ارزیابی عملکرد مته های استفاده شده در چاه های نفت و به دنبال آن انتخاب مته ی بهینه از میان آنها یکی از وظایف مهندسین حفاری می باشد. برای انجام این کار روش های مختلفی تابحال پیشنهاد شده است که از میان آنها می توان به روش هزینه ی واحد طول حفاری شده، روش انرژی ویژه و روش کدگذاری مته های مستعمل اشاره کرد. اما به دلیل ایراداتی که به هر یک از این روش ها وارد است، محققین همواره در تلاشند تا روش های دیگری را بعنوان روش های جایگزین و یا مکمل معرفی نمایند که از این بین می توان به روش های اندیس مته و قابلیت حفاری سازند اشاره کرد. هدف از این تحقیق ارزیابی عملکرد مته های استفاده شده در دو میدان نفتی واقع در خلیج فارس و معرفی مته ی بهینه در هر سازند می باشد. در این تحقیق ابتدا با استفاده از دو روش متداول انرژی ویژه و هزینه ی واحد طول حفاری شده، مته های استفاده شده را مورد بررسی قرار داده مته ی بهینه معرفی شده است. سپس با ارائه ی رابطه ای تجربی مابین هزینه ی طول حفاری شده و سرعت حفاری امکان ارزیابی و بهینه سازی حین حفاری هزینه ی طول حفاری شده میسر گردیده است. همچنین با استفاده از این روابط مته های بهینه معرفی شده و نتایج حاصل از این روابط و رابطه ی استاندارد با یکدیگر مقایسه و ملاحظه شده است که مته های معرفی شده توسط دو رابطه تا حدود زیادی یکسان می باشند. در نهایت با معرفی روش قابلیت حفاری سازند به عنوان روش مکمل انتخاب مته، اقدام به بررسی مته های استفاده شده در این میادین گردیده است. نتایج حاصل بیانگر این مطلب است که مته های استفاده شده در برخی چاه ها بدلیل سخت بودن سازند باید تغییرات جزئی را در خود ببینند.

توصیف مخزن یکی از مهمترین مراحل اکتشاف و توسعه مخزن است. روشی جدید و موفق در توصیف مخزن، روش واحدهای هیدرولیکی جریان است که ضخامت مخزن را به واحدهایی تقسیم می کند که قابل نقشه برداری اند و خواص مخزنی آنها، به طور قابل پیش بینی از خواص دیگر بخشهای مخزن متفاوت است. یکی از روشهای موفق در تقسیم بندی مخازن، آنالیز خوشه ای است که در این مطالعه از آن بهره گرفته شده است. با توجه به هزینه بالای مطالعات مخزنی، نمی توان در تمام مخزن مغزه گیری کرد. برای هموار کردن این مهم، در پژوهش حاضر از روشهای هوش مصنوعی برای تخمین پارامترهای مخزنی در چاههایی که مغزه گیری در آنها انجام نشده است، استفاده شده است. پس از تعمیم پارامترهای مخزنی در کل میدان، واحدهای هیدرولیکی جریان و دیگر پارامترهای مخزنی در میدان مدلسازی شده اند. داده های لرزه ای موجود در این میدان (امپدانس صوتی نسبی)به صورت متغیر دوم در کوکریجینگ وارد نرم افزار مدلسازی شدند تا پارامترهای مخزن، از اطلاعات لرزه ای هم بهره مند شده و با دقت بیشتری مدل شوند. نتایج مدلسازی با استفاده از داده های لرزه ای نشان داد که این اطلاعات، تا حد زیادی دقت مدلها را افزایش می دهند. این پژوهش نشان داد که زمانی که مدلسازی شاخص منطقه ای جریان و واحدهای هیدرولیکی با استفاده از الگوریتمهای sgs و sis با داده های لرزه ای تلفیق شود، نتایج بسیار خوبی را ارائه می دهد.

تزریق گاز به عنوان یک روش مناسب برای تثبیت فشار، تولید نفت و همچنین به عنوان یک روش ثانویه مناسب برای بازیافت نفت های باقیمانده بعد از تزریق آب مورد توجه می باشد. موضوع مورد مطالعه در این تحقیق یک مخزن نفتی کربناته تحت اشباع در جنوب غرب ایران است. این مخزن از نوع مخازن با فشار بالا و مکانیسم طبیعی تولید مخزن، رانش گاز محلول می باشد. از جمله خصوصیات میدان تحت مطالعه، تولید قابل توجه گاز به همراه نفت تولیدی در میدان است که اغلب از مشعل میدان به هدر می رود. در این تحقیق قصد بر آن است که با استفاده از نرم افزار شبیه- ساز اکلیپس 300 میزان نهایی بازیافت از مخزن در حالتی که با مکانیسم طبیعی خود تولید می کند و نیز پس از اعمال فرآیند تزریق گاز امتزاجی گاز تولیدی میدان به مخزن با هم مقایسه شوند. بدین منظور در ابتدا رفتار ترمودینامیکی سیال مخزن با استفاده از نرم افزار pvti شبیه سازی شده و سپس دو پارامتر تعداد چاه های تزریقی و نیز دبی تزریق چاه های گازی مد نظر قرار گرفته و سناریو های تولیدی بر این مبنا طراحی میشوند. در سناریویی که در آن متغیر تعداد چاه های تزریقی است، با افزایش تعداد چاه ها به ترتیب از یک تا چهار چاه تزریقی و ثابت نگه داشتن دبی تزریق به میزان 50 میلیون استاندارد فوت مکعب در روز، میزان افت فشار در پایان عمر میدان 146 psia کاهش یافته، تولید تجمعی میدان به میزان 0.274 میلیارد بشکه افزوده شده و ضریب برداشت میدان به میزان 5 درصد اضافه می شود. در سناریویی که در آن متغیر دبی تزریق گاز است، دبی تزریق هر چاه تزریقی به ترتیب از 50 به 70، 90 و سرانجام 100 میلیون استاندارد فوت مکعب در روز، که حداکثر توان تزریق گاز میدان است، افزایش می یابد که در نتیجه افت فشار مخزن نسبت به زمانی که با انرژی طبیعی مخزن تولید می شود، 312 psia کمتر شده، تولید تجمعی میدان 0.416 میلیارد بشکه بیشتر شده و ضریب برداشت از مخزن نیز 8% افزایش نشان می دهد. کلمات کلیدی : روش های ازدیاد برداشت، مکانیسم تولید، تزریق گاز امتزاجی و غیر امتزاجی، شبیه-سازی مخازن

این تحقیق به مطالعه مدل ژئومکانیکی مخزن و عملیات شکست هیدرولیکی در یکی از میادین نفتی غرب ایران پرداخته است. ابتدا مدل ژئومکانیکی مخزن شامل خواص مکانیکی، فشار منفذی و میدان تنش ساخته شده و به منظور محاسبه این مدل، نمودارهای پتروفیزیکی، dsi و fmi و نیز روابط تجربی به کار رفته اند. سپس برای مطالعه نتایج حاصل از انجام عملیات شکست هیدرولیکی مدلی تحلیلی ساخته شد که حاصل تجمیع سه مدل هندسه شکست، تولید و اقتصادی است. این مدل ها به ترتیب برای تعیین هندسه شکاف، تولید و میزان ارزش خالص کنونی حاصل از عملیات به کار می روند. نتایج حاصل از کاربرد مدل مذکور در یک چاه تولیدی یکی از میادین نفتی غرب ایران نشان داد که شکست هیدرولیکی می تواند موجب بهبود بازیافت تا 138 درصد شود. همچنین مدلسازی تحلیلی عملیات شکست هیدرولیکی پروپانتی و اسیدی به منظور کاهش آسیب ناشی از رسوب آسفالتین و نیز مقایسه آنها برای انتخاب بهترین عملیات جهت اجرا انجام شده است. این دو عملیات براساس پارامترهای طراحی مانند زمان و نرخ تزریق سیال (اسید) شکست، گرانروی سیال شکست و غلظت نهایی پروپانت مدلسازی می شوند که شامل مدل های هندسه شکست، تولید و اقتصادی هستند. مدل هندسه شکست، ابعاد شکاف را محاسبه می کند که برای تعیین ضریب نفوذپذیری بی بعد و ضریب پوسته شکاف به کار می رود. سپس از مدل تولید، تولید کل، شاخص تولید و نسبت آن قبل و بعد از عملیات محاسبه شده اند. هزینه کل عملیات و npv با کاربرد مدل اقتصادی محاسبه شده و npv برای مقایسه بین عملیات شکست هیدرولیکی پروپانتی و اسیدی برای انتخاب گزینه بهتر جهت اجرا در مخزن به کار رفته است. براساس نتایج این تحقیق، شاخص تولید می تواند در شکست پروپانتی بسته به زمان تزریق سیال شکست، به میزان 6/115-49 درصد افزایش یابد. همچنین در شکست اسیدی و بسته به همین پارامتر، شاخص تولید از 1/137-8/52 درصد افزایش می یابد.

تحلیل اطلاعات میدانی به منظور رسیدن به مقادیر بهینه پارامترهای حفاری برای افزایش نرخ نفوذ مته همواره مورد نظر بوده است . اهمیت این موضوع در این است که با توجه به وابسته بودن هزینه های عملیات حفاری به زمان ، با کاهش زمان عملیات از طریق افزایش نرخ نفوذ مته می توان به میزان قابل توجهی در هزینه ها صرفه جویی کرد . استفاده از مدل های ریاضی تعیین نرخ نفوذ مته به منظور تعیین مقادیر بهینه پارامترهای حفاری و هیدرولیک جهت افزایش نرخ نفوذ مته با توجه به دسترس بودن اطلاعات از داده های چاههای مجاور ، هزینه ای را تحمیل نکرده و با توجه به قابل استفاده بودن آنها در حین عملیات و متناسب با محدودیتهای احتمالی ، کاربرد آنها را بیش از پیش توجیه می کند . حال آنچه که اهمیت دارد این است که بتوان بهترین مدل ریاضی را در میدان مورد نظر تعیین نمود تا در حفاری چاههای بعدی از آن به منظور افزایش نرخ نفوذ مته استفاده نمود . بدین منظور در این تحقیق مدل یانگ در نظر گرفته شده است زیرا این مدل نسبت به سایر مدل های موجود عوامل تاثیر گذار بر نرخ نفوذ بیشتری را در بر می گیرد . ضرایب این مدل با استفاده از داده های مربوط به 3 چاه در میدان خانگیران با استفاده از روش رگراسیون خطی چندگانه تعیین می شود. نتایج با استفاده از داده های چاه دیگر مورد راستی آزمایی قرار می گیرد . همچنین در این تحقیق به عنوان یک کار جدید مدل یانگ تعمیم یافته تا اثر متقابل پارامترهای حفاری نیز در نظر گرفته شود. نتایج راستی آزمایی و مقایسه آن با مدل مرسوم یانگ نشان می دهد که نتایج حاصل از مدل تعمیم یافته همخوانی بیشتری با داده های واقعی داشته و میزان خطا کاهش یافته است . مدل حاصل از این تحقیق می تواند برای بهینه سازی پارامترهای حفاری در سایر چاه های این میدان و همچنین میادین دیگر به کار رود .

شناخت گروه های سنگی مخزنی و توزیع فضایی آن ها یکی از مراحل اساسی در فرآیند سرشت نمایی مخازن هیدروکربوری است. با تعیین گروه های سنگی مخزنی پارامترهای اولیه در ساخت مدل سه بعدی زمین شناسی و شبیه سازی جریان فراهم می گردند. در این مطالعه گروه های سنگی در سازند های مخزنی کنگان و دالان بالایی در میدان گازی تابناک تعیین گردیدند. بدین منظور از اطلاعات داده های آنالیز مغزه و همچنین نگار های پتروفیزیکی رانده شده در چاه بهره گرفته شد. با استفاده از تخلخل و تراوایی مغزه، گروه های سنگی بر اساس مفهوم واحد های هیدرولیکی جریان و مقادیر شاخص زون جریانی تعیین گردیدند. در ادامه با تفسیر داده های خام نگارهای پتروفیزیکی به کمک نرم افزار و تعیین مقادیر تخلخل و اشباع آب، گروه های سنگی بر اساس ثابت باکلز نیز تعیین شدند. در این راستا از تکنیک آنالیز خوشه ای جهت دسته بندی داده ها استفاده شد. داده های فوق وجود پنج گروه سنگی متفاوت را نشان دادند که در هریک خواص مخزنی متفاوت از گونه های دیگر بود. در ادامه با استفاده ازشبکه های عصبی مصنوعی روش های مذکور نیز با یکدیگر مقایسه شدند و تلاش شد تا امکان ارتباط میان این دو روش بررسی گردد. هرچند در برخی فواصل ارتباط خوبی میان گروه های حاصله وجود داشت، ولی در حالت کلی این رابطه برقرار نبوده و نمی توان گونه های سنگی حاصله از مغزه را با استفاده از گونه های سنگی داده های نگار(ثابت باکلز) پیش بینی نمود.

ًٍدر میدان مارون بخصوص در مخزن آسماری،تولید متناسب با تراوایی مرتبط باتخلخل زمینه سنگ نبوده و به مراتب بیشتر از آن می باشد. لذا نقش شکستگی ها در خروج طبیعی، بازیافت ثانویه و بالاخره بازیافت نهایی بسیار پر اهمیت تلقی می شود. در این تحقیق جهت مطالعه اثر شکستگی های طبیعی سنگ مخزن بر هرزروی گل حفاری، ارزیابی و شناخت صحیح از خصوصیات شکستگی ها امری لازم و ضروری می باشد. بر این اساس بر مبنای اطلاعات موجود از روش هایی استفاده گردید که بررسی و مقایسه نتایج حاصل از آنها در تحلیل نهایی شکستگی ها بسیار سودمند و مفید می باشد. روش های متعددی جهت بررسی و شناسایی وضعیت شکستگی ها در زیر زمین وجود دارد که هر یک از آنها دیدگاه ها و شناخت متفاوتی از وضعیت شکستگی ها ارائه می دهند. هدف از این مطالعه بررسی شکستگی های طبیعی سنگ مخزن و اثر هین شکستگی ها بر هرزروی گل حفاری در میدان نفتی مارون با استفاده از اطلاعات مغزه، اطلاعات هرزروی سیال حفاری، نتایج حاصل از لایه آزمایی مکرر و روابط پویسل می باشد.بعد از بررسی اطلاعات مغزه و نتایج نمودارهای تصویرگر در مخزن آسماری، نقشه مشتق دوم ساختاری میدان مارون در نرم افزار rms تهیه شده و نتایج لایه آزمایی مکرر مورد مطالعه قرار گرفته و اینطور نتیجه گیری شد که بیشترین تراکم شکستگی ها در بخش خمش یافته میدان نفتی با مقدار شیب حدود 52-48 درجه می باشد. سپس اطلاعات هرزروی گل حفاری مورد مطالعه قرار گرفته و نمودارها و نقشه های هم هرزروی ترسیم شده اند. نمودارهای هرزروی گل حفاری نیز بالاترین هرزروی را در بخش خمش یافته میدان نشان می دهند.بنابراین اینطور نتیجه گیری می شود که مقادیر بالای هرزروی در بخش خمش یافته میدان به دلیل تراکم بالای شکستگی ها در این محدوده بوده است. در نهایت با استفاده از روابط پویسل به تخمین بازشدگی و تراوایی شکاف ها پرداخته شده است. بنابراین با توجه به تراکم شکستگی ها و ارتباط قائم آنها در قسمت های شمال شرقی و یال جنوبی تاقدیس مارون، برای حفر چاه های توسعه ای و تولیدی آتی باید به این نواحی توجه بیشتری مبذول گردد.

یکی از مهمترین چالشهای حین حفاری چاه، پایدار نگه داشتن آن است. چرا که یک چاه ناپایدار نیاز به عملیات اضافی ، گران و وقت گیر دارد. پروسه حفاری مسلتزم عبور از لایه های مختلف با ویژگیهای مکانیک سنگی متفاوت (نظیر بزرگی و جهت تنشهای بر جا، فشار منفذی و خواص زمین مکانیکی) میباشد در نتیجه وقوع ریزش یا شکست در دیواره و هزینه های وارده از مهمترین عواملی هستند که بیانگر لزوم بررسی پایداری چاههای نفت و گاز می باشند. بطور کلی عوامل ناپایداری چاه می توانند مکانیکی ، شیمیایی و یا ترکیبی از هر دو باشند که عوامل مکانیکی بیشتر مربوط به وزن نامناسب گل و روش نامناسب حفاری و عوامل شیمیایی مانند گل نامناسب و باز دارنده های تأثیر گذار می باشند. کنترل ناپایداری دیواره چاه ، نیاز به درک رابطه بین مقاومت سنگ و تنش بر جا دارد که تنش بر جا و مقاومت سنگ تحت اختیار ما نیستند ، بنابراین متداولترین راه جلوگیری از ناپایداری چاه به دست آوردن مسیر و وزن گل بهینه در طول حفاری می باشد. در این تحقیق پایداری دیواره یکی از چاههای میدان گازی پارس جنوبی واقع در خلیج فارس مورد مطالعه قرار میگیرد . با توجه به داده های لاگ ها ( fmi ، dsi ، چگالی و . . . ) و با استفاده از روابط تجربی و علمی موجود مدل زمین مکانیک این چاه تهیه میشود و سپس با استفاده از اطلاعات موجود از آنالیز مغزه و چاههای حفاری شده مجاور، این مدل را کا لیبره می کنند. میزان تنش ها ( افقی و عمودی ) و جهت آنها با استفاده از فرمولها و لاگ های تصویری بدست آمده که در این چاه جهت تنش افقی حداکثر ne-sw می باشد و سپس با استفاده از این مقادیر و بوسیله معیار شکست مور- کلمب و حدود شکستگی کششی پنجره بهینه وزن گل برای حفاری تعیین و در انتها یک آنالیز حساسیت در چند عمق برای چاه انحرافی a در آزیموت و شیبهای مختلف انجام می گیرد.

تخلخل یکی از مهمترین خصوصیات سنگ مخزن است، که در تمام مطالعات و برنامه ریزی -های تولیدی میدان نقش اساسی دارد. برای تعیین تخلخل از روشهای رگرسیون خطی چند مرحله ای، شبکه های عصبی مصنوعی و به ویژه الگوریتم های ژنتیک استفاده شده است. استفاده از الگوریتم های ژنتیک بدین صورت تلاشی جدید برای تخمین نگار محسوب می-شود. یکی از میادین جنوب غرب ایران به عنوان مطالعه موردی در نظر گرفته شده است. داده های موجود شامل یک سری نگار از سه چاه و یک مقطع لرزه ای دو بعدی می باشد. سپس مقطع مقاومت صوتی از انجام وارون سازی لرزه ای بدست می آید. همچنین از مقطع لرزه ای یک سری نشانگر بر پایه نمونه محاسبه و استخراج می شوند. از این نشانگرها به همراه مقاومت صوتی در تشکیل لیست چندنشانگری که می تواند با نگار تخلخل رابطه خطی یا غیرخطی برقرار کند، استفاده می شوند. سپس توسط هر کدام از روشهای ذکر شده سعی در برقراری ارتباط بین لیست چندنشانگری تولیدی و نگار تخلخل می گردد، و نتایج با هم مقایسه می شوند. نتایج بدست آمده نشان می دهد که روشهای غیرخطی مانند شبکه های عصبی مصنوعی و الگوریتم های ژنتیک رابطه بسیار بهتری بین نشانگرهای لرزه ای و نگار تخلخل ایجاد می کنند. همچنین خطای تخمین مناسب و پایینی را نتیجه می دهند. البته اگر تعداد چاهها و نمونه های زمانی بیشتری در اختیار باشد، امکان بهبود مدل تخلخل بدست آمده از روشهای ذکر شده، فراهم می گردد.

در این تحقیق به بررسی اثر تخلیه مخزن بر تانسور تراوایی در مخازن شکافدار طبیعی پرداخته شده است. این تحقیق با استفاده از یک مدل تجمیعی صورت گرفته است. این مدل تجمیعی شامل مدل تانسور تراوایی، مدل جریان سیال و مدل لحاظ نمودن تاثیر تخلیه مخزن بر تانسور تراوایی می باشد. مدل تانسور تراوایی با استفاده از ویژگی های هندسی و مختصاتی شکستگی، تانسور را محاسبه نموده که به عنوان ورودی مدل جریان سیال قرار می گیرد و فشار منفذی را در هر گره تعیین می نماید. نتایج فشار حاصل از مدل جریان به عنوان ورودی مدل لحاظ نمودن تاثیر تخلیه مخزن بر تانسور تراوایی قرار گرفته و دهانه جدید برای هر شکستگی را تعیین می نماید. تانسور تراوایی با استفاده از دهانه جدید بدست آمده از مدل به روز رسانی شده و این روند تکرار می شود. این تحقیق نشان می دهد که ارزش اقتصادی مخزن نفت به شدت تحت تاثیر تغییرات تانسور تراوایی می باشد. همانطور که نشان داده شده است، میزان درصد تغییر درایه های تانسور تراوایی می تواند به بزرگی 30% باشد که با توجه به بزرگی تراوایی در دوره زمانی اولیه تولید این مسئله می تواند خطای بزرگی در محاسبات مدل جریان سیال، از قبیل پیش بینی تولید، داشته باشد. از طرفی آنالیز حساسیت نشان می دهد که دهانه اولیه شکستگی ها می تواند تاثیر مهم و چشمگیری در درصد تفاوت سیال تولیدی داشته باشد که این بیان دیگر مینیمم تراوایی حاصل پس از افت فشار در مخزن می باشد. آنالیز حساسیت برای دو پارامتر ژئومکانیکی سنگ، نسبت پوآسون و مدول یانگ بررسی شد که اهمیت لحاظ نمودن پارامترهای ژئومکانیکی در مدل های مخزن نفتی به منظور پیش بینی تولید را نشان می دهد.

در این مطالعه، ابتدا روش بدست آوردن اطلاعات سرعت برشی برای چاه هایی که فاقد نگار dsi هستند؛ از طریق سیستم هوشمند شبکه عصبی مصنوعی شرح داده می شود. برای این کار تعداد 1000 داده از چاه 2skd-1 واقع در میدان سلمان که دارای سرعت های برشی و تراکمی، لاگ گاما و لاگ تخلخل نوترون بودند؛ استفاده شده است. این داده ها پس از کنترل کیفیت به دو گروه تقسیم شدند: 700 داده برای ساخت شبکه عصبی و 300 داده برای تست شبکه استفاده شد. پس از آنکه سرعت موج برشی با ضریب همبستگی 92/0 تخمین زده شد، با استفاده از روابط متداول، پارامترهای ژئومکانیکی که شامل نسبت پواسون، مدول یانگ، مدول بالک، مدول برشی و مقاومت فشاری تک محوره می باشند؛ محاسبه شدند. این پارامترها که از نوع دینامیک هستند؛ مستلزم کالیبره شدن با داده های آزمایشگاهی که حاصل از اطلاعات مغزه می باشند؛ هستند. اما بدلیل تطابق پایین داده های دینامیک و استاتیک؛ در این مطالعه از پارامترهای حاصل از لاگ dsi بعنوان پارامترهای استاتیک استفاده شد. پارامترهای محاسبه شده با استفاده از خوشه بندی گراف پایه با توان تفکیک چندگانه که داده ها را بر اساس میزان شباهت ها و تفاوت های آن ها تفکیک می کند، به پنج خوشه تقسیم شدند. هر خوشه تحت عنوان یک واحد ژئومکانیکی نام گذاری شد. این واحد های ژئومکانیکی با نام های ریزشی، ضعیف، متوسط، نیمه پایدار و پایدار نام گذاری شدند که مقاومتشان به ترتیب زیاد می شود.