مطالعات زمین شناسی

 

نمونه سنگ‌های گرفته شده از مخزن توسط دستگاه thin section به مقاطعی بسیار نازک با قطر ۵ میکرون برش داده می‌شوند. سپس این مقاطع نازک در زیر میکروسکوپ پلاریزه (Polarized microscope) تحت روش انکساری نور پلاریزه مطالعه می‌شوند. به این ترتیب نوع کانی‌های به کار رفته در سنگ بر اساس زاویه خاموشی مشخص می‌گردد.

 

آماده‌سازی مغزه‌ها

نمونه‌های مغزه کامل (whole core) گرفته شده از مخزن برای انجام تست‌های مختلف آنالیز مغزه بایستی به صورت نمونه پلاگ‌های کوچکتر نمونه‌گیری شوند لذا توسط دستگاه پلاگ‌ساز (plugging machine) از مغزه‌های کامل به صورت عمودی، افقی و تحت زوایای مختلف پلاگ تهیه می‌شود. بعد از پلاگ‌گیری ابتدا و انتهای پلاگ‌های گرفته شده از سنگ مخزن توسط دستگاه core  cutting صاف و پرداخت می‌شود

نمونه پلاگ‌ها پس از برش و جداسازی از سنگ توسط دستگاه سوکسله شسته می‌شوند. عملیات شستشوی سنگ‌ها توسط حلال‌های آلی از جمله تولوئن صورت می‌پذیرد. . بعد از اتمام این مرحله نمونه‌ها برای انجام آزمایش‌های آنالیز مغزه آماده و مهیا هستند.

 

آزمایش‌های روتین مغزه (RCAL)

نمونه‌ پلاگ‌های گرفته شده از سنگ مخزن پس از شستشو و خشک شده در آون برای اندازه‌گیری سایر پارامتر‌های آنالیز مغزه آماده هستند. در ادامه به مهمترین تست‌های آنالیز مغزه روتین می‌پردازیم

تست اندازه‌گیری تخلخل

تخلخل سنگ مخزن توسط گاز هلیوم یا نیتروژن و با استفاده از روش بویل اندازه‌گیری می‌شود. بر اساس سنسور‌های فشارسنج دقیق مورد استفاده در دستگاه‌های پترو اهورا، تخلخل انواع سنگ‌های مخزن اعم از ماسه‌سنگی و کربناته با دقت ۰.۱ درصد محاسبه می‌شود.

اندازه‌گیری دانسیته دانه‌های سنگ

ابتدا نمونه پلاگ را در حالت خشک و عاری از هرگونه سیالات درون فضای خالی آن وزن می‌کنیم. سپس با استفاده از دستگاه تخلخل‌سنج، حجم دانه‌های جامد سنگ را محاسبه می‌کنیم. با داشتن حجم دانه‌های سنگ و وزن سنگ خشک، دانسیته دانه‌های سنگ قابل محاسبه خواهد بود.

تست اندازه‌گیری تراوایی سنگ با گاز به روش پایا و ناپایا

یکی از روش‌های به دست آوردن تراوایی مطلق سنگ ایجاد جریان گاز درون سنگ است. برای سنگ‌های با تراوایی بالا (high perm) تزریق گاز درون سنگ پس از مدتی کوتاهی به پایداری می‌رسد و شرایط steady state فراهم می‌شود لذا می‌توان برای این نوع سنگ‌ها با استفاده از قانون دارسی و روش کلینکنبرگ، تراوایی مطلق معادل مایع برای سنگ را حساب کرد. برای سنگ‌های کم تراوا و بسیار کم تراوا (ultra low perm) استفاده از روش پایا در بسیاری موارد غیرممکن است. لذا در این موارد از روش ناپایا برای محاسبه تراوایی سنگ استفاده می‌شود. روش کار به این ترتیب است که گاز با فشار درون کور هولدر رفته و به درون سنگ وارد می‌شود. سپس انتهای کورهولدر را به سمت اتمسفر باز می‌کنیم و اجازه می‌دهیم گاز از درون سنگ خارج شود. مدت زمانی که طول می‌کشد گاز به طور کامل از دورن سنگ خارج شود با تراوایی سنگ رابطه دارد. به کمک این اصل می‌توان تراوایی مطلق سنگ را محاسبه کرد. به کمک دستگاه Biperm ساخت پترو اهورا تراویی سنگ به هر دو روش پایا و ناپایا اندازه‌گیری می‌شود. از این رو تراوایی مطلق برای بازه کاملی از انواع تراوایی مطلق از بسیار تراوا تا بسیار ناتراوا فراهم گردیده است.

 

 

آزمایش‌های ویژه مغزه (SCAL)

تست اندازه‌گیری ترشوندگی سنگ

ترشوندگی خاصیت مهمی از سنگ و سیال در مخزن است که در نتیجه برآیند کشش‌های سطحی دو‌ به دو بین سنگ، نفت و آب به وجود می‌آید. ترشوندگی میزان تمایل سطح سنگ به پخش کردن یک سیال در حضور سیال امتزاج‌ناپذیر دیگر است. در واقع وقتی دو سیال امتزاج‌ناپذیر در تماس با سنگ قرار می‌گیرند، یکی از آنها پخش می‌شود و دیگری جمع می‌شود. سنگ نسبت به سیالی که پخش می‌شود ترشوندگی دارد. لذا در یک تقسیم‌بندی کلی سنگ می‌تواند آب دوست یا نفت دوست باشد. نوع ترشوندگی سنگ تأثیر مهمی روی توزیع فازها درون مخزن دارد.

روش‌های گوناگونی برای اندازه‌گیری ترشوندگی سنگ مخزن وجود دارد که در ادامه به آنها اشاره می‌کنیم.

روش عکس‌برداری از قطره

در این حالت قطره‌ای از ماده مورد نظر را روی سطح سنگ قرار داده و اطراف بالکی از سیال دوم وجود دارد. توسط دوربین از وضعیت قطره عکس‌برداری شده و زاویه تماس اندازه‌گیری می‌شود.

روش صفحه ویلهلمی

در این روش دو سیال امتزاج‌ناپذیر درون ظرفی قرار می‌گیرند و صفحه‌ای از سنگ به مرز دو سیال وارد شده و از آن خارج می‌شود. صفحه سنگ به نیروسنجی بسیار دقیق متصل است که نیروهای کشش سطحی را در اثر عبور از یک سیال به سیال دیگر محاسبه کرده و به طور غیرمستقیم زاویه تماس و در نتیجه ترشوندگی محاسبه می‌شود.

روش آموت

در این روش سنگ اشباع از سیال مورد نظر درون بالکی از سیال دوم قرار می‌گیرد و در اثر آشام سیال به درون سنگ و تخلیه سیال دیگر از درون سنگ، ترشوندگی به دست می‌آید. هر کدام از فرآیندهای آشام و تخلیه در دو مرحله خودبخودی و غیرخودبخودی انجام می‌شوند و ترشوندگی توسط شاخص‌های آموت که مربوط به میزان خروج سیال در اثر هر کدام از این فرآیندهاست به دست می‌آیند.

روش USBM

روشی مشابه با روش آموت است با این تفاوت که تست‌ تماما در سانتریفیوژ انجام می‌شود و هیچ‌گونه فرآیند خودبخودی زمان‌بر وجود ندارد. این روش از رایج‌ترین روش‌ها برای اندازه‌گیری ترشوندگی سنگ در شرایط فشار و دمای مخزن است.

خواص الکتریکی سنگ

خواص مهمی از جمله فاکتور مقاومت سازند (formation resistivity factor) و شاخص مقاومت سازند (formation resistivity index) و نیز موارد دیگری از جمله پارامتر‌های آرچی (a و m) و نمای اشباع (n) توسط تست خواص الکتریکی سنگ انجام می‌پذیرد.

اندازه‌گیری فشار موئینگی

اندازه‌گیری فشار موئینگی به روش‌های مختلفی اندازه‌گیری می‌شود که هریک مزایا و معایب خود را دارد. در ادامه اشاره مختصری به این روش‌های خواهیم داشت.

روش Capri

در این روش که به روش دیافراگم متخلخل هم شناخته می‌شود نمونه پلاگی که با یک نوع سیال اشباع شده است (مثلا آب) درون سلولی قرار می‌گیرد که انتهای پلاگ در تماس با دیافراگمی نیمه‌تراوا است. این دیافراگم نسبت به سیال تزریقی (مثلا نفت) ناتراوا می‌باشد لذا در اثر تزریق نفت به دورن محفظه، این سیال وارد سنگ شده و آب را از سنگ خارج می‌کند. در هر مرحله با به تعادل رسیدن فشار، می‌توان حجم کل سیال خروجی از سنگ را به دست آورد و به اشباع تبدیل کرد. لذا نمودار فشار موئینگی قابل ترسیم خواهد بود.