SUPERVISOR
Nader Fathianpour,Hasan Tabatabaei,Alireza Baghbanan
نادر فتحيان پور (استاد راهنما) سيد حسن طباطبائي (استاد راهنما) عليرضا باغبانان (استاد مشاور)
STUDENT
Morteza Moosakhani
مرتضي موسي خاني
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
توصيف مخازن هيدروکربني يک فرايند کميسازي تغييرات مکاني خصوصيات مختلف مخزن با استفاده از کليه دادههاي آزمايشگاهي و صحرايي ميباشد. شناخت خصوصيات مخازن نقشي اساسي در مديريت مدرن آنها داشته و باعث نظم در دادهها براي ايجاد يک مدل نزديک به واقعيت از شرايط مخازن، با دامنهي تغييرات واقعي عدم قطعيت ميگردد. مطالعهي مخازن ترکدار بهعلت وجود پيچيدگيهاي موجود در رابطه بين تخلخل و تراوايي مشکل و زمانبر ميباشد. اين قبيل مخازن بيشتر در سنگهايي با تراوايي پايين شکل ميگيرند بطوريکه اين ترکها نقش کانالهاي انتقال جريان را بر عهده داشته و تخلخل نيز مجموعهاي از تخلخل سازند و تخلخل ترک خواهد بود. سازند آسماري بعنوان در برگيرنده بسياري از مخازن بزرگ نفتي ايران داراي تخلخل بالاي موثر سنگ مخزن همراه با شبکهي ترکهاي طبيعي که ويژگي مطلوب اين سازند به شمار ميآيند، ميباشد. اهداف اوليه اين تحقيق بررسي امکان استفاده از دادههاي چاه نگاري براي تخمين پارامترهاي پتروفيزيکي يک مخزن شکسته و ارائه راهکاري براي بهبود تخمينهاي بدست آمده با استفاده از روشهاي هوشمند شبکهي عصبي و SVM در مخزن ترکدار در ميدان گلشن واقع در خليج فارس بوده است. پس از جمعآوري اطلاعات زمينشناسي، چاهنگاري و دادههاي مغزه، در ابتدا دادهها براي ورود به شبکه آمادهسازي شدند. منظور از آمادهسازي دادهها که در فصل بعد بهتفضيل بيان خواهد شد، انجام تصحيحات بر روي دادهها، بهدست آوردن Rw و شاخص شدت شکستگي در چاههاي موجود، انتخاب وروديها و خروجيهاي مناسب جهت شبکهي عصبي و ماشين بردار پشتيبان در ميدان گلشن است. در اين تحقيق با برنامه نويسي در محيط متلب، از توانمندي شبکه ي عصبي BP با الگوريتم آموزشي پيش انتشار خطا و رگرسيون ماشين بردار پشتبان استفاده و با بهينه سازي پارامترهاي مؤثر در مدلهاي فوق نتايج با هم مقايسه و عملکرد هر روش بطور مجزا بررسي شده است. به علت تاثير زياد شکستگيها در ميزان تراوايي مخزن در زون هاي شکسته، شناسايي شکستگيها يکي از مهمترين بخش هاي اين مطالعه بوده است. تخمين بازشدگي، نفوذپذيري و تخلخل شکستگيها با استفاده از لاگهاي تصحيح شده چاه نگاري نشان ميدهد که توزيع فراواني پارامترهاي فوق بهشدت لاگ نرمال بوده بطوريکه شکستگيهاي با ميزان بازشدگي بيش از 0.1 ميليمتر و تخلخل شکستگي بيش از 3 درصد داراي فراواني بسيار ناچيز ميباشد که با الگوي شناخته شده شکستگيهاي مخازن گازي مطابقت خوبي نشان ميدهد. عملکرد پيشبيني شبکه در تعميم نتايج تخمين FII به دادههاي آزمون در مرحلهي آموزش به 19/91 رسيده در حاليکه اين ميزان براي مرحلهي تست به 36/82 کاهش يافته است. نتايج نشان ميدهد که در صورت بهره گيري از نتايج حاصل از تخمين تخلخل و شاخص شدت شکستگي و پارامترهاي بازشدگي، تخلخل و نفوذپذيري شکستگيها به همراه ساير لاگهاي ورودي به شبکه ميتوان پارامتر نفوذپذيري را که از پيچيدگي بسيار بالا و متأثر از عوامل متعددي ميباشد، با دقت بالائي تخمين زد. نتايج با استفاده از يک شبکهي عصبي MLP با الگوريتم آموزشي پيش انتشار خطا و تعداد بهينهي نرونهاي ورودي 20، تعداد نرونهاي لايهي پنهان 18 و تعداد نرونهاي خروجي 1 حاکي از ميزان همبستگي بدست آمده بين مقادير تخميني و مشاهده اي در مرحله آموزشي و تست بهترتيب برابر با 96.9 و 96.7 ميباشد که تنيجه بسيار خوبي در تخمين نفوذپذيري بشمار ميرود. در مجموع بررسيهاي صورت گرفته در اين تحقيق، ضمن نمايش توانمندي روشها شبکه ي عصبي و ماشين بردار پشتيبان در تخمين پارامترهاي پتروفيزيکي مخازن شکسته (ترک دار) بخصوص مخزن واقع در ميدان گلشن، اهميت بکارگيري کليه اطلاعات پتروفيزيکي و مرحله اي نمودن تخمينها در بالا بردن دقت و قدرت تعميم مدل بدست آمده بخوبي نشان داده شد.