عنوان پایان‌نامه
شبیه سازی توام رخنه گل حفاری نمودار مقاومت درون چاهی و داده های لایه آزمایی
- رشته تحصیلی
- مهندسی شیمی-مهندسی نفت
- مقطع تحصیلی
- دکتری تخصصی PhD
- محل دفاع
- کتابخانه مرکزی پردیس 2 فنی شماره ثبت: TP 221;کتابخانه پردیس یک فنی شماره ثبت: 1772.;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 76443;کتابخانه مرکزی پردیس 2 فنی شماره ثبت: TP 221;کتابخانه پردیس یک فنی شماره ثبت: 1772.;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شم
- تاریخ دفاع
- ۱۱ مرداد ۱۳۹۵
- دانشجو
- فرهاد خوشبخت
- استاد راهنما
- علی شکاری فرد
- چکیده
- با شروع حفاری و تماس سیال حفاری با دیواره چاه، بخش مایع سیال حفاری در مخزن رخنه کرده و ذرات جامد آن در دیواره چاه تشکیل کیک گل را می دهد. این پدیده در سازندهای تراوا رخ می دهد که منجر به آسیب دیدگی سازند و ایجاد ناهنجاری در داده های برداشت شده از مخازن می گردد. هدف اصلی این رساله، بهبود محاسبه تراوایی مخزن با استفاده از داده های لایه آزمایی است. برای نیل به این هدف، رخنه سیال حفاری بصورت واقع بینانه ای مدل و پروفایل اشباع و فشار حاصله برای شبیه سازی داده های لایه آزمایی استفاده گردید. داده های لایه آزمایی که منطبق بر واقعیت مخزن، چاه و سیال حفاری است برای محاسبه تراوایی مخزن بکار گرفته شد. در این رساله الگوریتم مبسوطی تهیه شد تا بطور کامل فرآیند رخنه سیال حفاری را مدل کند. این الگوریتم پارامترهای کنترل کننده رفتار هیدرولیکی کیک گل را از طریق وارون سازی نمودارهای مقاومت آرایه ای بهینه می کند. سپس رخنه سیال حفاری با در نظر گرفتن خصوصیات مخزن و سیال حفاری شبیه سازی شد. محصول این شبیه سازی وضعیت واقعی سیال مخزن در شروع لایه آزمایی می باشد. در ادامه با لحاظ کردن مشخصات دستگاه لایه آزمای پروبی، رفتار فشاری آن شبیه سازی شد. در نهایت با تطابق تاریخچه داده های فشاری لایه آزمایی با بکارگیری روش بهینه سازی سیمپلکس، تراوایی افقی، قائم و تراوایی نسبی مخزن تعیین شد. الگوریتم طراحی شده در این رساله ابتدا در یک مدل مصنوعی پیاده و بهینه شد. سپس بر روی داده های واقعی از یکی از مخازن ایران مورد بررسی قرار گرفت. در این بخش مدل سه بعدی استاتیک و دینامیک از مخزن سروک ساخته شد. مدلسازی رخنه سیال حفاری با لحاظ کردن خصوصیات کیک گل، سیال حفاری و خصوصیات مخزنی سازند مخزنی به انجام رسید. در ادامه خصوصیات دیگری نظیر تشکیل کیک گل، تغییرات درجه شوری به مدل اضافه گردید. این مدل رخنه با وارون سازی نمودارهای مقاومت آرایه ای موجود در چاه تنظیم شد تا آماده شبیه سازی داده های لایه آزمایی باشد. مطالعه حاضر نشان داد که مدلسازی رخنه سیال حفاری منجر به بهبود تفسیر داده های لایه آزمایی با هدف تعیین تراوایی می شود. مقایسه میزان خطای داده های لایه آزمایی در زونهای مختلف نشان داد که لایه آزمایی در زونهای با تراوایی پایین میزان خطای بیشتری نسبت به زونهای با تراوایی بالا (در تعیین تراوایی) دارد. همچنین شبیه سازی داده های لایه آزمایی در چاههای زاویه دار و افقی نشان داد که آنیزوتروپی تراوایی عامل کنترل کننده رفتار فشاری این داده ها می باشد. واژه‌های کلیدی: لایه آزمایی، رخنه سیال حفاری، تراوایی، مخزن، شبیه سازی و بهینه سازی
- Abstract
- While drilling, the liquid phase of the drilling mud invades into permeable formations because of overbalance drilling and the solid phase deposits on the borehole wall and forms mud cake. This phenomenon, in one hand, severely damage reservoirs and, on the other hand, affects data acquired from reservoirs, for instance, open hole logs and formation tester data. The main objective of the dissertation is determination of permeability via history matching of formation tester data. We developed an algorithm to fully model mud invasion. The algorithm utilizes experimental models to properly model the fluid flow through mud cake. Then mud cake parameters were tuned via inversion of array induction resistivity logs. The proposed algorithm, first applied into a synthetic model and then into a real model. The real model consists of 3D static and dynamic model of Sarvak reservoir in an Iranian oilfield. In the studied well which array induction and formation tester data were available, mud invasion was simulated, considering mud cake growth and mixing waters with different salinities. After tuning the model, several RFT data were simulated in vertical, deviated and horizontal wells. The pressure of simulated formation tester was compared with real data to determine horizontal and vertical permeability and also relative permeability. The study showed that: realistically considering mud invasion improves the accuracy of permeability determination from formation tester. The amount of error in history matching of formation tester in low permeability zones is greater than high permeability zones. In addition, the pressure response of the formation tester in deviated and horizontal wells was controlled by permeability anisotropy of the reservoir. Keyword: formation test, mud invasion, permeability, reservoir, simulation and optimization.
