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.

توصیف مخزن یکی از مهمترین مراحل اکتشاف و توسعه مخزن است. روشی جدید و موفق در توصیف مخزن، روش واحدهای هیدرولیکی جریان است که ضخامت مخزن را به واحدهایی تقسیم می کند که قابل نقشه برداری اند و خواص مخزنی آنها، به طور قابل پیش بینی از خواص دیگر بخشهای مخزن متفاوت است. یکی از روشهای موفق در تقسیم بندی مخازن، آنالیز خوشه ای است که در این مطالعه از آن بهره گرفته شده است. با توجه به هزینه بالای مطالعات مخزنی، نمی توان در تمام مخزن مغزه گیری کرد. برای هموار کردن این مهم، در پژوهش حاضر از روشهای هوش مصنوعی برای تخمین پارامترهای مخزنی در چاههایی که مغزه گیری در آنها انجام نشده است، استفاده شده است. پس از تعمیم پارامترهای مخزنی در کل میدان، واحدهای هیدرولیکی جریان و دیگر پارامترهای مخزنی در میدان مدلسازی شده اند. داده های لرزه ای موجود در این میدان (امپدانس صوتی نسبی)به صورت متغیر دوم در کوکریجینگ وارد نرم افزار مدلسازی شدند تا پارامترهای مخزن، از اطلاعات لرزه ای هم بهره مند شده و با دقت بیشتری مدل شوند. نتایج مدلسازی با استفاده از داده های لرزه ای نشان داد که این اطلاعات، تا حد زیادی دقت مدلها را افزایش می دهند. این پژوهش نشان داد که زمانی که مدلسازی شاخص منطقه ای جریان و واحدهای هیدرولیکی با استفاده از الگوریتمهای sgs و sis با داده های لرزه ای تلفیق شود، نتایج بسیار خوبی را ارائه می دهد.

سازند آسماری با سن الیگومیوسن مهمترین سنگ مخزن میادین نفتی جنوب غرب ایران است که در میدان منصوری بصورت یک توالی کربناته آواری نهشته شده است. در این مطالعه مغزه ها، مقاطع نازک شامل مغزه و خرده های حفاری و لاگ های چاه-پیمایی سازند آسماری و بخش ماسه سنگی اهواز به منظور تعیین محیط رسوبگذاری، شناسایی فرایندهای دیاژنتیکی و تشخیص سکانس های رسوبی مورد مطالعه قرار گرفتند. مطالعات پتروگرافی مقاطع نازک منجر به شناسایی 13 میکروفاسیس مربوط به محیط های جزر و مدی، لاگون، سد و دریای باز شد که در یک رمپ کربناته از نوع هموکلینال نهشته شده اند. هم چنین در بخش ماسه سنگی اهواز 4 پتروفاسیس تشخیص داده شد. مهم ترین فرایندهای دیاژنتیکی مشاهده شده در چاه های مورد مطالعه عبارتند از میکریتی شدن، سیمانی شدن، فشردگی، نئومورفیسم افزایشی، دولومیتی شدن و انحلال که در سه محیط دیاژنزی متئوریک، دریایی و تدفینی رخ داده اند. در نهایت شناسایی سطوح اصلی لایه بندی در سازند آسماری نشان می دهد که این سازند در میدان منصوری از 5 سکانس رسوبی رده سوم تشکیل شده است.

اندازه گیری مستقیم بلوغ حرارتی سنگ منشأ همواره با مشکلاتی همراه می باشد. بدین جهت از روش هائی هم چون تاریخچه تدفین و مدل سازی حرارتی برای ارزیابی سنگ منشأ استفاده می-شود. در صورت عدم دسترسی به نمونه ها با برون یابی و درون یابی داده های موجود توسط این روش ها نقیصه ارزیابی برطرف می شود. در این مطالعه به بررسی تاریخچه تدفین و حرارتی در میدان نفتی آزادگان پرداخته شده که در ناحیه دزفول شمالی به موازات مرز ایران و عراق و در فاصله 70 کیلومتری غرب سوسنگرد و 60 کیلومتری شمال غربی دارخوین و 50 کیلومتری جنوب غرب ساختمان جفیر قرار دارد. مهم ترین هدف مدل سازی تولید نفت و گاز، تعمیم دادهای بلوغ موجود حاصل از چاه ها به همه حوضه با استفاده از اطلاعات زمین شنـاسی و نیز بازسـازی پیشـرفت بلـوغ در طـی زمـان براسـاس فرمول های ریاضـی است. در این مطالعه به بررسی تاریخچه تدفین سازندهای میدان آزادگان واقع در دشت آبادان، در چاه های شماره 1و 7، با استفاده از داده های عمق و سن سازندها و نیز نوع کروژن در نمونه ها، درجه بلوغ، محیط رسوب مواد آلی وهمچنین پنجره نفتی با استفاده از نرم افزار طراحی شده پرداخته شده است. در این مطالعه، برنامه نویسی درنرم افزار متلب و در محیط رابط گرافیکی کاربر (graphical user interface, gui) انجام شد. مولفه های gui از منوها (menus)، نوار ابزارها (toolbars)، دکمه های فشاری (pushbuttons)، دکمه های رادیویی (radiobuttons)، جعبه های انتخابی (list boxes) و اسلایدرها (sliders) تشکیل شده که در نرم افزار طراحی شده از این مولفه ها استفاده شده است. در این نرم افزار سعی شده تا تمامی گراف هایی که برای بهینه سازی مدل مورد نیاز است، طراحی تا نیاز به نرم افزارهای دیگر برای بهینه سازی مرتفع گردد. لذا در این مطالعه برای شناسایی شروع پنجره نفتی از نمودارهای ro در مقابل عمق و pi در مقابل tmax و hi در مقابل tmax استفاده شد و با توجه به این نمودارها، بازسازی تاریخچه حرارتی و مدل سازی حرارتی برای سنگ منشاهای چاه شماره1 نشان می دهدکه دراین چاه، سازند گدوان وکژدمی در ابتدای پنجره نفتی قرار دارند. سازندهای گرو و کژدمی بعنوان سنگ منشاهای چاه شماره 7 آزادگان، وارد پنجره نفتی شده و سازند سروک نیز در مرحله وارد شدن به پنجره نفتی است. با توجه به نتایجی که از این مطالعه حاصل شد، با استفاده از نرم افزار طراحی شده بدون نیاز به نرم افزارهای کمکی می-توان مدل سازی تاریخچه تدفین و بهینه سازی مدل را با کیفیت خروجی بالا انجام داد.

برای دست یابی به حداکثر برداشت از یک مخزن، تلفیق داده های زمین شناسی و پتروفیزیکی امری ضروری است. به دلیل در دسترس نبودن مغزه برای تمام چاه های یک میدان، امروزه مطالعه داده های زیر سطحی مانند نمودارهای الکتریکی و شناسایی رخساره های الکتریکی و تلفیق این داده ها با داده های زمین شناسی به یکی از کاربردی ترین مطالعات یک مخزن تبدیل شده است. هدف اصلی این مطالعه شناسایی رخساره های الکتریکی و تعیین بهترین مدل برای مخزن بنگستان در میدان منصوری است. بدین منظور با بررسی مقاطع نازک موجود برای مخزن تعداد 5 رخساره میکروسکوپی مربوط به سه محیط رسوبی لاگون، محیط سد و دریای باز شناسایی شد. مطالعه تخلخل های مخزن بنگستان در میدان مورد مطالعه منجر به شناسایی انواع تخلخل های قالبی، استیلولیتی، شکستگی، بین دانه ای، درون دانه ای و حفره ای شد. تخلخل های بین ذره ای و حفره ای بیشترین فراوانی و تخلخل های درون دانه ای، شکستگی و قالبی به ترتیب درصد فراوانیشان کاهش می یابد. به منظور تعیین رخساره های الکتریکی، نمودارهای cgr, dt, rhob, phit, sw, pef در چاه 63 به عنوان داده های ورودی انتخاب شدند. روش mrgc به عنوان روش خوشه بندی انتخاب شد و فاصله بین بردار داده ها با استفاده از روش اقلیدسی تعیین شد. مدل 8 رخساره الکتریکی با حد تفکیکی خوب به عنوان مدل اصلی در چاه 63 انتخاب شد. با توجه به 5 رخساره میکروسکوپی تعیین شده در چاه 63، رخساره های مدل 8 رخساره الکتریکی بر اساس مقدار نزدیکی میانگین نمودار cgr با هم ادغام و به یک مدل 5 رخساره ای تبدیل و در کل چاه منتشر شد. آنالیز رخساره های الکتریکی بر اساس مقادیر فراوانی cgr و نمودار تخلخل و درصد اشباع آب در این رخساره ها نشان می دهد، رخساره 1، 2 بهترین کیفیت مخزنی را دارند. با توجه به انطباق خوب این دو رخساره با رخساره های میکروسکوپی مربوط به محیط های با انرژی بالا مانند سد و نسبتا بالا (محیط لاگون رو به سد)، و همچنین انطباق رخساره های الکتریکی 4 و 5 به عنوان رخساره های دارای پایین ترین کیفیت مخزنی با رخساره های محیط لاگون که دارای مقادیر بالای cgr، درصد اشباع آب و مقادیر پایین تخلخل می باشند، این نتیجه حاصل شد که مدل ایجاد شده یک مدل خوب برای توصیف شرایط واقعی زمین شناسی در چاه 63 می باشد، بنابراین مدل 5 رخساره ای به چاه‎ های 6، 14، 22، 25، 26، 46، 54، 55، 57، 75، 76، 80، 83، 85 انتشار داده شد. و در نهایت مقطع طولی توزیع رخساره های الکتریکی در میدان ترسیم شد.

شناسایی پارامترهای مخزنی نقش بسیار مهمی در ارزیابی اقتصادی و توسعه مخزن دارد. به دلیل در دسترس نبودن داده های مغزه برای تمام چاه ها در یک میدان، امروزه مطالعه داده های زیرسطحی مانند لاگ های پتروفیزیکی و شناسایی رخساره های الکتریکی و برآورد پارامترهای مخزنی مانند تخلخل و تراوایی به یکی از کاربردی ترین روش های مطالعات مخزن تبدیل شده است. هدف اصلی این مطالعه بررسی تخلخل و تعیین نوع تخلخل و هم چنین شناسایی رخساره های الکتریکی برای چاه های مخزنی سازند سروک در یکی از میادین نفتی جنوب غرب ایران است. به منظور تعیین رخساره های الکتریکی، لاگ های dt, gr, nphi, rhob به عنوان داده های ورودی انتخاب شدند. برای خوشه بندی داده ها از روش mrgc استفاده شد و فاصله بین بردار داده ها با استفاده از روش اقلیدسی تعیین گردید. به این ترتیب مدل 6 رخساره ای با حد تفکیک خوب به عنوان مدل اصلی انتخاب شد و در کل چاه انتشار داده شد. تخلخل اولیه، کل، ثانویه و مفید با استفاده از لاگ های تخلخل (dt, nphi, rhob) و حجم شیل محاسبه گردید. با توجه به مقادیر به دست آمده برای تخلخل به ویژه تخلخل مفید می توان گفت سازند سروک در این میدان از تخلخل خوبی برخوردار بوده و در نتیجه کیفیت مخزنی بالایی دارد. آنالیز رخساره های الکتریکی براساس مقادیر فراوانی نمودار gr و نمودارهای تخلخل اولیه، ثانویه، کل و مفید و حجم شیل در این رخساره ها نشان می دهد رخساره 6 بهترین کیفیت مخزنی را دارد. با تلفیق نمودارهای تخلخل، نمودار انحراف سرعت به دست آمد و زون های با انحراف سرعت مختلف (مثبت، صفر و منفی) تعیین گردید. بر این اساس در چاه های شماره 1، 2 و 3 زون غالب، زون با انحراف صفر است. در این زون ها تخلخل غالب از نوع بین ذره ای می باشد و دارای تروایی بالایی نیز هستند و در نتیجه از کیفیت مخزنی خوبی برخوردارند. در نهایت بر اساس رخساره های الکتریکی و لاگ انحراف سرعت، چاه های میدان مورد مطالعه با هم انطباق داده شدند و تعداد 11 زون برای چاه ها تعیین شد. در این بین، زون شماره 1 بالاترین میزان متوسط تخلخل مفید و در نتیجه بالاترین کیفیت مخزنی را داراست.

امروزه استفاده از روش های هوشمند جهت تخمین پارامترهای سنگ، گسترش فراوانی یافته است. اندازه گیری کل محتوای کربن آلی (toc) یکی از اولین پارامترهای مهم و اساسی در ارزیابی اولیه سنگ منشأ می باشد. این پارامتر با ارزش، در آزمایشگاه به وسیله دستگاه های اندازه گیری مانند پیرولیز راک-اول مورد اندازه گیری قرار می گیرد که علی رغم دقت بالای آن ها، وقت گیر و پرهزینه می باشد. تاکنون روش های مختلفی از جمله شبکه های عصبی، منطق فازی، الگوریتم ژنتیک و ... جهت تخمین toc بکار گرفته شده اند اما همگی آن ها از نگارهای پتروفیزیکی به این مهم دست یافته اند. لذا با توجه به گستره وسیع تر داده های لرزه ای نسبت به نگارهای چاه پیمایی، در این مطالعه تلاش شده است با بکارگیری و تلفیق داده های مختلف از جمله ژئوشیمیایی، زمین شناسی، پتروفیزیکی و لرزه ای، با استفاده از روش نروفازی، نسبت به تخمین toc از مقطع لرزه ای دوبعدی از طریق نشان گرهای لرزه ای، اقدام و چگونگی توزیع toc را علاوه بر چاه ها، در حد فاصل بین آن ها نیز بررسی نمود. برای رسیدن به این هدف، در ابتدا با استفاده از روش های متداول ارزیابی ژئوشیمیایی و مدل سازی حرارتی، پتانسیل ژئوشیمیایی سازندهای محتمل بر سنگ منشأ مناسب در بخش مرکزی خلیج فارس، مورد آنالیز قرار گرفت و در نهایت سازند گدوان جهت ارزیابی نهایی انتخاب گردید. سپس برای ارزیابی ژئوشیمیایی سازند گدوان با استفاده از نتایج حاصل از پیرولیز راک-اول، نسبت به بررسی کیفیت، کمیت و بلوغ ماده آلی و نیز انجام مدل سازی حرارتی در شش چاه از بخش مرکزی خلیج فارس پرداخته و مشخص گردید که سازند گدوان در این بخش، سنگ منشأ موثری نمی باشد و بلوغ آن در مرحله اولیه است و هرچه به سمت جنوب و مرزهای عربی پیش می رویم، بلوغ آن افزایش می یابد. در مرحله بعد جهت تخمین toc از داده های لرزه ای، ابتدا نگار هدف (toc) در محل چاه با استفاده از دو روش logr? و رگرسیون خطی تخمین زده شد. دلیل استفاده از این دو روش محدودیت داده ها در سازند گدوان و عدم کارایی روش های هوشمند می باشد. با این وجود تطابق مناسبی بین داده های تخمین زده شده و واقعی دیده شد. سپس با استفاده از روش رگرسیون چندنشان گری، نشان گرهای بهینه که ارتباط مناسبی با نگار هدف داشتند، در محل چاه انتخاب شدند. این نشان گرها شامل فاز وزنی دامنه، کسینوس فاز لحظه ای، فرکانس لحظه ای و مشتق دوم دامنه لحظه ای، به عنوان نشان گرهای داخلی و امپدانس صوتی به عنوان نشان گر خارجی می باشند که در این میان امپدانس صوتی ارتباط نزدیک تری را نسبت به سایر نشان گرها از خود نشان داد. بعد از این مرحله داده های موجود در سازند گدوان در چاه های مورد مطالعه جمع آوری و با استفاده از آن ها به آموزش شبکه نروفازی پرداخته شد نتایج حاصل نشان می دهد که این شبکه با داشتن خطای 0096/0 برای داده های آموزش و دارا بودن ضریب همبستگی 87/0 برای داده های تست، تخمین گر مناسبی جهت اعمال بر روی مقاطع لرزه ای میادین مورد مطالعه است. در پایان این مطالعه، با استفاده از شبکه مذکور و اعمال آن بر مقاطع لرزه ای دوبعدی در پنج چاه 2sk-1، sia-1، 3h-1، k-2 و t-2 مقطع toc نهایی بدست آمده است.

چکیده ندارد.