مدل سازي فيزيك‌سنگي در مخازن ماسه سنگي - مروري بر مدلهاي نظري و يك مثال كاربردي

Rock Physics Modeling in Sandstone Reservoirs – Review of Theoretical Models and a Field Example

مدلسازي فيزيك‌سنگي امكان مطالعه اثر تغييرات تخلخل، ليتولوژي، اشباع سيال و ساير خواص پتروفيزيكي سنگ مخزن برروي پاسخهاي لرزه اي و خواص كشساني سنگ را فراهم مي كند. از اين مدلها براي تفسير كمي داده هاي لرزه اي، مطالعات ژئومكانيكي مخزن و ساخت مدلهاي مخزني مقيد به داده هاي چاه و لرزه استفاده مي شود. مدلهاي نظري فيزيك‌سنگي را مي توان به پنج گروه عمده مدلهاي تماسي/محيط دانه اي (contact/granular media models) و مدلهاي ميانباري (inclusion models)، مدلهاي محاسباتي (computational models)، حدود فيزيك‌سنگي (bounds) و جايگزيني ها (transformations) طبقه بندي نمود. در اين مقاله، مروري بر سه مدل مهم و كليدي فيزيك‌سنگ لرزه اي از گروه مدلهاي محيط دانه اي انجام مي شود كه براي مطالعه و بررسي ارتباط فيزيكي ما بين نشانگرهاي لرزه اي و خواص سنگ و سيال در رسوبات آواري و مخازن ماسه سنگي بكار مي روند. اين مدلها عبارتند از: مدل ماسه سست، مدل سيما‌ن‌ـ‌‌تماسي و مدل سيمان‌ـ‌ثابت. ابتدا مباني نظري توسعه اين مدلها بيان شده و سپس مثالي از كاربرد و اعمال مدلسازي فيزيك‌سنگ به كمك مدلهاي معرفي شده در يك مطالعه موردي واقعي بر روي يك مخزن ماسه سنگي نشان داده شده است. نتايج اين مطالعه نشان داد كه از بين سه مدل اعمال شده، مقدار ميانگين خطاي مطلق مربوط به تخمينهاي حاصل از مدل سيمان‌ـ‌ثابت بسيار پائيتر از مقادير مربوط به تخمينهاي حاصل از مدلهاي ماسه سست و سيمان‌ـ‌تماسي است كه بيانگر تطابق بهتر تخمينهاي حاصل از اين مدل با داده هاي اندازه گيري شده است. بنابراين مي توان از مدل سيمان‌ـ‌ثابت به عنوان يك مدل فيزيك‌سنگي مناسب در تفسير كمي داده هاي لرزه اي و سرشت‌نمايي و پايش مخزن در ميدان مورد بحث در اين پژوهش استفاده نمود.

In this paper, we begin with a discussion on the relations between seismic velocity and porosity in clastic reservoirs. We then provide a brief overview of the theoretical background for some important rock physics models in granular media, including friable-sand model, contact-cement model and constant-cement model. We then present an example of application of rock physics modeling to a well log and core dataset extracted from a real case study. Based on a rock physics diagnostic technique, it is possible to quantify different diagenetic and sedimentologic factors in terms of rock physical properties. In this study, on a real dataset, this is carried out by adjusting the curve of a rock physics theoretical model (constant-cement model) to a trend in the velocity–porosity dataset, and then interpreting the rock physics/microstructure as that used in the theoretical model. This model is then used to make prediction of seismic velocities. The results of this study can be used to interpret the seismic data quantitatively and update the reservoir property models.