آنالیز چاه‌آزمایی در مخازن شکافدار طبیعی

رفتار تخلخل دوگانه (Dual porosity) زمانی مشاهده می‌شود که یک محیط متخلخل با تراوایی ناچیز (ماتریس) و یک محیط متخلخل با تراوایی زیاد (شکاف‌ها) وجود داشته باشد. در این حالت مقدار پارامتر کاپا (Kappa) متمایل به مقدار 1 می‌شود:

رفتار تخلخل دوگانه به صورت منحنی U شکل در نمودار مشتق فشار قابل تشخیص خواهد بود:

پس از اثرات ذخیره چاه و اسکین، شاهد خط تثبیت اول در نمودار مشتق فشار خواهیم بود که بیانگر جریان سیال در شبکه شکاف‌های طبیعی می‌باشد و با علامت kf.h نمایش داده می‌شود. kf، تراوایی شکاف می‌باشد. در صورتی که اثر ذخیره چاه زیاد باشد و یا شکاف مصنوعی در دهانه چاه ایجاد شده باشد، خط تثبیت اول قابل مشاهده نخواهد بود.

قسمت U شکل نمودار مشتق فشار نمایانگر تخلیه سیال از ماتریس به شکاف است. این ناحیه گذرا، که interporosity flow نامیده می‌شود، می‌تواند تحت شرایط جریان شبه‌پایدار (Pseudo-steady state flow) یا جریان گذرا (Transient flow) اتفاق بیفتد. در شرایط جریان گذرا، خط تثبیت اول مشاهده نمی‌شود و منحنی U شکل مستقیماً پس از اثر ذخیره چاه بوجود می‌آید:

خط تثبیت نهایی نشان‌دهنده همکاری کل سیستم در تولید است و kh کل را نمایش می‌دهد. kh کل تقریباً برابر با تراوایی شکاف می‌باشد؛ زیرا تراوایی ماتریس قابل صرف نظر است.

تخلخل دوگانه توسط دو پارامتر تعریف می‌شود: لاندا (Lambda) و امگا (Omega).

لاندا (λ) بیانگر همکاری میان ماتریس و شبکه شکاف است. هرچه مقدار لاندا کوچکتر باشد، همکاری میان این دو محیط دشوارتر خواهد بود و ناحیه U شکل به سمت راست شیفت پیدا می‌کند (در حقیقت ناحیه انتقالی در زمان‌های دیرتری توسعه می‌یابد).

لاندا معمولا بین 10e-10 و 10e-4 قرار می‌گیرد.

پارامتر ω بیانگر ظرفیت ذخیره شکاف به کل ظرفیت ذخیره محیط متخلخل می‌باشد. هرچه مقدار امگا کوچکتر باشد، ناحیه انتقالی زودتر شروع شده و دیرتر نیز تمام می‌شود.

این مطلب ادامه دارد ...

مفهوم smoothing در نرم‌افزارهای چاه‌آزمایی

امروز یکی از دوستان سوالی در مورد smoothing پرسیده بودند. از آنجایی که من به همراه یکی از اساتیدم و همچنین یکی از مهندسان واحد بهره‌برداری شرکت مناطق نفت خیز جنوب در حال نوشتن یک کتاب در زمینه چاه‌آزمایی هستیم، به شخصه از سوالات دوستان استقبال می‌کنم. این باعث میشه که خودم هم به دنبال جواب بروم و در ویرایش کتاب هم کمک زیادی خواهد کرد.

✅ و اما منظور از smoothing چیست؟

یک مشکل عمده در تعیین و محاسبه مشتق فشار به روش بوردت، اختلالات و پراکندگی زیاد در مقادیر مشتق است. این مشکل زمانی بارزتر می‌شود که فاصله میان اندازه‌گیری‌های فشار خیلی کوتاه باشد. برای حل این مشکل به جای استفاده از همه نقاط برای محاسبه مشتق فقط از نقاطی با فاصله مشخص استفاده می‌شود. معمولاً مقدار x∆ کوچک است (0.01 تا 0.2) و در نرم‌افزارهای چاه‌آزمایی بیانگر smoothing می‌باشد. هرچه مقدار x∆ بزرگ‌تر باشد، مشتق فشار نیز smooth تر خواهد بود.

تذکر: دقت کنید که مثلا مقدار smoothing را برابر 1 نگذارید که این کار باعث میشه خطای زیادی بوجود بیاد. مقدار بهینه همان مقادیر 0.2 تا 0.3 است.

اگر هم علاقمند به مطالعه بیشتر در مورد روش محاسبه مشتق فشار هستید، لینک زیر را که مدتی پیش در سایتم نوشته‌ام مطالعه کنید:

نحوه محاسبه مشتق فشار برای رسم نمودارهای مشتق فشار در چاه آزمایی

کانال سایت در تلگرام

کیوی (KIWI)

در نرم افزار چاه آزمایی سفیر یک ماژولی هست به نام KIWI که مخفف عبارت Kappa intelligent well test interpretation هست. 

در این ماژول از هوش مصنوعی (Artificial Intelligence) استفاده میشه و به مفسر مدل های احتمالی را پیشنهاد میده و به ما برای پیدا کردن مدل و تخمین پارامترهای مخزن کمک میکنه. کیوی هیچ گونه اطلاعاتی در مورد زمین شناسی، ژئوفیزیک، تاریخچه میدان و غیره نداره و صرفاً بر اساس شکل نمودار مشتق فشار یک سری مدل هایی را پیشنهاد میده. بنابراین زیاد نمیشه بر روی مدل های پیشنهادی آن اتکا کرد و بیشتر جنبه آموزشی داره تا کاربردی و عملیاتی.

امروز به طور اتفاقی یک انیمیشن در آپارات دیدم تحت عنوان Kiwi . قصه این انیمیشن به این صورت هست که یک پرنده کوچک که بال نداره و اسمش هم کیوی هست، در آروزی پروازه. به همین جهت شروع میکنه و بر روی دامنه یک کوه تقریباً عمودی یک سری درختهایی را با میخ محکم میکنه و میره بالای کوه. در انتها که چندین درخت را به دامنه کوه میخکوب کرد و کارش تموم شد، یک عینک خلبانی را چشمانش میذاره و از بالای کوه میپره. اون به خیال خودش داره از میان درختانی که به صورت افقی به دامنه کوه وصل شده اند پرواز میکنه ولی غافل از اینکه در حال یک سقوط آزاد هستش! به صدای تلق در اخر انیمیشن دقت کنید. کمی ناراحت کننده بود.

پی نوشت: موضوع این انیمیشن با اون مبحث نرم افزار سفیر هیچ ارتباطی نداشت ولی چون این روزها خیلی درگیر این نرم افزار هستم، به محض دیدن نام این انیمیشن، یاد ماژول KIWI در این نرم افزار افتادم:)

روش رسم و محاسبه مشتق فشار در اکسل (فایل ویدئویی)

در پست قبلی (این لینک) توضیحاتی در مورد روش محاسبه مشتق فشار دادم. اما این بار یک فایل ویدئویی آماده کرده‌ام و در آن به طور کامل توضیح داده‌ام که چطوری می‌توانیم در اکسل نمودارهای مشتق فشار را رسم کنیم. 

محتوای این فایل ویدئویی:

• توضیح کامل روش‌های محاسبه مشتق فشار،
• استفاده از داده‌های یک تمرین برای محاسبه مشتق فشار به دو روش مختلف،
• رسم نمودار مشتق فشار در اکسل،
• توضیح مفهوم smoothing که در نرم‌افزارهای ولتستی از جمله سفیر به کار می‌رود.

با تهیه این فایل چه چیزهایی در اختیار شما قرار می گیرد:

• فایل ویدئویی به مدت زمان 20 دقیقه،
• فایل پی دی اف توضیحاتی که در ویدئو گفته می شود،
• فایل اکسل که تمام محاسبات در آن انجام می شود و نمودارهای مشتق فشار نیز رسم می گردند،
• یک نمونه مثال برای تمرین خودتان

 

قیمت محصول: 6500 تومان

 

 

---

 مشاهده نسخه دموی فایل ویدئویی

 

نحوه محاسبه مشتق فشار برای رسم نمودارهای مشتق فشار در چاه آزمایی

در همورک هایی که در مقطع لیسانس و ارشد انجام میدادیم، از دو روش برای محاسبه مشتق فشار استفاده می کردیم که در زیر آورده ام.

روش اول: این روش در بیشتر رفرنس ها آورده شده است و بهتر است که ما هم از همین روش استفاده کنیم:

روش دوم: این روش آسان تر است:

نکته مهم اینجاست که اگر شما مشتق فشار را برای یک سری داده محاسبه کنید، متوجه میشید که نمودار مشتق فشار تفاوت زیادی با یکدیگر نخواهند داشت... پس در به کار بردن این دو روش دارای اختیار هستید...

در شکل زیر هم نمودارهای مشتق فشار را برای هر دو روش رسم کرده ام و همون طور که می بینید تقریبا رو هم قرار گرفته اند و نتایج یکسانی دارند 👇

مشتق فشار اولیه (PPD)

برای آنالیز بهتر داده های چاه آزمایی، اهمیت زیادی دارد که بتوانیم بین اثرات مخزن و اثرات چاه تفاوت قائل شویم؛ زیرا برای تفسیر داده های ولتست نیاز به داده هایی داریم که بیانگر اثرات مخزن باشند و در حقیقت داده هایی را که ناشی از اثرات چاه باشند حذف می کنیم و مابقی را آنالیز و تفسیر می کنیم.

از مشتق فشار اولیه یا Primary Pressure Derivative - PPD برای تشخیص اثرات چاه استفاده می کنیم. یکی از آپشن های بسیار خوب نرم افزار IHS WellTest 2015، محاسبه و نمایش PPD بر روی نمودار می باشد که از آن برای تشخیص اثرات چاه استفاده می کنیم.

برخی از اثرات چاه عبارتند از:

• توزیع مجدد فازها (Phase redistribution)
• اختلال در عملکرد گیج
• عملیات پاکسازی چاه (Wellbore cleanup operations)
• اثرات جزر و مدی یا زمین لرزه (Geo-tidal or seismic effects)

تعریف مشتق فشار اولیه (PPD) به صورت زیر است:

توجه کنید که این تعریف با تعریف مشتق (derivative) که قبلا به کار می بردیم متفاوت است:

طبق تعریف، PPD برای هر نوع رژیم جریانی به صورت کاهشی یا ثابت خواهد بود. بنابراین، هرگونه اثر غیرمخزنی و یا اثرات چاه به صورت یک روند افزایشی در PPD، ظاهر می شود؛ مانند شکل زیر:

تذکر: در این مثال، افزایش در PPD (نمودار سبز رنگ) به دلیل phase redistribution در داخل چاه می باشد.

انواع اسکین (ضریب پوسته)

در فایل زیر که خودم تهیه کرده‌ام، انواع اسکین (Skin) را به صورت اجمالی توضیح داده‌ام. این مواردی را که ذکر کرده‌ام در آنالیز داده‌های چاه‌آزمایی به کار خواهند رفت:

1- اسکین ناشی از آسیب سازند

2- اسکین ناشی از شیب و انحراف چاه از حالت عمودی

3- اسکین ناشی از تکمیل ناقص چاه

4- اسکین ناشی از جریان غیردارسی

5- اسکین دوفازی

6- اسکین سطح شکاف

7- اسکین ناشی از طول بال شکاف هیدرولیکی

8- اسکین در طول گسل

9- اسکین کل (یا ظاهری)

اسکین بر روی شکل نمودار مشتق فشار تأثیر زیادی می گذارد که در پست‌های بعدی حتماً اشاره‌ای به آن خواهم داشت.

برای گردآوری این مطالب از Help نرم افزار ولتست IHS WellTest استفاده کرده‌ام. 

تعداد اسلاید: 25

زبان: انگلیسی

لینک دانلود فایل