SUPERVISOR
Lohrasb Faramarzi,Alireza Baghbanan,Hamid Hashemalhosseini
لهراسب فرامرزی (استاد راهنما) علیرضا باغبانان (استاد مشاور) حمید هاشم الحسینی (استاد راهنما)
STUDENT
Mohammad Asadpour khajehgani
محمد اسدپورخواجه گانی
FACULTY - DEPARTMENT
دانشکده معدن
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1387
TITLE
Estimation of Geomechanical Parameters of the Ahwaz - Bangestan Reservior by using roch Mechanic tests on roch specimens from the formation in order to predict required pressure for hydraulic fractuing
Due to the increasing need to oil, it seems necessary to increase production of oil wells. On the other hand, due to the reservoir pressure and closing of microscopic cracks and pores in the reservoir rock, oil production reduces in the course of time. Therefore, in order to achieve higher production, we need to drill new wells in the reservoir .Considering the high costs of drilling, it is not sensible to increase production from reservoirs. Consequently it is more economical to stimulation the reservoir, in order to increase permeability and enhance the production from wells, in comparison with drilling new deep wells. Ahwaz- Bangestan oil reservoir is located below a part of Ahvaz with approximately 75 km length and 8 km width. Thi reservoir consists of a sinus anticline with a mild dips that are oriented approximately north west-south east. Formations in the Ahwaz area from the surface to the depth include Aghajari, Mishan, Gachsaran, Asmari, Pabdeh, Gurpi, Ilam and Sarvak respectively. The target reservoir is located in Ilam and Sarvak formation.Different stimulation methods such as injection of acid have been done in this reservoir. Hydraulic fracturing treatment is a very practical method with high performance that has been used widely in oil and gas reservoirs in other countries. Since this work has not done In Iran, this project is defined in this regard. To perform a successful hydraulic fracturing treatment, geomechanical data of ahvaz-bangestan reservoir is needed. Consequently considering the information of driven well logs in Ahvaz-Bangestan reservoir, and data of rock mechanics tests on the samples of this reservoir rock, physical and mechanical parameters of Ahvaz-Bangestan reservoir rock is determined. Logs used in this project include, DSI, FMI and UBI logs that are driven in the Ahvaz-Bangestan reservoir by Schlumberger Company. Mechanical tests performed on rock samples considering the limited number of samples include uniaxial compressive strength test, triaxial test, Brazilian test, T-P coupling test and true triaxial test. In addition to these tests, in order to do microscopic study of reservoir rock, thin sections have been prepared and studied microscopicly. Furthermore, measuring the velocity of longitudinal and shear waves in samples, SEM Images and X ray diffraction analysis (XRD) were done on samples. Mechanical parameters measured for the Ahvaz-Bangestan reservoir rock include uniaxial compressive strength determined between 20 and 40 MPa, yang’s modulus determined between 2 to 17 GPa, and Poisson's ratio determined between 0.3 to 0.4. According to these tests,it has been observed that hydraulic fracturing can perform successfully in this reservoir. The results of T-P coupling tests show a decrease in reservoir rock strength, due to the pore pressure caused by gases in the samples.
با توجه به نیاز روزافزون به منابع نفتی، افزایش تولید چاه های نفت، امری ضروری به نظر می رسد. از طرفی تولید نفت با گذشت زمان، به دلیل کاهش فشار مخزن و بسته شدن ترک ها و منافذ میکروسکوپی موجود در سنگ مخزن، کاهش می یابد. لذا برای دستیابی به تولید بیشتر، نیاز به حفر چاه های جدید در مخزن می باشد. با در نظر گرفتن هزینه های زیاد حفاری، حفر چاه های عمیق جهت افزایش تولید از مخازن، مقرون به صرفه نیست. به این جهت عملیات فعال سازی مجدد مخزن، به منظور افزایش تراوایی و بالا بردن تولید چاه، در مقایسه با حفر چاه های عمیق جدید، اقتصادی است.مخزن بنگستان میدان اهواز با طول تقریبی 75 کیلومتر و عرض 8 کیلومتر در زیر قسمتی از شهر اهواز واقع شده است. این مخزن از یک تاقدیس سینوسی با شیب ملایم تشکیل شده است که راستای تقریبی شمال غربی- جنوب شرقی دارد. سازندهای موجود در ناحیه اهواز از سطح زمین به پایین به ترتیب شامل سازندهای آغاجاری، میشان، گچساران، آسماری، پابده، گورپی، ایلام و سروک می شوند که مخزن مورد مطالعه در سازند های ایلام و سروک واقع شده است.روش های مختلف فعال سازی مجدد مانند تزریق اسید در این مخزن انجام شده است. عملیات لایه شکافی هیدرولیکی از روش های بسیار کاربردی و با عملکرد بالا است که در مخازن نفتی و گازی کشور های دیگر بطور گسترده انجام شده است. در کشور ایران تا کنون این کار صورت نگرفته و به همین دلیل، این پروژه در این راستا تعریف شده است. جهت انجام عملیات لایه شکافی هیدرولیکی موفق، اطلاعات ژئومکانیکی مخزن مورد نیاز می باشد. بدین منظور با توجه به اطلاعات لاگ های چاه پیمایی رانده شده در مخزن اهواز- بنگستان و انجام آزمایش های مکانیک سنگی انجام شده بر روی نمونه های سنگ مخزن، پارامترهای فیزیکی و مکانیکی مخزن اهواز- بنگستان تعیین شده است.لاگ های مورد استفاده در این پروژه شامل لاگ های DSI ، FMI و UBI می شود که توسط شرکت شلومبرژه در برخی از چاه های نفتی مخزن اهواز- بنگستان رانده شده است. آزمایش های مکانیک سنگی انجام شده بر روی نمونه ها با توجه به محدود بودن نمونه ها شامل آزمایش مقاومت فشاری تک محوری، آزمایش سه محوری، آزمایش کششی غیر مستقیم(برزیلی)، آزمایش فشاری تک محوری با اعمال حرارت مخزن و آزمایش سه محوری تحت شرایط واقعی تنش(s 1 ،s 2 و s 3 ) می باشند. علاوه بر این آزمایش ها، جهت مطالعه میکروسکوپی سنگ مخزن، از نمونه های موجود، مقاطع نازک تهیه شده و مورد مطالعه میکروسکوپی قرار گرفته است. اندازه گیری سرعت امواج طولی و برشی در نمونه ها، انجام شده است. گرفتن عکس های SEM و بررسی های کانی شناسی با استفاده از پراش اشعه X ( XRD ) از جمله کارهای دیگر انجام شده بر روی نمونه ها است. نتایج بدست آمده مورد تحلیل و بررسی قرار گرفته و پارامتر های فیزیکی و ژئومکانیکی سنگ مخزن ارائه شده است. پارامترهای مکانیکی اندازه گیری شده برای سنگ مخزن اهواز- بنگستان شامل، مقاومت فشاری تک محوری در محدوده بین20 تا 40 مگاپاسکال، مدول تغییرشکل پذیری در حدود 2 تا 17 گیگاپاسکال و نسبت پواسون حدود3/0 تا 45/0 تعیین شده است.