SUPERVISOR
Ahmad Reza Mokhtari,Nader Fathianpour
احمدرضا مختاری (استاد مشاور) نادر فتحیان پور (استاد راهنما)
STUDENT
Leili Moghadasi
لیلی مقدسی
FACULTY - DEPARTMENT
دانشکده معدن
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1387
TITLE
Estimating well petrophysical logs of Asmari Reservoir formation from Ahwaz oil field using available petrophysical well logs and Core Sample Tests by Statistica Neural Network and Combined Hybridic Neuro fuzzy Methods
Estimating reservoir petrophysical parameters such as porosity, permeability, water and oil saturation is vital to any in-situ hydrocarbon reserve evaluation. In the case of highly heterogeneous reservoirs (common states of most Iranian oil reservoirs), prediction of these parameters is not only complicated but in some cases is a serious challenge to the upstream oil industries. The conventional means of estimating these parameters is measuring them via core samples taken from wells in the laboratory. Although laboratory methods of estimating petrophysical parameters is still a common practice but the problem of being costly and more time-consuming is not significantly resolved yet. With the development of new generation well logging tools and systems, the cost of estimating these parameters through well log data has significantly decreased. However due to being indirect estimator and dependent on some other environmental variables, it is a necessity to employ state of the art intelligence methods of estimating and predicting techniques to improve their accuracy and effectiveness compared to measurements made on core samples. Determination of lithology and petrophysical parameters of reservoirs using different well logs has become the central part of any petroleum exploration and development program in oil and gas upstream industry. In the current study, the horizontal porosity and permeability as the most important petrophysical parameters of Asmari reservoir formation in Ahvaz oil field have been estimated using four versions of intelligent techniques called conventional artificial neural networks, artificial neural networks based on PCA transformation, statistical neural networks based on bootstrapping and combined neural and fuzzy logic approach called neurofuzzy inference networks. The Ahvaz oil field forms an anticline structure striking parallel to the Zagros ranges and is located in the south to southwest of Dezful Embayment extending 67 by 6km in length and width respectively. Data preprocessing including removing outlier data and multivariate statistical analysis between input and output data were carried out in order to understand the variational behavior and patterns among multivariate data. Well log data including log depth, caliper, conductivity, sonic, natural gamma, density and neutron on one hand and estimated parameters such as water saturation, percent of shale volume and type of lithology as interpreted geological inputs on other hand were used as the input of neural network predictors of drilled core horizontal porosity and permeability taken?? from a total number of 19 exploratory cored wells. The above input-output data have been used to optimize the designed network through training, validating and testing different artificial neural networks explained earlier.
تخمین پارامتر های پتروفیزیکی مخزن نظیر تخلخل ، نفوذپذیری و اشباع آب و نفت برای ارزیابی و برآورد ذخیره ی هیدرو کربوری از اهمیت خاصی برخوردار است. در خصوص مخازن بسیار ناهمگن (وضعیت متداول مخازن کشور)، پیش بینی این پارامترها پیچیده و در برخی موارد به یک چالش جدی در صنایع بالادستی نفت تبدیل می شود. یکی از راههای تخمین خصوصیات فوق که از دیر باز نیز مرسوم بوده است، اندازه گیری آنها در آزمایشگاه بر روی مغزه های اخذ شده از چاه ها در محدوده مخزن می باشد. هر چند روش های آزمایشگاهی جهت تخمین پارامترهای پتروفیزیکی در طول زمان توسعه یافته است. ولیکن در رفع مشکل زمان گیر بودن و هزینه ی بالای این روش ها تغییر چندانی حاصل نشد. با ظهور و توسعه روز افزون روش های چاه نگاری مشکلات فوق تا حد زیادی کاهش یافت، هرچند دقت کمتر و تابعیت غیر مستقیم نگارهای چاهی از پارامترهای پتروفیزیکی مخزن در مقایسه با روش های مستقیم مغزه گیری لزوم بکارگیری روش های هوشمند بدلیل سرعت بالای، هزینه های نسبتاً کم و انعطاف پذیری بالای آنها در تخمین و پیش بینی هر چه دقیقتر پارامترهای پتروفیزیکی از نگارهای چاهی اجتناب ناپذیر نموده است. امروزه شناخت و ارزیابی پارامترهای پتروفیزیکی و سنگ شناسی مخازن نفت و گاز با استفاده از نمودارهای مختلف چاه پیمایی به صورت یکی از محورهای اصلی فعالیتها در صنایع بالادستی نفت (بویژه در مراحل اکتشاف و توسعه میادین نفتی) در آمده است. در این تحقیق تخلخل و نفوذپذیری به عنوان مهمترین پارامترهای پتروفیزیکی در مخزن آسماری از میدان نفتی اهواز با استفاده از سه شیوه شبکه های عصبی مصنوعی کلاسیک، شبکه های عصبی -آماری (Bootstrapping) و شبکه های عصبی ترکیبی نروفازی مورد تخمین قرار گرفته است. میدان نفتی اهواز به صورت یک طاقدیس کشیده به موازات رشته کوه زاگرس و بطول 67 کیلومتر و عرض 4 تا 6 کیلومتر در جنوب تا جنوب غربی فرو افتادگی دزفول قرار گرفته است. در ابتدا بمنظور حذف داده های پرت و شناخت الگوهای رفتاری داده ها اقدام به پیش پردازش و انجام مطالعات آماری چند متغیره بین داده های ورودی و خروجیها گردید. سپس با استفاده از داده های چاه نگاری عمق، کالیپر، مقاومت ویژه عمیق، صوتی، گامای طبیعی، چگالی و نوترون از یکسو و پارامترهای تخمینی اشباع آب، حجم شیل و نوع لیتولوژی بعنوان ورودیها و مقادیر تخلخل و نفوذپذیری مغزه های حفاری موجود از مجموع 19 چاه اکتشافی به عنوان خروجیها اقدام به ایجاد، آموزش، بهینه سازی، اعتبارسنجی و تست انواع شبکه های عصبی مصنوعی جهت تخمین پارامترهای تخلخل و نفوذپذیری در طول چاههای فاقد مغزه گردیده است. نتایج نشان می دهد که شبکه های عصبی با ساختار یک لایه پنهان دارای کارایی بیشتری نسبت به شبکه های با چند لایه پنهان بوده و تابع تحریک TanSig و تابع آموزشی TrainLM و تابع یادگیری LearnGDM عملکرد بهتری نسبت به سایر توابع دارند. شبکه بهینه جهت تخمین نفوذپذیری متشکل از 11 ورودی تعیین گردید بطوریکه تطابق بین خروجی شبکه با 24 نرون در یک لایه پنهان و داده های مغزه در مرحله آموزشی 93% و در مرحله اعتبارسنجی نتایج 77 % بوده است که نتایج بسیار خوبی ارزیابی میگردند. همچنین شبکه بهینه جهت تخمین تخلخل با همان تعداد 9ورودی دارای 22 نرون در لایه پنهان و 75% تطابق در مرحله آموزشی و 5/71% در مرحله اعتبارسنجی بوده است.