توسعه روابط آزمايشگاهي– فيزيك سنگ، جهت تخمين سرعت – دامنه موج، در شرايط مخزني

Development of laboratory-rock physics relations to estimate velocity-amplitude of seismic waves in reservoir conditions

در حال حاضر عمده روش هاي ازدياد برداشت به‌كاربرده شده در مخازن نفتي كشور، تزريق آب و گاز است. تزريق گاز (به عنوان مثال CO2)، يكي از كاربردي ترين روش هاي افزايش ضريب بازيافت ميادين نفتي است. در راستاي مطالعه نشانگرهاي لرزه اي، ميزان سازگاري تيوري گاسمن و روابط گرينبرگ- كاستاگنا با شرايط اشباع محيط توسط دي‌اكسيد كربن، با استفاده از داده هاي آزمايشگاهي بررسي گرديد. اگرچه اين روابط سال هاست مورد استفاده اند و نتايج نسبتاً معتبر و قابل قبولي ارايه داده اند، اما معمولاً بر اساس فرضياتي هستند كه گاهي به نتايجي دور از واقعيت مي رسند. در اين تحقيق، گاز CO2 به صورت فاز محلول در مقياس آزمايشگاهي به نمونه هايي ماسه سنگي تحت فشار مخزن تزريق شده و روند تزريق توسط انتقال و ثبت امواج الاستيك مطالعه شده است. با تغيير پارامترهاي موثري همچون فشار محصوري (در حد فشار مخزن)، فشار منفذي (در حد فشار مخزن)، فركانس موج عبوري، غلظت CO2، در هر مرحله از آزمايش ها، تاثير آن ها بر سرعت و دامنه موج لرزه اي بررسي شده است. در نهايت بر اساس نتايج طيف متنوعي از آزمايش ها، روابطي توسعه داده شده كه سرعت و دامنه موج لرزه اي را بر اساس فشار موثر، فركانس و غلظت تخمين مي زند. اعتبارسنجي نشان مي دهد كه سازگاري روابط ارايه شده با مشاهدات آزمايشگاهي بيش از 90 درصد بوده و مطلوب تر از ديگر روابط مورد استفاده است.

Water and Gas injection are two major enhanced oil recovery methods in Iran. Gas (e.g. CO2) injection, is one of the most applicable methods of enhancing oil recovery in oil fields. In order to study the behaviour of seismic attributes, the compatibility of the prediction made by Gassman theory and Greenberg-Castagna equations in the situation of CO2 saturated environment is investigated using lab data. It should be noted that the mentioned equations are based on some assumptions that are not always represent the real situation, thus, some incompatibility is anticipated. Therefore, their predictions are liable to be incompatible with real world wave behaviour. In this research, CO2 in dissolved phase is injected into pressurized sandstone samples in laboratory scale, and elastic waves are utilized in order to investigate the injection process. The variation of the propagation velocity of seismic waves and their amplitudes are studied versus variation of effective parameters e.g. confining pressure (close to reservoir pressure), pore pressure (close to reservoir pressure), transmission wave frequency, and CO2 density and phase. We have also used the collected laboratory data for wave propagation at supercritical saturation state to investigate the compatibility of the prediction made by Gassman theory and Greenberg-Castagna equations. Based on the results of various laboratory experiments, we can conclude that some of the developed equations are useful for estimation of velocity and amplitude of seismic waves. Verifications confirm that compatibility of the developed equations with laboratory results are more than 90 percent, and thus, the developed equations can be preferred to other related popular equations.