysical parameters of fractured reservoirs such as Golshan one if the input predictor variables are selected properly
توصیف مخازن هیدروکربنی یک فرایند کمیسازی تغییرات مکانی خصوصیات مختلف مخزن با استفاده از کلیه دادههای آزمایشگاهی و صحرایی میباشد. شناخت خصوصیات مخازن نقشی اساسی در مدیریت مدرن آنها داشته و باعث نظم در دادهها برای ایجاد یک مدل نزدیک به واقعیت از شرایط مخازن، با دامنهی تغییرات واقعی عدم قطعیت میگردد. مطالعهی مخازن ترکدار بهعلت وجود پیچیدگیهای موجود در رابطه بین تخلخل و تراوایی مشکل و زمانبر میباشد. این قبیل مخازن بیشتر در سنگهایی با تراوایی پایین شکل میگیرند بطوریکه این ترکها نقش کانالهای انتقال جریان را بر عهده داشته و تخلخل نیز مجموعهای از تخلخل سازند و تخلخل ترک خواهد بود. سازند آسماری بعنوان در برگیرنده بسیاری از مخازن بزرگ نفتی ایران دارای تخلخل بالای موثر سنگ مخزن همراه با شبکهی ترکهای طبیعی که ویژگی مطلوب این سازند به شمار میآیند، میباشد. اهداف اولیه این تحقیق بررسی امکان استفاده از دادههای چاه نگاری برای تخمین پارامترهای پتروفیزیکی یک مخزن شکسته و ارائه راهکاری برای بهبود تخمینهای بدست آمده با استفاده از روشهای هوشمند شبکهی عصبی و SVM در مخزن ترکدار در میدان گلشن واقع در خلیج فارس بوده است. پس از جمعآوری اطلاعات زمینشناسی، چاهنگاری و دادههای مغزه، در ابتدا دادهها برای ورود به شبکه آمادهسازی شدند. منظور از آمادهسازی دادهها که در فصل بعد بهتفضیل بیان خواهد شد، انجام تصحیحات بر روی دادهها، بهدست آوردن Rw و شاخص شدت شکستگی در چاههای موجود، انتخاب ورودیها و خروجیهای مناسب جهت شبکهی عصبی و ماشین بردار پشتیبان در میدان گلشن است. در این تحقیق با برنامه نویسی در محیط متلب، از توانمندی شبکه ی عصبی BP با الگوریتم آموزشی پیش انتشار خطا و رگرسیون ماشین بردار پشتبان استفاده و با بهینه سازی پارامترهای مؤثر در مدلهای فوق نتایج با هم مقایسه و عملکرد هر روش بطور مجزا بررسی شده است. به علت تاثیر زیاد شکستگیها در میزان تراوایی مخزن در زون های شکسته، شناسایی شکستگیها یکی از مهمترین بخش های این مطالعه بوده است. تخمین بازشدگی، نفوذپذیری و تخلخل شکستگیها با استفاده از لاگهای تصحیح شده چاه نگاری نشان میدهد که توزیع فراوانی پارامترهای فوق بهشدت لاگ نرمال بوده بطوریکه شکستگیهای با میزان بازشدگی بیش از 0.1 میلیمتر و تخلخل شکستگی بیش از 3 درصد دارای فراوانی بسیار ناچیز میباشد که با الگوی شناخته شده شکستگیهای مخازن گازی مطابقت خوبی نشان میدهد. عملکرد پیشبینی شبکه در تعمیم نتایج تخمین FII به دادههای آزمون در مرحلهی آموزش به 19/91 رسیده در حالیکه این میزان برای مرحلهی تست به 36/82 کاهش یافته است. نتایج نشان میدهد که در صورت بهره گیری از نتایج حاصل از تخمین تخلخل و شاخص شدت شکستگی و پارامترهای بازشدگی، تخلخل و نفوذپذیری شکستگیها به همراه سایر لاگهای ورودی به شبکه میتوان پارامتر نفوذپذیری را که از پیچیدگی بسیار بالا و متأثر از عوامل متعددی میباشد، با دقت بالائی تخمین زد. نتایج با استفاده از یک شبکهی عصبی MLP با الگوریتم آموزشی پیش انتشار خطا و تعداد بهینهی نرونهای ورودی 20، تعداد نرونهای لایهی پنهان 18 و تعداد نرونهای خروجی 1 حاکی از میزان همبستگی بدست آمده بین مقادیر تخمینی و مشاهده ای در مرحله آموزشی و تست بهترتیب برابر با 96.9 و 96.7 میباشد که تنیجه بسیار خوبی در تخمین نفوذپذیری بشمار میرود. در مجموع بررسیهای صورت گرفته در این تحقیق، ضمن نمایش توانمندی روشها شبکه ی عصبی و ماشین بردار پشتیبان در تخمین پارامترهای پتروفیزیکی مخازن شکسته (ترک دار) بخصوص مخزن واقع در میدان گلشن، اهمیت بکارگیری کلیه اطلاعات پتروفیزیکی و مرحله ای نمودن تخمینها در بالا بردن دقت و قدرت تعمیم مدل بدست آمده بخوبی نشان داده شد.