در صنعت نفت، تولید سودآور از مخازن نفت و گاز ضروری است و راه حل های بسیاری از مشکلات مهندسی مخزن؛ بر ارزیابی دقیق خواص فیزیکی سنگ متکی است. تخمین خصوصیات سنتی با استفاده از اندازه گیری های آزمایشگاهی معمولی، نیازمند گردش مالی بالایی است. علاوه بر این، روش های مرسوم اغلب فرضیات ساده ای را ارائه می کنند و درک دقیقی از مکانیسم های داخلی مؤثر بر خواص تخمینی حاصل نمی شود. فیزیک سنگ رقومی[1] (DRP) با استفاده از اسکنرهای توموگرافی کامپیوتری (CT) با رزولوشن بالا، استراتژی جایگزینی را برای تخمین این خصوصیات امکان پذیر می سازد.
تدوین استراتژی های موفقیت آمیز توسعه مخازن نفت و گاز از اهمیت حیاتی در بعد صنعتی و اقتصادی برخوردار است. خصوصیات سنگ و سیال؛ بلوک های ساختمانی اساسی در هر مطالعه مهندسی مخزن می باشد. این خصوصیات برای شبیه سازی مخازن نفتی از طریق چرخه عمر آنها کاربرد دارد. هدف کلی این شبیه سازی ها جمع آوری توضیحات دقیق و ساختن یک مدل مفهومی و جامع از مخزن است. از چنین مدل مفصلی می توان برای تدوین استراتژی های تولید و مدیریت مخزن استفاده کرد که تولید را تقویت می کند و بازیابی را به حداکثر می رساند.
مدل های شبیه سازی مخزن به طور معمول از متغیرهای حل کننده اختلاف محدود استفاده می کنند تا خصوصیات مخزن مورد نظر را محاسبه کنند [1]. گردش کار شبیه سازی مخزن با جمع آوری داده های موجود در مخزن آغاز می شود. خصوصیات سنگ مخزن اغلب تأثیر اصلی روی این شبیه سازی ها دارند.
آزمایشگاه های تجزیه و تحلیل هسته، به طور سنتی از طریق آزمایشات انجام شده بر روی شاخه های هسته، خواص سنگ فیزیکی را ارائه داده اند. با این حال، روش های مبتنی بر آزمایشگاه که برای تخمین خواص سنگ فیزیکی ساخته شده اند، مستلزم زمان گردش بالایی است. فیزیک سنگ رقومی، یک گزینه جایگزین از نظر وقت و مقرون به صرفه بودن برای تعیین خواص سنگ است. علاوه بر این، مدلهای نظری مورد استفاده در مدلهای فیزیک سنگی معمولی غالباً اندازه گیری نشده و جزئیات مربوط به مکانیسم های داخلی مؤثر بر خواص تخمین زده شده را ارائه نمی دهند. به عنوان مثال، آزمایشاتی که برای مطالعه جریان سیال در محیط متخلخل استفاده می شود، به سادگی میزان سیالات وارد شده و آنچه را که بیرون آمده، اندازه گیری می کند.
مهمترین عامل حاکم بر رفتار فیزیکی یک نمونه از سنگ واقعی، میکروساختار سنگ، یعنی توزیع دانه ها و منافذ است. درک فیزیک در مقیاس منافذ می تواند منجر به فهم ارزشمندی در زمینه برآورد ما از خصوصیات فیزیکی سنگ ها شود. فیزیک سنگ رقومی تصاویر CT با رزولوشن بالا از سنگ های منافذ سنگی و هندسی معدنی را ارائه می دهد که از طریق آنها می توان خصوصیات فیزیکی مختلفی را تخمین زد. استفاده از تصاویر با وضوح بالا و تکنیک های شبیه سازی عددی کارآمد در DRP درک عمیق تری از رابطه بین هندسه منافذ و خصوصیات فیزیکی ارائه می دهد [2]. نتایج مطالعات قبلی تأیید کرده اند که تخلخل دیجیتالی محاسبه شده، تراوایی مطلق، خواص الکتریکی و مقادیر تراوایی نسبی قابل قبول است و می تواند در اندازه گیری آزمایشات در آزمایشگاهی سنتی مورد استفاده قرار بگیرد [3, 4].
گردش کار معمولی الگوریتم های فیزیک سنگ رقومی، با دستیابی به حجم تصویر سه بعدی (3-D) از صخره شروع می شود و به دنبال آن عملیات پیش پردازش برای حذف آرتیفکت[2] انجام می شود. نمونه هایی از آرتیفکت های معمولی در اسکن CT شامل نویز، رگه ها و اثرات سخت کننده پرتو می باشد. در مرحله بعد، از الگوریتم قطعه بندی[3] برای تقسیم داده های به دست آمده در منافذ و دانه ها استفاده می شود که نمایانگر ترکیبات معدنی مختلف در سنگ است. یک نمونه از نتایج قطعه بندی با استفاده از الگوریتم K-means در شکل 1-1 نشان داده شده است. خلاصه ای از مراحل اصلی در یک چارچوب فیزیک سنگ رقومی معمولی در شکل 1-2 نشان داده شده است. در این پایان نامه با استفاده از رویکرد مرور ادبیات به بررسی مفاهیم مرتبط با فیزیک سنگ رقومی پرداخته شده است.
[1] Digital rock physics
[2] آرتیفکت یا درستنما (Artifact) به هر گونه خطایی در تصویرگیری یا پردازش تصاویر در علوم عکس برداری گویند. نوسانات تصادفی (رندم) ناشی از نوفه در شدت سیگنال را معمولاً می توان جدای از درستنماها در نظر گرفت. در علوم تشخیص پزشکی و بطور کل در فیزیک پزشکی این خطاها دارای اهمیت ویژه ای می گردند و مورد تحقیق و بررسی فراوان قرار می گیرند. آرتیفکت و انواع آن بویژه در سونوگرافی، ام آر آی، و سی تی اسکن دارای اهمیت فراوانی است.
برای مشاهده فایل کامل پایان نامه با عنوان فیزیک سنگ رقومی و کاربرد آن در محاسبه پارامترهای فیزیکی سنگ می توانید از اینجا بازدید کنید.
سفارش پروژه مشابه دارید؟ به این صفحه مراجعه کنید.
