SUPERVISOR
Ahmad Reza Mokhtari,Nader Fathianpour
احمدرضا مختاري (استاد مشاور) نادر فتحيان پور (استاد راهنما)
STUDENT
Leili Moghadasi
ليلي مقدسي
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.
تخمين پارامتر هاي پتروفيزيکي مخزن نظير تخلخل ، نفوذپذيري و اشباع آب و نفت براي ارزيابي و برآورد ذخيره ي هيدرو کربوري از اهميت خاصي برخوردار است. در خصوص مخازن بسيار ناهمگن (وضعيت متداول مخازن کشور)، پيش بيني اين پارامترها پيچيده و در برخي موارد به يک چالش جدي در صنايع بالادستي نفت تبديل مي شود. يکي از راههاي تخمين خصوصيات فوق که از دير باز نيز مرسوم بوده است، اندازه گيري آنها در آزمايشگاه بر روي مغزه هاي اخذ شده از چاه ها در محدوده مخزن مي باشد. هر چند روش هاي آزمايشگاهي جهت تخمين پارامترهاي پتروفيزيکي در طول زمان توسعه يافته است. وليکن در رفع مشکل زمان گير بودن و هزينه ي بالاي اين روش ها تغيير چنداني حاصل نشد. با ظهور و توسعه روز افزون روش هاي چاه نگاري مشکلات فوق تا حد زيادي کاهش يافت، هرچند دقت کمتر و تابعيت غير مستقيم نگارهاي چاهي از پارامترهاي پتروفيزيکي مخزن در مقايسه با روش هاي مستقيم مغزه گيري لزوم بکارگيري روش هاي هوشمند بدليل سرعت بالاي، هزينه هاي نسبتاً کم و انعطاف پذيري بالاي آنها در تخمين و پيش بيني هر چه دقيقتر پارامترهاي پتروفيزيکي از نگارهاي چاهي اجتناب ناپذير نموده است. امروزه شناخت و ارزيابي پارامترهاي پتروفيزيکي و سنگ شناسي مخازن نفت و گاز با استفاده از نمودارهاي مختلف چاه پيمايي به صورت يکي از محورهاي اصلي فعاليتها در صنايع بالادستي نفت (بويژه در مراحل اکتشاف و توسعه ميادين نفتي) در آمده است. در اين تحقيق تخلخل و نفوذپذيري به عنوان مهمترين پارامترهاي پتروفيزيکي در مخزن آسماري از ميدان نفتي اهواز با استفاده از سه شيوه شبکه هاي عصبي مصنوعي کلاسيک، شبکه هاي عصبي -آماري (Bootstrapping) و شبکه هاي عصبي ترکيبي نروفازي مورد تخمين قرار گرفته است. ميدان نفتي اهواز به صورت يک طاقديس کشيده به موازات رشته کوه زاگرس و بطول 67 کيلومتر و عرض 4 تا 6 کيلومتر در جنوب تا جنوب غربي فرو افتادگي دزفول قرار گرفته است. در ابتدا بمنظور حذف داده هاي پرت و شناخت الگوهاي رفتاري داده ها اقدام به پيش پردازش و انجام مطالعات آماري چند متغيره بين داده هاي ورودي و خروجيها گرديد. سپس با استفاده از داده هاي چاه نگاري عمق، کاليپر، مقاومت ويژه عميق، صوتي، گاماي طبيعي، چگالي و نوترون از يکسو و پارامترهاي تخميني اشباع آب، حجم شيل و نوع ليتولوژي بعنوان وروديها و مقادير تخلخل و نفوذپذيري مغزه هاي حفاري موجود از مجموع 19 چاه اکتشافي به عنوان خروجيها اقدام به ايجاد، آموزش، بهينه سازي، اعتبارسنجي و تست انواع شبکه هاي عصبي مصنوعي جهت تخمين پارامترهاي تخلخل و نفوذپذيري در طول چاههاي فاقد مغزه گرديده است. نتايج نشان مي دهد که شبکه هاي عصبي با ساختار يک لايه پنهان داراي کارايي بيشتري نسبت به شبکه هاي با چند لايه پنهان بوده و تابع تحريک TanSig و تابع آموزشي TrainLM و تابع يادگيري LearnGDM عملکرد بهتري نسبت به ساير توابع دارند. شبکه بهينه جهت تخمين نفوذپذيري متشکل از 11 ورودي تعيين گرديد بطوريکه تطابق بين خروجي شبکه با 24 نرون در يک لايه پنهان و داده هاي مغزه در مرحله آموزشي 93% و در مرحله اعتبارسنجي نتايج 77 % بوده است که نتايج بسيار خوبي ارزيابي ميگردند. همچنين شبکه بهينه جهت تخمين تخلخل با همان تعداد 9ورودي داراي 22 نرون در لايه پنهان و 75% تطابق در مرحله آموزشي و 5/71% در مرحله اعتبارسنجي بوده است.