تخمین فاکتور تراکم‏پذیری منفذی سنگ مخزن توسط روش المان محدود مبتنی بر آنالیز دیجیتالی

همواره استخراج نفت و گاز از مخازن هیدروکربنی با تغییر فشار منفذی درون سنگ مخزن همراه بوده که بر رژیم تنش منطقه تاثیر فراوانی می‏گذارد. این تغییر در رژیم تنش ناشی از تغییر فشار منفذی سبب تراکم‏ سنگ می‏گردد. این خاصیت تراکمی سنگ مخزن از اهمیت زیادی در مطالعات مهندسی مخزن برخوردار است. از این‏رو فاکتور تراکم‏پذیری منفذی تعریف شده است. برای تعیین این فاکتور که خود تابعی از تنش موثر بوده روش استاندارد آزمایش تراکم‏پذیری حجم منفذی معرفی شده که در حالت کلاسیک مورد استفاده قرار می‏گیرد. روش مذکور نیاز به آماده‏سازی زمان‏بر و پرهزینه نمونه دارد. علاوه بر این، انجام آزمایش نیز پرهزینه می‏باشد. از این رو، معرفی روش‏های تخمینی برای این پارامتر همواره مورد نظر پژوهشگران بوده است. به طوری که تا کنون روابط تجربی مختلفی نیز معرفی شده است. نکته قابل توجه این است که تقریباً تمامی روابط پیشنهادی فقط مربوط به مخازن خاصی بوده و از طرفی هیچکدام این فاکتور را به صورت تابعی از تنش معرفی نکرده‏ وهمگی برای تراکم‏پذیری صرفاً به پیشنهاد عدد ثابتی اکتفا نموده‏اند. بنابراین در این تحقیق به دنبال معرفی راهکاری برای تخمین این فاکتور بوده که از نواقص قبلی برخودار نبوده و از طرفی هزینه و زمان کمی نیز برای رسیدن به این فاکتور صرف شود. در این راستا ابتدا با انجام مطالعه آزمایشگاهی بر روی 200 نمونه و دسته‏بندی آن‏ها برای ده گروه‏ سنگ‏های کربناته از مخازن ایران روابط تجربی معرفی شده است. روابط تجربی معرفی شده علاوه بر دارا بودن از قطعیت مناسب، دارای ساختار یکسان نیز بوده و برای گروه‏های مختلف معرفی شده تنها ضرایب این رابطه یکتا تغییر می‏کند. با استفاده از این روابط، علاوه بر فاکتور تراکم‏پذیری، روابط تخلخل-تنش و نیز تراوایی-تنش نیز برای هر گروه تخمین زده شده است. در ادامه علاوه بر تخمین به دست آمده از مطالعات آزمایشگاهی، یک روند عددی برای تخمین تراکم‏پذیری معرفی شده است. در این روند، اطلاعات هر مدل توسط تصویربرداری ct از نمونه مورد نظر به دست می‏آید. تصویر ct مورد استفاده در این تحقیق توسط سیستم تصویربرداری اشعه مخروطی (cbct) استخراج می‏شود. این روند توسط تلفیق تحلیل‏ المان محدود با تصاویر ct به دست آمده از نمونه‏های مغزه صورت گرفته است. نتایج تخمین صورت گرفته به این روش برای 20 نمونه سنگ مخزنی از مخازن ایران ارائه شده که حاکی از قابلیت اطمینان نسبتاً بالای روش ابتکاری ارائه شده است.