ویژگی های مخزن نقش بسیار مهمی در ارزیابی موفقیت اقتصادی، مدیریت و توسعه مخزن ایفا می کنند. تخلخل و تراوایی از مهمترین خصوصیات سنگ مخزن هستند که برای مدلسازی پتروفیزیکی مخزن مورد استفاده قرار می گیرند. در صنعت نفت این پارامترها در آزمایشگاه و با استفاده از روش های تزریق هلیم و هوای خشک اندازه گیری می شوند. استفاده از روشهای آزمایشگاهی معمولاً زمانبر و پرهزینه بوده و در همه شرایط ممکن نمی باشد و همیشه نمی تواند پاسخگوی تمام نیازهای مهندسین و کارشناسان باشند. در سالهای اخیر با پیشرفت سخت افزاری و نرم افزاری کامپیوترها، استفاده از تکنیکهای هوش مصنوعی و آنالیز تصویر در صنعت نفت گسترش یافته است. با هدف کاهش هزینه ها و زمان در مطالعات مخزنی، مطالعه حاضر را به دو بخش تقسیم کرده ایم: در قسمت اول تلاش شده تا با تکیه بر مطالعه پتروگرافی و هوش مصنوعی رهیافتی کاربردی برای تخمین تخلخل و تراوایی از روی تصاویر مقاطع نازک ارائه شود. برای این منظور، دوازده مشخصه پتروگرافی از هر مقطع استخراج شده و با استفاده از سه تکنیک شبکه عصبی، منطق فازی و روش نروفازی مقدار تخلخل و تراوایی تخمین زده شده است. نتایج نشان می دهد تکنیکهای هوشمند در تخمین تخلخل و تراوایی موفق عمل کرده اند و تخلخل را به ترتیب با خطای 0.0256، 0.0214، 0.0226 درصد و تراوایی را به ترتیب با خطای 0.0139 ،0.0061، 0.0085 میلی دارسی پیش بینی کرده اند. در ادامه، برای افزایش دقت در تخمین تخلخل و تراوایی از دو نوع ماشین کمیته ای استفاده شد که ماشین کمیته ای مبتنی بر الگوریتم ژنتیک دقیق ترین پیش بینی را از این دو ویژگی پتروفیزیکی داشته و به ترتیب تخلخل و تراوایی را با دقت 0.0165 درصد و 0.0056 میلی دارسی پیش بینی کرده است که مقایسه تخلخل ماشین کمیته ای با تخلخل مغزه در چاه مورد مطالعه، ضریب همبستگی 76 درصد و مقایسه تراوایی ماشین کمیته ای با تراوایی مغزه، ضریب همبستگی 94.2 درصد را نشان می دهد. در قسمت دوم این پایان نامه، با تکیه بر روشهای آنالیز تصویر و تشخیص الگو تلاش شده است تا الگوریتمی خودکار برای تفکیک انواع مختلف فضاهای خالی در تصاویر مقطع نازک ارائه شود.در الگوریتم ارائه شده برای طبقه بندی فضاهای خالی از توابع تفکیک کننده خطی، درجه دوم و ماهالانوبیس استفاده شده است. خطای الگوریتم به دو روش بررسی شده است که در هر دو روش مشخص شد، الگوریتم قادر به تفکیک انواع فضاهای خالی با دقت قابل قبول و مناسبی می باشد. تابع تفکیک کننده خطی بهترین جدایش را برای فضاهای درون دانه ای و بیوملدیک به ترتیب با خطای 9 و 1 درصد، تابع تفکیک کننده درجه دوم بهترین جدایش را از فضاهای قالبی کامل و قالبی ناقص به ترتیب با خطای 6 و 9 درصد و تابع تفکیک کننده ماهالانوبیس بهترین جدایش را از فضاهای بین دانه ای با خطای 10 درصد، داشته است. در روش دوم بررسی دقت الگویریتم مشخص شد، بهترین طبقه بندی به ترتیب برای تخلخل بیوملدیک، قالبی کامل، درون دانه ای، بین دانه ای و قالبی ناقص با دقت 100، 92 ،82، 75 و 68 درصد انجام شده است.

با توجه به نیاز روز افزون صنعت به منابع هیدروکربوری، همواره تلاش شده است تا با استفاده از تکنیکهای جدید به اکتشاف و بهره برداری از منابع و ذخایر جدید پرداخته و به این نیازها پاسخ داده شود. در چند سال اخیر با کاهش ذخیره ذخایر نفتی و افزایش قیمت نفت و گاز در بازار جهانی، مهندسین و کارشناسان تمرکز و توجه ویژه ای به شیل های نفتی و گازی داشته اند. با هدف نظام بخشی به تحقیق، مطالعه حاضر به دو بخش تقسیم گردیده است: در قسمت اول، منابع هیدروکربوری نامتعارف به طور گسترده جهت دستیابی به منبع کاملی از اطلاعات لازم درخصوص این ذخایر جدید و حائز اهمیت مورد مطالعه قرار گرفته شده است. در این قسمت تلاش شده تا کامل ترین منبع موجود درخصوص این ذخایر در ایران جمع آوری گردد. در قسمت دوم براساس تجزیه و تحلیل اطلاعات موجود لایه های شیلی و همچنین ویژگی های زمین شناسی میدان های نفتی حوضه لرستان، میزان درصد ماده آلی آنها و میزان پختگی و همچنین عمق دسترسی به سازندهای هدف، سازندهای محتمل وجود شیل گازی در این حوضه، تعیین گردیده اند. ابتدا پارامترهای مهم ژئوشیمیایی منابع شیلی بررسی و تعیین گردید و در ادامه سازندهای مهم شیلی حوضه لرستان از جمله: پابده، کژدمی، سرگلو و گرو مورد بررسی قرار گرفتند. در این مطالعه از روش آنالیز تمایز و روش ساده گرافیکی آن، جهت ارزیابی نمونه ها و تفکیک نمونه های با پتانسیل و کم پتانسیل استفاده شده است. برای این منظور، پارامترهای مهم ژئوشیمیایی سازندها که از لحاظ شیل گازی اهمیت دارند همچون کربن آلی کل، میزان بلوغ و شاخص هیدروژنی در این سازندها با یکدیگر مقایسه گردید و تفاوت آشکاری بین میزان بلوغ گرو و سرگلو با پابده مشاهده گردید. سازند پابده کاملا غیرپخته و سازند گرو و سرگلو وارد پنجره تولید گاز تر و میعانی شده اند و با توجه به پارامترهای دیگر، سازند گرو را جهت تعیین پارامتر تمایز، به عنوان جامعه با پتانسیل و سازند پابده به عنوان جامعه بدون پتانسیل شیل گازی انتخاب گردید. سپس پارامتر تمایز، با استفاده از میانگین پارامترهای ژئوشیمیایی این دو سازند محاسبه گردید و بهترین پارامتر با بالاترین توان تفکیک بدست آمد. نتایح حاصله از این مطالعات نشان می دهد قاعده سازند گرو و راس سازند سرگلو از جمیع جهات، در ناحیه لرستان، شرایط لازم اولیه را برای برخورداری از منابع شیل گازی دارا می باشد.

سازند دشتک با سن تریاس پایینی تا میانی، سنگ پوش مخازن کنگان و دالان در خلیج فارس می باشد. این سازند که تناوبی از سنگ های کربناته، انیدریت و شیل است تاکنون اهمیت چندانی به عنوان یک مخزن هیدروکربوری نداشته است و از لحاظ پتروفیزیکی مورد بررسی قرار نگرفته است. با این حال اخیراً داده های حفاری در میدان سلمان، وجود گاز را در بخش هایی از این سازند تأیید می کند. با توجه به این که این سازند یک سنگ پوش است و لایه های شیلی متعددی دارد، وجود گاز در این سازند می تواند با این شیل ها در ارتباط باشد. هدف از این تحقیق ارزیابی پتروفیزیکی سازند دشتک به منظور یافتن پتانسیل گازی آن و بررسی بخشهای شیلی آن به عنوان یک شیل گاز احتمالی است. در این تحقیق، داده های چاه پیمایی چاه 2sk-1 که اخیراً در میدان سلمان حفر شده به منظور حصول پارامترهای پتروفیزیکی دخیل در پتانسیل هیدروکربوری سازند دشتک مورد استفاده قرار گرفت. از این رو مدل های پتروفیزیکی متعددی برای آنالیز احتمالی بخش های شیلی و کربناته و انیدریتی تنظیم گردید تا تخلخل، تخلخل پر شده از گاز و آب و حجم شیل را تخمین بزند. نتایج این ارزیابی نشان می دهد لایه های بخش فوقانی سازند دشتک به ضخامت تقریبی 270 متر با لیتولوژی عمده آهک که به صورت متناوب با دولومیت و انیدریت جایگزین می شوند و معادل بخش عربی قلیله در میدان سلمان است، ناحیه ای اشباع از گاز است. با توجه به نتایج ارزیابی لاگ ها تخلخل کل، تخلخل اشباع از آب و گاز و حجم شیل در لایه های آهکی قلیله محاسبه گردید که مقادیر آن ها به طور متوسط برابر با 6 درصد، 1 درصد، 5 درصد و 10 درصد است. در بالای بخش سودیر نیز چندین لایه شیلی شناسایی شدند که با توجه به نتایج این مطالعه کانی رسی غالب آن ها ایلیت است. به دلیل وجود آهک در سومین لایه شیلی از بخش سودیر به ضخامت تقریبی 35 متر، تخلخل و گاز زیادی در این لایه دیده می شود. تخلخل بسیار بالای محاسبه شده این لایه شیلی می تواند متأثر از وجود ماده آلی باشد، بنابراین توسط روش ?log-r میزان ماده آلی کل آن بررسی شد که در غنی-ترین بخش های آن به 2.5 درصد می رسد. شیل آغار در پایین سازند دشتک و بالای سازند کنگان قرار گرفته است. میزان toc این بخش نیز محاسبه گشت. نتایج حاکی از آن است حدوداً 5 متر از آن دارای toc بیش از 2 درصد می باشد که نشان می دهد شیل های آغار و بخش سودیر فوقانی از سازند دشتک می توانند به عنوان سنگ منشأ این سازند عمل کنند.

در این پایان نامه قرار بر این است که الگوریتمی معرفی شود که طی آن بتوان انواع ماسرال ها را در مقاطع نازک میکروسکوپی سنگ منشأ شناخت و با تعیین درصد هرکدام از انواع ویترینایت، لیپتینایت و اینرتینایت بتوان نوع کروژن سنگ منشأ را تعیین نمود؛ تا هم در وقت و هم در هزینه، صرفه جویی مناسبی داشت. از این رو ابتدا تعداد 56 عدد عکس از مقاطع نازک مربوط به سنگ منشأهای متفاوت هیدروکربوری از پژوهشگاه صنعت نفت تهیه شد. به دلیل اینکه عکس ها از سنگ منشأهای متفاوتی هستند ماسرال و کروژن موجود در آن ها نیز متفاوت است که این امر برای طراحی الگوریتم بسیار مناسب است.