مدل‌سازی فیزیک سنگی در مخازن کربناته - مروری بر مدل‌های نظری و یک مطالعه موردی

طیف گسترده‌ای از مدل‌های محیط موثر شامل مدل‌های تماسی (محیط دانه‌ای) و مدل‌های میانباری برای توصیف نظری ویژگی‌های کشسانی موثر سنگ‌های رسوبی معرفی شده است. با توجه به ساختار پیچیده‌تر فضای حفره‌ای در سنگ‌های کربناته نسبت به آواری‌ها، توسعه مدل فیزیکسنگی در مخازن کربناته همواره با چالش‌های بیشتری روبرو بوده است. با در نظر گرفتن فرضیات و فیزیک مورداستفاده در توسعه مدل‌های میانباری، استفاده از این نوع مدل‌ها برای تعیین خواص کشسانی کربنات‌ها از توجیه بیشتری برخوردار می‌باشد. در این مقاله، ابتدا مبانی نظری، الگوریتم و روش اعمال چهار مدل فیزیک سنگی کاستر تکسوز، تقریب خودسازگار، محیط موثر دیفرانسیلی و ژوپین از گروه مدلهای میانباری‌ که برای مدل‌سازی فیزیک سنگی مخازن کربناته قابل‌استفاده هستند تشریح می شود. در ادامه، تجزیه ‌و تحلیل و مدل‌سازی فیزیک‌سنگی با استفاده از مدل‌های مذکور در چهار چاه هدف از یکی از مخازن کربناته جنوب غرب ایران انجام گرفته است. سرعت‌های امواج تراکمی و برشی در محدوده عمقی سازند کربناته در مخزن موردمطالعه با استفاده از هر چهار مدل مذکور تخمین زده شده و با داده‌های اندازه‌گیری شده در محل چاه‌ها به‌صورت کیفی و کمی مقایسه شده است. با توجه به فرضیات و چهارچوب مورداستفاده در این مطالعه، مدل ژو پین نسبت به دیگر مدلهای فیزیک‌سنگی مورداستفاده در این پژوهش، در پیش‌بینی سرعت امواج تراکمی و برشی کارآیی و تطابق بهتری با داده‌های اندازه‌گیری شده (ضریب همبستگی بالاتر و میانگین خطای مطلق کمتر) نشان داد که نمایانگر اهمیت استفاده از چندین نوع تخلخل با نسبت ابعاد مختلف در سنگ کربناته مورد مطالعه است.

Rock physics modeling in carbonate reservoirs- Review of theoretical models and a case study

A wide range of the effectivemedium models have been introduced to explain theoretically the effective elastic characteristics of the sedimentary rocks. They are classified into two main groups: contact models and inclusion models. Due to the more complex porespace structure, rock physics modeling of carbonate rocks involves more challenges compared to the siliciclastics. Considering the assumptions/physical basis used in development of inclusion models, they are of high importance in the context of characterization of the elastic properties of carbonates. In this paper, the theoretical bases, algorithms and procedures of four widelyaccepted inclusions models of KusterToksoz, SelfConsistent (SC), Differential Effective Medium (DEM) and XuPayne has been first described. Based on these four inclusion models, rock physics analysis and modeling has been performed on four wells from a heterogeneous carbonate reservoir located in SouthWest of Iran. Pwave and Swave velocities were estimated in the depth interval of Sarvak formation, and the results were then compared with the measured velocities. The qualitative and quantitative analyses of the results reveal that XuPayne model compared to the other three implemented rock physics models, gives a better consistency between modeled and measured data. In particular, the higher correlation coefficient and the lower mean absolute errors were observed between the measured velocities and the simulated ones by the XuPayne model at all the tested wells.