دانلود گزارشهای کارآموزی و پروژه دانشجویی

دانلود شناسایی ساختارهای زمین شناسی در مخازن نفت به روش ژئوفیزیکی

فهرست مطالب
عنوان
چکیده
مقدمه
فصل اول
انواع مخازن نفتی
ارزش دولومیت
خصوصیات سنگ
انواع تخلخل
فصل دوم
اکشتاف ژئوفیزیکی
روش الکتریکی
مغناطیس سنجی
لرزه نگاری
برداشت
انواع  نویز
انواع لرزه نگاری
فصل سوم
چاه پیمایی
خدمات تکمیل چاه
اثرات حفاری
نمودار های چاه پیمایی
منابع

چکیده :
روش ژئوفیزیکی یک روش بسیار عالی و مناسب چه از نظر زمان و چه از نظر هزینه برای اکتشاف و استخراج مواد معدنی , نفتی , گاز و شناسایی لایه‌های زیر زمینی و تهیه نقشه‌های زمین
شناسی می‌باشد.
از ژئوفیزیک از سالهای بسیار قبل در اکتشاف و شناسایی مواد معدنی است استفاده می‌شده است با پیشرفت علم دستگاه‌ها و ابزار جدیدی در زمینه ژئوفیزیک ساخته شد که باعث شد که این روش به شناختهای مختلفی تقسیم شود. که ما به بررسی برخی از این شاخه‌ها که از آنها در اکتشاف نفت و گاز و تعیین ساختارهای زمین شناسی نفت و همچنین تعیین خصوصیات مخزن و محل مخزن می‌پردازیم.
این شاخه‌ها عبارتند از : ۱) گرانی ۲) مغناطیسی ۳) لرزه نگاری که به دو صورت دو بعدی و سه بعدی می‌باشد. ۴) چاه پیمایی و ۰۰۰
از جمله مهمترین این روش‌ها , روش چاه‌پیمایی و لرزه نگاری است.
از لرزه نگاری در شناسایی و اکتشاف مخازن نفتی و گازی استفاده می‌گردد که در ایران در مناطق دشت آزادگان , مارن و کوپال , آغاجاری از روش لرزه نگاری ۳ بعدی استفاده  شده است که در منطقه آغاجاری بزرگترین پروژه لرزه نگاری ۳ بعدی خاورمیانه انجام می‌شود.
در چاه پیمایی با نمودارگیری از جدار چاه‌های نفت پارامترهای متعدد مخزن نفت از قبیل میزان اشباع آب , اشباع هیدروکربن , میزان تخلخل و نفوذ پذیری و نوع سنگ شناسی و سایر اطلاعات ذیقیمت اکتشاف نفت بر روی نمودارها مشاهده و قرائت می گردد.

مقدمه :
اطلاعات کسب شده توسط شناسایی‌های سطحی , هرچند دقیق و کامل باشند , نمی‌توانند همه نیازها را برآورده نمایند. اطلاعات دقیقتر از وضعیت زمین را می‌توان با بررسی‌های زیر سطحی به دست آورد. هدف‌های بررسی های اکتشافی زیر زمینی را به نحو زیر می‌توان خلاصه کرد :
الف ) تأیید یا تکمیل نقشه‌های زمین شناسی مهندسی که توزیع مصالح زمین شناسی را در سطح و عمق کم نشان می‌دهد.
ب) تعیین نحوه توزیع مصالح زمین شناسی در زیر زمین و آگاهی از شرایط آب زیر زمینی
ج) گرفتن نمونه‌هایی از مصالح زمین شناسی برای شناسایی آنها و انجام آزمون های آزمایشگاهی.
د) اندازه گیری ویژگی های مهندسی مصالح به طور برجا.
دستیابی به هدف‌های فوق به دو صورت مستقیم و غیر مستقیم و با استفاده از روش‌های زیر امکان‌پذیر است.
الف ) روش‌های ژئوفیزیکی که اطلاعات غیر مستقیم به دست می دهد.
ب) روش های شناسایی زیر زمینی که حاصل آن کسب اطلاعات مستقیم و غیر مستقیم است.
ج) حفاری‌های آزمایشی و مغزه‌گیری که داده‌های مستقیم به دست می دهد.
د) نمودارگیری ژئوفیزیکی از گمانه‌ها که بطور غیر مستقیم اطلاعاتی را در اختیار ما قرار می‌دهد.
پس از آنکه ضرورت انجام اکتشافات زیر زمینی مورد تأیید قرار گرفت , باید در مورد نوع روش یا روش‌های اکتشاف زیر زمینی تصمیم‌گیری شود. روش های اکتشافی بر مبنای هدف مطالعات , مرحله بررسی‌ها , وسعت منطقه مورد مطالعه , نوع پروژه , شرایط زمین شناسی , شرایط سطح زمین و قابلیت دسترسی آن و بالاخره محدودیت‌های بودجه و زمان انتخاب می‌شود.
در اکتشافات ژئوفیزیکی برخی از مهمترین خواص فیزیکی زمین توسط ابزارهای ویژه اندازه گیری شده و با تفسیر نتایج حاصله , شرایط زیر زمینی استنتاج می‌شود. خواصی از سنگ‌ها که در اکتشاف ژئوفیزیکی , سنجیده می‌شوند. معمولاً عبارتند از : کشسانی (الاستیسیته) , هدایت الکتریکی , هدایت حرارتی , چگالی , خاصیت مغناطیسی و رادیو اکتیوتیه .
باید توجه داشت که خواص اندازه گیری شده معمولاً به طور مستقیم با هدف مورد نظر مرتبط نیستند : از این رو همواره باید بر نوعی ارتباط بین خواص اندازه گیری شده و آنچه که به دنبالش هستیم متکی باشیم.
در اکتشافات ژئوفیزیکی معمولاً به دنبال یک ناهنجاری یا به زبانی انحراف از مشخصات یکنواخت زمین شناسی هستیم. تغییر ناگهانی در جنس مواد , برخورد به یک گسل یا یک منطقه خرد شده یا لایه های آبدار می‌توانند ناهنجاری هایی نسبت به شرایط طبیعی به حساب آیند. باید توجه داشت که هرچه ناهنجاری‌ مورد بررسی نسبت به دستگاه‌های اندازه گیری دورتر قرار گرفته باشد , تأثیر آن ضعیفتر می‌شود. در چنین مواردی برای اندازه‌گیری محتاج دستگاه‌های دقیقتری هستیم. علاوه بر آن در داده‌های ژئوفیزیکی معمولاً آثاری که مورد نظر نیستند و پارازیت نامیده می‌شوند. تداخل می‌کند که باید به نحوی حذف شوند تا ناهنجاری‌ مورد نظر بهتر مشخص شود. متوسط گیری از مقادیر خوانده شده معمولی ترین روش برای کاهش اثر پارازیت‌هاست. به طور کلی تعبیر و تفسیر داده‌های ژئوفیزیکی همواره با ابهام همراه است , زیرا اغلب برای داده های ژئوفیزیکی در یک بررسی اکتشافی تا حدی می‌توان این کمبود را مرتفع کرد. خلاصه اینکه روش های غیر مستقیم ژئوفیزیکی هیچگاه نمی‌تواند جانشین روش های بررسی مستقیم , مثل گمانه زنی شود. این روش‌ها در زمانی کوتاه و مخازجی نسبتاً کم , ناحیه وسیعی را مورد بررسی قرار داده و ضمن محدود کردن محل‌های مناسب برای حفاری , هزینه عملیات اکتشافی را به نحو قابل ملاحظه ای کاهش می‌دهند.

فصل اول

انواع مخازن نفتی :
۱) مخازن تخریبی یا ماسه سنگی : مثل مخازن لیبی
۲) مخازن تبخیری یا کرنباته : مثل ایران
نکات قابل توجه :
۱) بیشترین مخازن نفتی دنیا در حوزه‌های پس از تریاس مشاهده می‌شود. که در پالئوزوئیک کمترین مقدار در کامبرین بوده است.
۲) طاقدیس‌ها عمده‌ترین نفت‌گیرهای کره زمین هستند و ریف‌ها , گسل ها آخر از همه هستند.
۳) در مخازن نفتی از لحاظ آماری مخازن کرنباته دارای تعداد بیشتری بوده و پراکنش بیشتری دارند.
۴) در تمام نقاطی که از لحاظ تکتونیکی آرامش داشتند , نفت بهتر تولید شده است. (هرجا Sr زیاد باشد آرامش بیشتر است).
اهمیت دولومیت (Dolomite) در صنعت نفت :
اهمیت صنعتی دولومیت به خاطر Mg آن است که از آن استفاده می‌شود. همچنین دولومیت وقتی در لایه‌ها تشکیل می‌شود به دلیل حجم بالایی که در آن بوجود می‌آید می‌توان مخزن کرنباته خوبی برای نفت بوجود آورد.
مخازن نفتی دنیا اکثراً دلومیتی هستند. مخازن چاه‌های نفتی بورگان کویت و کرکوک کاملاً دولومیتی است.

عمل دولومیتیزاسیون :
این عمل به وسیله آبهای جاری و در نتیجه Water rock introduction ( واکنش متقابل آب و سنگ ) صورت می‌گیرد. که این امر آرام آرام انجام می شود و جابجایی Mg و Ca  صورت می‌گیرد
در این محیط آبی سنگی جانشینی انجام گرفته و طیف زیر انجام می‌پذیرد.

 انواع دولومیت :
۱) دولومیت اولیه : primary Dolomit
دولومیتی است که از همان ابتدای بوجود آمدن کره زمین دولومیت تشکیل شده است و بعد دولومیت ته نشین شده و رسوب داده است دولومیت های اولیه معروف در جهان :
الف) شبه جزیه قطر    Qatar
ب) فلوریدا     Florida
پ) باهاما     Bahama
نکته اینکه این دولومیت‌ها ریز بلور هستند.
۲) دولومیت ثانویه :  Secoundry  Dolomite
پس از تشکیل سنگ آهک , آب غنی از Mg با حرکات رفت و برگشت خود به آهک برخورد کرده و آرام آرام Ca را بیرون کرده و Mg جای آن گذاشته و در طول زمان دولومیت تشکیل شده است.
این دولومیت به علت مخازن نفتی اهمیت دارد.
دولومیت ثانویه بلورهای لوزی شکل (رمبوئدر) با فضای خالی و مواد قهوه ای (آلی) در بین آن هست و این دولومیت‌ها درشت بلور هستند.
سیستم‌های دولومیت‌زایی :
مکانیزم دولومیت‌زایی :   Dolomitiza   mechanisme
1) جریان مجدد :    Re flux
بدلیل آنکه آب دریایی آن موقع Mg در آن بالا بوده و حرارت هم حدود ۲۴-۲۶ درجه بوده یعنی دما در حد دمای معمول دلومیتیزاسیون بوده و شرایط آماده بوده و این آب دریا مدام به این سنگ‌های آهکی برخورد کرده و روی این سنگ‌ها را دولومیتی کرده و پای این سنگ‌ها دولومیتی شده و زیر این دولومیت‌ها نفت داریم. و همچنین دولومیتیزاسیون باعث افزایش حجم می‌شود که باعث تجمع هیدروکربنها در آن می‌شود.
سیستم Reflux در جاهای زیادی اثر کرده و اینها جزء دولومیت‌های ثانویه هستند یعنی ابتدا آهک بوده و به مرور زمان تبدیل به دولومیت‌ شده‌اند.
به طور مثال در لایه —– Base یا کف سازند   بصورت دولومیتی شده است. نکته اینکه در عمل دولومیتیزاسیون در اثر دولومیت زایی افزایش حجمی برابر با ۴۰ درصد خواهیم داشت.
سازند الیکا دولومیتهای ریز سیلیسی شده یعنی داخل این آهکها سیلیس هم بوده و نگذاشته کاملاً دولومیتیزاسیون انجام شود.

۲) مکانیزم دورگ :  Dorag
این مکانیزم توسط بدیع الزمانی ارائه گردید که بدین صورت است که داخل دریاها یک عدسی داریم که به آن عدسی آب می‌گوییم که در آن جوی با آب دریایی به هم برخورد می‌نمایند. و داخل این لنز یعنی محل برخورد و اختلاط آب شور با آب شیرین دولومیت تشکیل می شود. و چون آب شیرین و آب شور وجود  داشته است. اسم آنرا دورگ نامیده اند.
در ۱۰ سال اخیر با مطالعه روی ایزوتوپ ها چون مقدار ایزوکوپ‌های کربن ۱۲ , کربن ۱۳ و اکسیژن ۱۶ , اکسیژن ۱۸ در آب دریا وجو مشخص است , آمریکاییها با تحقیق و بررسی بر روی ایزوتوپ‌های کربن و اکسیژن این لنزها با کربن و اکسیژن دریا وجو مشاهده  نمودند که این ایزوتوپ‌ها با هم یکسان نمی‌ باشند.
پس اعلام کردند که از لحاظ ایزوتوپی و مطالعات ایزوتوپی دولومیتی که در محل اختلاط آب شیرین و آب شور تشکیل شده است. با حرف بدیع الزمانی هم خوانی ندارد. و در نتیجه نظریه دورگ رد شد.
۳) مکانیزم پمپ تبخیری :  Evaporite  pumping
جاهایی که آفتاب شدیداً می‌تابد و باعث گرم شدن سطح زمین می‌شود. در مناطق کویری آب زیر زمینی به سطح زمین نزدیکتر است و باعث می‌شود این آبها بخار شود و ایجاد خلاء در نزدیکی سطح زمین کند و ایجاد نیروی مویینگی می‌کند و آبهای حاوی منیزیم بالا می‌آیند که باعث تشکیل دولومیت می‌شوند که به آن دولومیت حاصل از مویینگی می‌گویند.
از پدیده مانند آن می‌توان به پدیده Desert varnisch اشاره نمود که اکسید آهن و اکسید منیزیم از داخل سنگ به سطح آمده و با تابش آفتاب قهوه‌ای شده اند و روی سنگ را قهوه ای کرده‌اند که این هم مثل مکانیزم پمپ تبخیری است.
ارزش دولومیت :
* ارزش اول :
سنگی که از آهک تبدیل به دولومیت می‌شود افزایش حجمی معادل ۴۰ درصد پیدا می‌کند و دولومیت ارزش نفتی برای ما دارد. و نفت آن برای ما مهم است و یک ارزش مهم آن ایجاد محیطی مناسب برای تشکیل مخازن نفتی است یعنی در آن مخازن نفتی تشکیل می‌شود.
* ارزش دوم :
چون دولومیت غنی از منیزیم است و این منیزیم در صنایع مختلف کاربرد دارد. اگر دولومیت دارای درصد منیزیم بالا باشد آنرا استخراج می‌کنند.
استفاده هایی که از دولومیت می‌شود مثلاً در صنایع ساختمانی بصورت پودر که در یک سری سیمانها از این پودر استفاده می‌کنند.
مخزن سالم :
یک سنگ مخزن متخلخل محتوی مواد نفتی دارای اختصاصات زیر است :
۱) زمینه یا ماتریکس Matrix سنگ از دانه‌های ماسه سنگ , سنگ آهک و دولومیت یا ترکیبی از آنها ساخته می‌شود. « Reseyvoir rocks »
۲) بین دانه‌های متشکله سنگ را حفرات , درز و شکاف‌ها یا بطور کلی خلل و فرج‌هایی وجود دارد که توسط آب , نفت و یا احتمالاً گاز پر می‌شود.
۳) آب بصورت لایه نازکی اطراف دانه‌ها را فرا می گیرد و درون درز و شکاف های بسیار باریک را اشغال می‌نماید. و گاهی بصورت رگه‌های ممتدی در ساختمان سنگ در می آید.
۴) نفت فضاهای بزرگتر داخل سنگ را اشغال می‌کند و اگر گاز هم وجود داشته باشد. بزرگترین فضاها را اشغال کرده و نفت را از فضاهای متوسط خارج می‌کند.
خصوصیات مهم سنگ‌ها :
۱) تخلخل porosity       ۲) اشباع آب water saturation  ۳) نفوذپذیری   Permeablity
تخلخل و انواع آن :
درصدی از کل حجم سنگ است که توسط فضاهای خالی اشغال می‌شود. تخلخل در سازندهای غیر فشرده به میزان دانه‌های هم قطر بستگی دارد.
اگر اندازه دانه‌ها یکسان باشد میزان تخلخل زیاد و بین ۳۵ تا ۴۰ درصد می‌باشد. در مواردی که اندازه دانه‌ها بسیار متغیر باشد بطوریکه دانه‌های کوچک فضاهای بین دانه های بزرگ را پرکنند تخلخل کمتر و تا ۲۵ درصد می‌رسد.
در تخلخل‌های پائین‌تر بطور کلی ذرات سنگ توسط مواد سیلیسی یا کربناتی , سیمان شده و تخلخل را تا حد صفر درصد پائین می‌آورند.
انواع تخلخل :
۱) تخلخل مطلق :
نسبت کلیه فضاهای خالی مثل روزنه‌ها , درزه‌ها , خطرات و شکاف‌های سنگ را به کل حجم سنگ تخلخل مطلق می‌گویند.
تخلخل مطلق خود به دو دسته تقسیم می‌شود. تخلخل اولیه که از نوع بین دانه ای و بین کریستالی بوده و در سنگ‌های تخریبی ( مانند سنگ ماسه) دیده می شود.
و تخلخل ثانویه که به شکل حفره ای و شکاف و درز و ترک که منشأ مکانیکی و ثانویه دارند دیده می‌شود. و به طور کلی در سنگ‌های آهکی و دولومیتی که منشأ شیمیایی و بیوشیمیایی دارند بوجود می‌آیند.
۲) تخلخل پیوسته :
درصدی از کل حفره‌های سنگ است که با یکدیگر ارتباط دارند , درصورت عدم ارتباط حفره‌ها با یکدیگر مقدار آن خیلی کمتر از تخلخل مطلق است , مانند سنگ پا که حدود ۵۰ درصد تخلخل مطلق دارد ولی تخلخل پیوسته یا مؤثر آن در حدود صفر است.
۳) تخلخل نهفته :
درصدی از کل حفرات موجود در سنگ است که توسط کانال‌های مویین به هم متصل است. ولی این راه‌های ارتباطی بقدری باریک است که سیال به سختی می‌تواند از آن عبور کند. (۲۰ میکرومتر برای نفت و ۵ میکرومتر برای گاز) سنگهای شیلی دارای تخلخل نهفته هستند که ۴۰ تا ۵۰ درصد تخلخل پیوسته دارند اما اندازه کانال‌های ارتباطی آنقدر باریک است که سیالات موجود به علت خاصیت جذب مولکولی نمی‌توانند حرکت کنند.
۴) تخلخل مؤثر :
آن دسته خلل و فرجی است که سیالات قابل تحرک به آنها دسترسی دارند. مایعات به سهولت در درون فضاهای خالی سنگ جابجا می‌شوند و این تخلخل در محاسبات نفتی قابل ارزش است.
اشباع آب و هیدروکربن :
اشباع عبارتست از نسبت حجم اشغال شده سنگ توسط سیال به حجم کل تخلخل که آنرا با S نمایش می‌دهند.
اشباع آب درصدی از فضاهای خالی است که توسط آب اشغال می‌گردد و با   نمایش داده می‌شود. و کسر باقیمانده که شامل نفت و گاز است معادل با   و به نام اشباع هیدروکربن معروف است و با علامت   مشخص می‌شود. اصولاً در ابتدا مخازن از آب اشباع بوده اند ولی در زمانهای بسیار طولانی زمین شناسی , نفت و گاز بعد از تشکیل به سازندهای متخلخل مهاجرت کرده و آب را از فضاهای خالی بزرگتر جابجا نموده و خود جایگزین شده‌اند. هرچند تمام آب خارج نشده و بخشی باقی می‌ماند که به آب باقیمانده موسوم است. شکل ۱-۱- وضعیت آب و نفت و گاز را در داخل حفرات سنگ نشان می‌دهد.
اشباع آب غیر قابل کاهش :
میزان آبی است که توسط کشش سطحی دانه ها در محل تماس دانه‌ها و در درزه‌ها و شکاف‌های کوچک باقی مانده و میزان آن از حدود ۰٫۰۵ در سنگ‌های درشت دانه تا ۰٫۴ یا بیشتر در خیلی ریزدانه تغییر می‌کند.
و میزان آن به نوع تخلخل , اندازه حفره ها , قطر کانال‌های ارتباط دهنده حفره‌ها و طبیعت دانه‌های متشکله زمینه سنگ بستگی دارد.
نکته مهم اینکه در هنگام تولید هیدروکربن آب غیر قابل کاهش از سازند خارج نخواهد شد.

 (( برای دانلود کلیک کنید ))