تشخیص فیزیک سنگ: پیش شرط مدل سازی موفق


ارائه شده توسط:

آرم E&P

یادداشت سردبیر: این مقاله در خبرنامه جدید E&P وجود دارد. در خبرنامه E&P در اینجا مشترک شوید.


مدل سازی فیزیک سنگ به طور گسترده ای به عنوان یک جز fundamental اساسی در مطالعات تفسیر کمی انجام می شود. یک مدل فیزیک سنگ ، ویژگی های مخزن سنگ را به خاصیت ارتجاعی آن مربوط می کند. امواج لرزه ای که از طریق سنگها پخش می شوند مستقیماً تحت تأثیر خصوصیات ارتجاعی آنها قرار دارند. بنابراین یک مدل فیزیک سنگ می تواند داده های اندازه گیری شده در گمانه را به دامنه های لرزه ای اندازه گیری شده در سطح پیوند دهد.

چه چیزی خواص الاستیک را کنترل می کند؟

خصوصیات الاستیک سنگ عمدتا توسط ترکیب و بافت آن کنترل می شود. ترکیب سنگ به نوع مواد معدنی ، تخلخل و مایعات پر کننده منافذ بستگی دارد. خواص الاستیک مایعات منافذ به نوبه خود تحت تأثیر عوامل زیادی مانند نوع و ترکیب مایعات ، اشباع ، توزیع و فاز قرار دارد. بافت سنگ از طریق توزیع و آرایش مواد معدنی ، مرتب سازی دانه ها ، تماس بین دانه ها ، سیمان کاری و شکل منافذ تعیین می شود. بافت سنگ ، به ویژه مرتب سازی و سیمان کاری ، تحت تأثیر فرایندهای زمین شناسی و دیاژنتیک است. علاوه بر این ، خواص الاستیک تحت تأثیر عوامل خارجی از جمله شرایط محیطی مانند دما ، فشار و تنش های ناشی از آن و فرکانس انتشار امواج لرزه ای قرار دارد.

فرآیندهای زمین شناسی چگونه بر خواص الاستیک تأثیر می گذارند؟

سنگهای رسوبی انعطاف پذیر در اثر رسوبات حاصل از هوازدگی و فرسایش سنگهای موجود که متعاقباً توسط عوامل مکانیکی یا از طریق سیستم های رودخانه ای یا از طریق باد منتقل می شوند ، تشکیل شده و در نهایت در محیط های مختلفی مانند رودخانه ، دلتا ، دریا و ائولیان رسوب می کنند. تغییرات در بافت سنگ توسط بسیاری از فرآیندهای زمین شناسی ایجاد می شود ، مانند اندازه دانه های مختلف به دلیل فرآیند مرتب سازی و زاویه ای بودن دانه به دلیل فرآیند سایش. پس از رسوب گذاری اولیه ، رسوبات از نظر جسمی فشرده شده و باعث کاهش تخلخل و افزایش خواص الاستیک می شوند. با افزایش دما ، فرآیندهای شیمیایی رخ می دهد که منجر به تغییرات کانی شناسی می شود ، مانند انتقال ماده معدنی خاک رس اسمکتیت به ایلیت (Avseth et al.، 2008). سیمان سازی ، یک فرآیند دیاژنتیکی رایج ، در جایی رخ می دهد که سیمان ها از انواع مختلف مواد معدنی به فضای منافذ بیناب رسوب می کنند و گاهی دانه ها را پوشش می دهند. سیمانکاری تأثیر عمده ای در تشکیل سنگهای تلفیقی دارد و منجر به افزایش قابل توجه خواص الاستیک می شود.

از کدام مدل فیزیک سنگ باید استفاده کرد؟

بسیاری از مدلهای فیزیک سنگ منتشر شده است ، از روابط ساده ای که از طریق مشاهدات تجربی تفسیر می شوند تا مدلهای نظری پیشرفته. مدلهای پیشرفته شامل مدلهای متوسط ​​موثری هستند که با در نظر گرفتن ترکیب و بافت سنگها ، خواص الاستیک را به خصوصیات مخزن مربوط می کنند و مدلهای ترکیبی که از ترکیبی از دو یا چند مدل تجربی و / یا نظری تشکیل شده اند. مدل های ترکیبی معمولاً بر اساس گردش فیزیک سنگ کار می کنند تا تنظیمات مختلف زمین شناسی را کنترل کنند.

این مطالعه نشان می دهد که ، هنگام انتخاب مدل در یک مطالعه مدل سازی فیزیک سنگ ، انجام گردش کار تشخیص فیزیک سنگ توصیه می شود تا درک خوبی از محیط زمینی و محدودیت ها بدست آورید. این مجموعه داده از West Tryal Rocks of North Carnarvon Basin حوضه دریایی استرالیا است و روی سه ماسه سنگ هیدروکربن دار ، یعنی M ، N و O ، از سازند Mungaroo تمرکز دارد (ماتور ، 2018).

تشخیص فیزیک سنگ به عنوان پیش شرط مدل سازی فیزیک سنگ

تشخیص فیزیک سنگ به ما امکان می دهد فرآیندهای زمین شناسی و دیاژنتیک را بررسی کنید که نحوه تشکیل سنگ و خصوصیات ارتجاعی آن را کنترل می کند. این تشخیص ها شامل بررسی داده ها از مقیاس های مختلف ، با استفاده از میکروسکوپ الکترونی روبشی ، مقاطع نازک ، هسته ، سیاهههای مربوط به سیم و اندازه گیری های برون رفت و سپس مقایسه با مدل های فیزیک سنگ منتشر شده و اعتبار سنجی با درک زمین شناسی سنگ ، مانند آن است. مرتب سازی ، سیمان سازی و گرد بودن.

CGG GeoSoftware ابزار آسان برای تشخیص فیزیک سنگ را در برنامه فیزیک سنگ RockSI خود پیاده سازی کرده است (Allo ، 2019). انواع الگوهای فیزیک سنگ با تنظیم پارامترهای انعطاف پذیر برای انجام تشخیص فیزیک سنگ در طیف گسترده ای از انواع سنگ موجود در محیط های مختلف رسوبی برای کاربران در دسترس است.

شکل 1 نمونه ای از تفسیر پتروگرافی را بر اساس میکروکروگرافهای مقاطع نازک نشان می دهد که متعاقباً برای تکمیل تشخیص فیزیک سنگ استفاده می شود.

تعدادی مشاهدات می تواند انجام شود ، مانند نوع مواد معدنی و توزیع آنها. مشخصات دانه ، از جمله درجه تماس دانه ها و زاویه ای بودن آنها ؛ وجود سیمان سازی ، از جمله انواع سیمان ، حجم سیمان سازی و توزیع سیمان هایی که بر انسجام سیمان تأثیر دارند. و حجم منافذ ، شکل و توزیع آنها که به طور قابل توجهی بر خاصیت ارتجاعی سنگ تأثیر می گذارد.

این مشاهدات بعداً می تواند به عنوان مرجعی برای محدود کردن پارامترهای مدل سازی فیزیک سنگ استفاده شود.

فیزیک سنگ CGG
شکل 1. تصویر نزدیک تفسیر سنگ نگاری را بر اساس میکروکروگرافهای مقاطع نازک به تصویر می کشد (سمت چپ: ماسه سنگ M ؛ راست: ماسه سنگ O). به طور کلی ، درجه سیمان سازی پایین است و کوارتز نوع سیمان غالب است. سیمان عمدتا با سایر دانه ها در تماس نیست. زاویه ای بودن دانه ها بسیار زیاد است. (منبع: CGG GeoSoftware)

شکل 2 نمونه ای از تشخیص فیزیک سنگ را بر اساس تخلخل در برابر تقاطع سرعت موج S نشان می دهد. سه ماسه سنگ با الگوی فیزیک سنگ از مدل سیمان ثابت روکش شده اند (Avseth ، 2000). روندهای سیمانی سازی و مرتب سازی مشاهده شده با روندهای متقاطع درون ورزی تخلخل در برابر مدول الاستیک قابل مقایسه بودند (بعد از آوست و همکاران ، 1999). تشخیص از crossplot برای سه ماسه سنگ با مشاهدات از مطالعه زمین شناسی که در آن ماسه سنگ M متوسط ​​مرتب شده است مطابقت داشت. ماسه سنگ N ضعیف است تا طبقه بندی متوسطی داشته باشد. و ماسه سنگ O عمدتا طبقه بندی ضعیفی دارد (بعد از ماتور ، 2018).

فیزیک سنگ CGG
شکل 2. تشخیص فیزیک سنگ بر اساس تخلخل در برابر عرض متقاطع سرعت موج S (چپ) برای سه ماسه سنگ در بالا نشان داده شده است. آبی: ماسه سنگ سبز: ماسه سنگ N؛ و صورتی: ای ماسه سنگ. (منبع: CGG GeoSoftware)

شکل 3 تشخیص فیزیک سنگ را برای ماسه سنگ های M ، N و O بر اساس بافت های مختلف سنگ ، از جمله تعداد هماهنگی ، که میانگین تعداد تماس ها در هر دانه ، زاویه ای دانه و انسجام سیمان است ، نشان می دهد که مربوط به توزیع سیمان تماس است. این تشخیص ها نشانگر پارامترهای مختلف زمین شناسی است و می تواند به عنوان نقاط شروع برای مدل سازی فیزیک سنگ و همچنین تحلیل حساسیت به پارامترهای مدل سازی مورد استفاده قرار گیرد.

CGG

CGG

فیزیک سنگ CGG
شکل 3. تشخیص فیزیک سنگ برای ماسه سنگهای M (آبی) ، N (سبز) و O (صورتی) بر اساس تخلخل در مقابل قطعه های متقاطع سرعت موج S با روند مختلف بافت پوشانده شده است. (منبع: CGG GeoSoftware)

مدل سازی فیزیک سنگ از خواص الاستیک با محدودیت های زمین شناسی متناسب

در مرحله مدل سازی فیزیک سنگ ، از تمام موارد تشخیصی که قبلاً انجام شده استفاده می شود و پارامترهای مدل سازی برای رفع محدودیت های زمین شناسی و مشاهدات سنگ نگاری از تجزیه و تحلیل هسته ، مطالعات رسوب شناسی و چینه نگاری ، آزمایش و تجزیه و تحلیل مایعات و داده های دما و فشار تنظیم شده است.

RockSI CGG دارای یک کتابخانه غنی از ویژگی های مواد معدنی و مایع و همچنین یک فهرست گسترده از مدل های فیزیک سنگ برای سناریوهای مختلف زمین شناسی است. علاوه بر این ، مدلسازی می تواند در هر رخساره و / یا در هر منطقه انجام شود تا تنظیمات رسوبی بسیار پیچیده مستقل از نهادهای همسایه را کنترل کند.

بر اساس تشخیص فیزیک سنگ ، بافت های زیر در مدل سازی فیزیک سنگ بر روی ماسه سنگ های M ، N و O گنجانده شده است:

  • زاویه دار بودن دانهشکل زیر زاویه ای تا گرد همانطور که در تصاویر مقطع نازک نشان داده شده است ، جایی که از زاویه ای دانه 0.7 استفاده شده است.
  • انسجام سیمان: تصاویر مقطع نازک نشان دهنده رشد بیش از حد سیمان در سطح دانه است اما در تماس دانه نیست ، بنابراین از ضریب انسجام سیمان 0.6 استفاده شد.
  • حجم سیمان: بازرسی بصری از تصاویر مقطع نازک نشان می دهد که متوسط ​​حجم سیمان بسیار کم است. تشخیص فیزیک سنگ نشان می دهد که متوسط ​​حجم سیمان حدود 4.5٪ است که با داده های شمارش نقطه نیز تأیید می شود (جدول 1) ، بنابراین از حجم متوسط ​​سیمان 5٪ استفاده شده است.
  • روند مرتب سازی: تشخیص فیزیک سنگ نشان می دهد که مرتب سازی از ماسه سنگ به ماسه سنگ O بدتر می شود ، که با داده های شمارش نقطه مطابقت دارد (جدول 1).

ماسه ها

اندازه گیری مرتب سازی Trask

(مقدار بالاتر = مرتب سازی ضعیف تر)

سیمان کوارتز (٪)

م

1.92

5.7

N

2.01

3.4

ای

2.11

4.5

جدول 1 اطلاعات مربوط به مرتب سازی دانه ها و حجم سیمان کوارتز برای ماسه سنگ های M ، N و O را نشان می دهد.

مدل نهایی فیزیک سنگ ساخته شده برای سه ماسه سنگ در شکل 4 نشان داده شده است.

فیزیک سنگ CGG
شکل 4. یک مدل نهایی فیزیک سنگ برای سه ماسه ساخته شده است. (منبع: CGG GeoSoftware)

نتیجه

این مطالعه موردی با استفاده از سه ماسه سنگ متفاوت از نظر بافت ، گردش کار تشخیص فیزیک سنگ را نشان داد. تشخیص فیزیک سنگ با احترام به مشاهدات سنگ نگاری و تجزیه و تحلیل دقیق بافت سنگ بر اساس درک فرآیندهای زمین شناسی مانند رسوب و دیاژنز ، با توجه به مدل های موجود فیزیک سنگ انجام شد. شناخت محدودیت های زمین شناسی از طریق تشخیص فیزیک سنگ برای انتخاب مناسب ترین مدل فیزیک سنگ برای مطالعه و همچنین تنظیم پارامترهای مدل سازی بسیار مهم است.


منابع

Allo، F.، 2019. تلفیق آثار کلاسیک فیزیک سنگ: برداشتی عملی از مدلهای متوسط ​​دانه ای ، The Leading Edge ، 334-340.

Avseth، P.، Dvorkin، J.، Mavko، G. and Rykkje، J.، 1999. تشخیص املاک سنگ ماسه های دریای شمال: پیوند بین ریزساختار و خواص لرزه ای.

Avseth ، P. ، 2000. ترکیب فیزیک سنگ و رسوب شناسی برای توصیف مخزن لرزه ای سیستم های توربیدیت دریای شمال. دکترا پایان نامه ، دانشگاه استنفورد ، ایالات متحده آمریکا.

Avseth، P.، Dræge، A.، van Wijngaarden، A.-J.، Johansen، TA and Jørstad، A.، 2008. فیزیک سنگ شیل و پیامدهای آنالیز AVO: نمایش دریای شمال. The Leading Edge 27، 788–797.

Mathur ، A. ، 2018 ، زمین شناسی مدل سازی فیزیک سنگ را محدود کرد ، GEO India 2018 ، AU488.


محتوای مرتبط توسط CGG:

4 ژانویه 2021: روند و تفسیر: ارائه قابلیت مشاهده اطلاعات مهم

1 فوریه 2021: GeoVerse از CGG چندین دهه داده علوم زمین علوم دیجیتالی را که برای تجزیه و تحلیل آماده است ، به دسک تاپ شما تحویل می دهد

نوامبر 2 ، 2020: ResPack HD CGG به یک فناوری معکوس لرزه ای معکوس برای بهینه سازی قرار دادن و تولید چاه تبدیل می شود

Leave a reply

You may use these HTML tags and attributes: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <s> <strike> <strong>