ﺎﺑ نﻻاد و نﺎﮕﻨﮐ يﺎﻫﺪﻧزﺎﺳ رد γ ... · 2020-06-09 · anisotropy...

12
ﻣﺠﻠﻪ ژﺋﻮﻓﯿﺰﯾﮏ اﯾﺮان، ﺟﻠﺪ5 ، ﺷﻤﺎره1 ، 1390 ، ﺻﻔﺤﻪ139 - 150 ﺑﺮآورد ﭘﺎراﻣﺘﺮ ﻧﺎﻫﻤﺴﺎﻧﮕﺮديγ در ﺳﺎزﻧﺪﻫﺎي ﮐﻨﮕﺎن و داﻻن ﺑﺎ اﺳﺘﻔﺎده از ﻧﮕﺎره ﺻﻮﺗﯽ ﺑﺮﺷﯽ دوﻗﻄﺒﯽ در ﯾﮑﯽ از ﭼﺎه ﻫﺎي ﻣﯿﺪان ﭘﺎرس ﺟﻨﻮﺑﯽ ﻣﻠﯿﺤﻪ ﺳﺎدات ﮐﺎﻇﻤﯽ1 و ﻣﺤﻤﺪﮐﻤﺎل ﻗﺎﺳﻢ اﻟﻌﺴﮑﺮي2 1 ﻋﻀﻮ ﻫ ﯿ ت ﻋﻠﻤﯽ، داﻧﺸﮑﺪه دﮐﺘﺮ ﺷﺮﯾﻌﺘﯽ ، ﺗﻬﺮان، اﯾﺮان2 داﻧﺸ ﯿﺎر، داﻧﺸﮕﺎه ﺻﻨﻌﺖ ﻧﻔﺖ، د اﻧﺸﮑﺪه ﻣﻬﻨﺪﺳﯽ ﻧﻔﺖ اﻫﻮاز، اﯾﺮان) ﺗﺎرﯾﺦ درﯾﺎﻓﺖ: 13 / 5 / 1389 ، ﺗﺎرﯾﺦ ﭘﺬﯾﺮش: 7 / 10 / 1389 ، دﺳﺘﺮﺳﯽ ﺑﺮﺧﻂ: 25 / 12 / 1389 ( ﭼﮑﯿﺪه ﺗﻌﯿﯿﻦ ﻧﺎﻫﻤﺴﺎﻧﮕﺮدي در ژﺋﻮﻓﯿﺰﯾﮏ اﮐﺘﺸﺎﻓ و ژﺋﻮﻓﯿﺰﯾﮏ ﻣﺨﺰن ﻧﻘﺶ ﻣﻬﻤ اﯾﻔﺎ ﻣﯽ ﮐﻨﺪ. ﻧﺎدﯾﺪه ﮔﺮﻓﺘﻦ ﺗ ﺛﯿﺮ ﻧﺎﻫﻤﺴﺎﻧﮕﺮدي، ﻋﺪم ﺗﺸﺨﯿﺺ ﭘﺎراﻣﺘﺮﻫﺎي ﻟﺮزه اي ﺑﺎزﺗﺎ ﺑﯽ و رﺧﺴﺎره ﻫﺎي ﺳﻨﮕﯽ را ﺑﻪ ﻫﻤﺮاه دارد. در ﻣﺤﯿﻂ ﻧﺎﻫﻤﺴﺎﻧﮕﺮد ﯾﮏ ﻣﻮج ﺑﺮﺷﯽ ﺑﻪ دو ﻣﻮﻟﻔﻪ ﺑﺮﺷﯽ ﻋﻤﻮد ﺑﺮ ﻫﻢ ﺗﺒﺪﯾﻞ ﻣﯽ ﺷﻮد. ﯾﮑﯽ از ﻣﻌﻤﻮل ﺗﺮﯾﻦ روش ﻫﺎ ﺑﺮاي ﺗﻌﯿﯿﻦ ﻧﺎﻫﻤﺴﺎﻧﮕﺮدي، ﺑﺮرﺳﯽ ﺳﺮﻋﺖ ﻫﺎي ا ﻣﻮ ا ج ﺑﺮﺷﯽ در ﺟﻬﺖ ﻫﺎي ﻣﺨﺘﻠﻒ اﺳﺖ. اﻣﺮوزه ﻧﯿﺎز ﺑﻪ ﺗﻌﯿﯿﻦ ﻧﺎﻫﻤﺴﺎﻧﮕﺮدي ﻟﺮزه اي ﺑ ﻮر ﻗﺎﺑﻞ ﻣﻼﺣﻈﻪ اي اﻓﺰاﯾﺶ ﯾﺎﻓﺘﻪ اﺳﺖ. ﺑﺎ ﻧﮕﺎره ﻫﺎي ﺻﻮﺗﯽ ﺑﺮﺷﯽ دوﻗﻄﺒﯽ) DSI ( ﻣﯽ ﺗﻮان ﺳﺮﻋﺖ ا ﻣﻮ ا ج ﺑﺮﺷﯽ را ﺗﻌﯿﯿﻦ ﮐﺮد. اﺑﺰار ﺻﻮﺗﯽ ﺑﺮﺷﯽ دوﻗﻄﺒﯽ، ﻨﺪيُ اﻣﻮاج ﺑﺮﺷﯽ را در دو ﺟﻬﺖ روي ﺻﻔﺤﻪ ﻋﻤﻮد ﺑﺮ ﻣﺤﻮر ﭼﺎه اﻧﺪازه ﮔﯿﺮي ﻣﯽ ﮐﻨﺪ. ﭘﺎراﻣﺘﺮﻫﺎي ﻧﺎﻫﻤﺴﺎﻧﮕﺮدي ﺑﺎ اﻧﺪازه ﮔﯿﺮي ﻣﻮﻟﻔﻪ ﺎي ﺳﺮﻋﺖ از ﻧﻤﻮﻧﻪ ﻫﺎي ﻣﻐﺰه در آزﻣﺎﯾﺸﮕﺎه، داده ﻫﺎي ﻟﺮزه ا ي ﺳﻪ ﺑﻌﺪي و داده ﻫﺎي ﻟﺮزه اي ﻗﺎﺋﻢ آزﯾﻤﻮﺗﯽ ﺗﻌﯿﯿﻦ ﻣﯽ ﺷﻮﻧﺪ. در اﯾﻦ ﻣﻘﺎﻟﻪ، ﭘﺎراﻣﺘﺮ ﻧﺎﻫﻤﺴﺎﻧﮕﺮديγ ﺑﺎ اﺳﺘﻔﺎده از ﻧﮕﺎره ﻫﺎي ﺻﻮﺗﯽ ﺑﺮﺷﯽ دوﻗﻄﺒﯽ ﻣﺤﺎﺳﺒﻪ ﺷﺪه اﺳﺖ. اﯾﻦ ﭘﺎراﻣﺘﺮ در ﺳﺎزﻧﺪﻫﺎي ﮐﻨﮕﺎن و داﻻن، در ﻣﺠﺎورت ﯾﮏ ﭼﺎه اﮐﺘﺸﺎﻓﯽ در ﻣﯿﺪان ﭘﺎرس ﺟﻨﻮﺑﯽ ﺗﻌﯿﯿﻦ ﮔﺮدﯾﺪ. ﻫﻤﭽﻨﯿﻦ ﭘﺎراﻣﺘﺮγ ﺑﺎ ﻧﻤﻮدارﻫﺎي ﭘﺮﺗﻮ ﮔﺎﻣﺎ ﺑﺮاي ﺳﺎزﻧﺪﻫﺎي ﮐﻨﮕﺎن و داﻻن ﻣﻘﺎﯾﺴﻪ و ﻣﯿﺰان ﻧﺎﻫﻤﺴﺎﻧﮕﺮدي ﺑﻪ دﻟﯿﻞ وﺟﻮد ﺷﯿﻞ ﺗﻌﯿﯿﻦ ﺷﺪ. ً ﺿﻤﻨﺎ ﭘﺎراﻣﺘﺮγ ﺑﺎ ﭘﺎراﻣﺘﺮ ﻧﺎﻫﻤﺴﺎﻧﮕﺮدي ﺑﺮ ﺣﺴﺐﻨﺪيُ) α DT ( ﻣﻘﺎﯾﺴﻪ ﺷﺪ. در اﯾﻦ ﺗﺤﻘﯿﻖ ﻫﻤﺒﺴﺘﮕ ﺧﻮﺑﯽ ﺑﯿﻦ ﭘﺎراﻣﺘﺮﻫﺎيγ و ﻧﺎﻫﻤﺴﺎﻧﮕﺮدي ﺑﺮﺣﺴﺐﻨﺪيُ دﺳﺖ آﻣﺪ. ﺑﺎ ﺗﻮﺟﻪ ﺑﻪ ﻧﺘﺎﯾﺞ ﺑ دﺳﺖ آﻣﺪه، ﻣﯿﺎﻧﮕﯿﻦ ﭘﺎراﻣﺘﺮγ ، در ﺳﺎزﻧﺪ ﮐﻨﮕﺎن015 / 0 و در ﺳﺎزﻧﺪ داﻻن020 / 0 ﻣﺤﺎﺳﺒﻪ ﺷﺪ. واژه ﻫﺎي ﮐﻠﯿﺪي: ﻧﺎﻫﻤﺴﺎﻧﮕﺮدي، ﻧﮕﺎره ﺻﻮﺗﯽ ﺑﺮﺷﯽ دوﻗﻄﺒﯽ ، ﭘﺎراﻣﺘﺮγ ، ﻨﺪيُ اﻣﻮاج ﺑﺮﺷﯽ، ﺳﺎزﻧﺪﻫ ﺎي ﮐﻨﮕﺎن و داﻻنEstimation of anisotropy parameter γ in Kangan and Dalan Formations by DSI in a well at South Pars field Malihe Sadat Kazemi 1* , and Mohamad Kamal Ghassem Alaskari 2 1 Dr. Shariaty College, Tehran, Iran 2 Department of Petroleum Engineering, Petroleum University of Technology, Ahwaz, Iran (Received: 04 August 2010, accepted: 28 December 2010, available online: 16 March 2011) Summary Anisotropy has an important role in exploration and reservoir characterization. In practice, the determination of seismic anisotropy is not easy, but it has important _________________________________________________________________________ ﻧﮕﺎرﻧﺪه راﺑﻂ: [email protected] * Corresponding author:

Upload: others

Post on 25-Jun-2020

1 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

Page 1: ﺎﺑ نﻻاد و نﺎﮕﻨﮐ يﺎﻫﺪﻧزﺎﺳ رد γ ... · 2020-06-09 · Anisotropy interacts with reflection seismology, acquisition, processing and interpretation

150-139، صفحه 1390، 1، شماره 5مجله ژئوفیزیک ایران، جلد

استفاده از نگاره در سازندهاي کنگان و داالن با γ پارامتر ناهمسانگردي برآورد

میدان پارس جنوبیهاي دوقطبی در یکی از چاهصوتی برشی

کاظمیسادات ملیحه1

العسکري قاسمو محمدکمال 2

ایران ، تهران، شریعتیدکتر دانشکده ،ت علمیأیعضو ه 1 ایران ،انشکده مهندسی نفت اهوازنفت، دصنعتدانشگاه،یاردانش 2

)25/12/1389: دسترسی برخط ،7/10/1389: ، تاریخ پذیرش13/5/1389: تاریخ دریافت(

چکیده

عدم ،ناهمسانگرديثیر أنادیده گرفتن ت.کند ایفا مییمهم و ژئوفیزیک مخزن نقشیاکتشافژئوفیزیک ناهمسانگردي در تعیین

در محیط ناهمسانگرد یک موج برشی به دو مولفه برشی .همراه دارد را به هاي سنگی و رخسارهبیاي بازتا لرزهپارامترهاي تشخیص

هاي جهتدر ج برشی اموا هايبررسی سرعت ،ناهمسانگرديها براي تعیین ترین روش یکی از معمول. شود تبدیل می عمود بر هم

.است اي افزایش یافته ور قابل مالحظهط هاي ب نیاز به تعیین ناهمسانگردي لرزه امروزه . است مختلف

امواج کُندي ،دوقطبیابزار صوتی برشی . کردج برشی را تعیین امواتوان سرعت می )DSI( دوقطبیصوتی برشی هاي نگاره با

سرعت از اي ه مولفهگیري پارامترهاي ناهمسانگردي با اندازه .کند میگیري صفحه عمود بر محور چاه اندازه رويدر دو جهت برشی را

.شوند تعیین میآزیموتی اي قائم لرزه هاي و دادهسه بعدي يلرزه اهاي هاي مغزه در آزمایشگاه، داده نمونه

در سازندهاي پارامتراین . شده است محاسبه دوقطبی صوتی برشی هاي با استفاده از نگاره γ پارامتر ناهمسانگردي ،در این مقاله

براي پرتو گاما با نمودارهايγ پارامترهمچنین .گردیدتعیین میدان پارس جنوبی چاه اکتشافی در در مجاورت یککنگان و داالن،

با پارامتر ناهمسانگردي γ پارامترضمناً . شدتعیین دلیل وجود شیل میزان ناهمسانگردي بهو سازندهاي کنگان و داالن مقایسه

با . دست آمد ه بکُنديو ناهمسانگردي برحسب γبین پارامترهاي خوبی یهمبستگدر این تحقیق . مقایسه شد)αDT(کُنديحسب بر

. محاسبه شد 020/0داالن سازند و در015/0 در سازند کنگان ،γ میانگین پارامتر ،دست آمده هتوجه به نتایج ب

اي کنگان و داالنبرشی، سازندهامواج کُندي، γ، پارامتر دوقطبیناهمسانگردي، نگاره صوتی برشی :هاي کلیدي واژه

Estimation of anisotropy parameter γ in Kangan and Dalan Formations

by DSI in a well at South Pars field

Malihe Sadat Kazemi1*, and Mohamad Kamal Ghassem Alaskari2

1Dr. Shariaty College, Tehran, Iran2Department of Petroleum Engineering, Petroleum University of Technology, Ahwaz, Iran

(Received: 04 August 2010, accepted: 28 December 2010, available online: 16 March 2011)

Summary

Anisotropy has an important role in exploration and reservoir characterization. In practice, the determination of seismic anisotropy is not easy, but it has important

_________________________________________________________________________نگارنده رابط: [email protected] *Corresponding author:

Page 2: ﺎﺑ نﻻاد و نﺎﮕﻨﮐ يﺎﻫﺪﻧزﺎﺳ رد γ ... · 2020-06-09 · Anisotropy interacts with reflection seismology, acquisition, processing and interpretation

1390، 1، شماره 5جله ژئوفیزیک ایران، جلد العسکري م کاظمی و قاسم 140

consequences in enhancement of seismic data recording and processing. Anisotropy interacts with reflection seismology, acquisition, processing and interpretation. Ignoring anisotropy can lead to poor seismic imaging, misleading the seismic reflector responses, inaccurate location of well-ties, and incorrect interpretation of seismic arrival times andamplitudes for the determination of lithology and fluid content.

Shear wave velocity anisotropy is commonly referred to as shear wave splitting, because a shear wave traveling in an heteregeneous medium splits into two shear waves. At a given receiver, shear waves are characterized by their orthogonal polarization directions (fast and slow) and a delay between their arrival times.

The most common anisotropic models have been related to the framework of transverse isotropy or a hexagonal isotropy system. When the symmetry axis is aligned with the vertical axis, the model is called vertical transverse isotropy or VTI. For a VTI medium, there are five stiffness coefficients and three independent phase velocities.Thomsen (1986) replaced these stiffness coefficients with two vertical velocities (Vp0 and VS0) and three dimensionless anisotropy parameters (namely, ε, γ and δ). Anisotropy parameters can be determined in several ways, including velocity measurements on core samples in a laboratory or from field data in a VSP experiment. A common form of anisotropy observed in many geological area (thinly horizontal layers or fractures). Thisinvolves the reference axis of symmetry being normal to the bedding surfaces. Thomsen (1986) introduced three anisotropic parameters (ε, γ and δ) to describe weak anisotropy,which is believed to be the simple model of anisotropy. Thomsen parameters can be computed with the stiffness tensor considered in anisotropic media. Alkhalifah and Tsvankin (1995) showed that, for P-wave Moveout, there exists a range of kinematically equivalent models which are governed by the stacking velocity and introduced by the parameter η.

The Dipole Shear Sonic Imager (DSI) is an example of devices that are used to obtain and analyze sonic measurements of formations surrounding a borehole. The DSI Imager can measure the components of shear slownesses in many directions in a plane perpendicular to a borehole axis. The DSI tool is a full waveform acoustic tool that delivers measurements of sonic waves in a wide variety of formations. In the conventional DSI logging tool, one can present compressional slowness, Δtc, shear slownesses, Δts, and Stoneley slowness, Δtst, each as a function of depth. The DSI tool canestimate the orientation and magnitude of stress from velocity dispersion. By inverting the dispersion curves from DSI logs, one can estimate the horizontal stresses. One type of these special dipole modes enables the recording of both inline and crossline (perpendicular) waveforms. These modes, both called cross receivers (BCR) which are used for anisotropy evaluation.

In this paper, one of the anisotropy parameters of Thomsen (γ) was determined by the use of S-wave velocities and their relationship with the DSI tool used in the Kangan and Dalan gas zones of the South Pars field. Subsequently, the γ parameter was compared with the Gamma Ray log in depth. The results show anisotropy behavior in shaly zones of Kangan and Dalan Formations. It is found that the average of the γ parameter for the Kangan and Dalan Formations are 0.015 and 0.02, respectively. Also, this parameter was compared with slowness based on anisotropy. A good correlation was observed between anisotropy parameter γ and the slowness based on anisotropy (slowness vector).

Key words: Anisotropy, Dipole shear sonic imager, γ parameter, Shear waves slowness, Kangan and Dalan Formations

Page 3: ﺎﺑ نﻻاد و نﺎﮕﻨﮐ يﺎﻫﺪﻧزﺎﺳ رد γ ... · 2020-06-09 · Anisotropy interacts with reflection seismology, acquisition, processing and interpretation

ی پارس جنوبدانی ميها از چاهیکی در ی دوقطبی برشیدر سازندهاي کنگان و داالن با استفاده از نگاره صوت γ يگردبرآورد پارامتر ناهمسان

141

مقدمه 1

مشکل در عمل اغلباي دي لرزهمیزان ناهمسانگر تعیین

در بهبود نتایج حاصل از ناهمسانگردياست، ولی

ردازش پها، اي اکتشافی، عملیات ثبت داده هاي لرزه داده

از طرف دیگر . کند ها کمک می ها و تفسیر داده داده

در تعیین ،دست آمده در مورد ناهمسانگردي هاطالعات ب

انتشار امواج .ردهاي مخزن اهمیت زیادي دا رفتار سنگ

دانان در قرن نوزدهم فیزیکرا در محیط ناهمسانگرد

بار اولین راعبارت ناهمسانگردي. قراردادندمورد بررسی

روتلگ براي توصیف خواص انتشار نور در 1879در

آرمسترانگ و همکاران، (داد قرار استفاده موردها بلور

ا چند دهنده تغییر یک ی ناهمسانگردي نشان). 1994

). 1990وینترستین،(است حسب جهت خاصیت از ماده بر

ساختاري به عوامل متفاوت ي ها حوزهناهمسانگردي در

هاي ب ارتباط با امواج لرزهمثالً در. وابسته استمحیط

کمیت تراواییهها ب ، در شاره)Cijkl(ضریب کشسانی

)Kij(کمیت رسانایی الکتریکی ه، در الکتریسیته ب)σij ( و

به در امواج الکترومغناطیس و)ijε(لکتریکی ادهی گذر

شلمبرژه، (بستگی دارد ) ijμ(نفوذپذیري الکتریکی

2003.(

اي در ، مفهوم ناهمسانگردي لرزه1950در آغاز دهه

هایی شامل در ارتباط با محیطخصوص هب ،اکتشاف

هاي نازك و همچنین در مورد همسانگردي عرضی الیه

البته اثر ). 2005 و تامسن، هلبیگ(شد بررسی

آنگیري در اندازههاي ها با روش ناهمسانگردي روي داده

فقطمدتی را تا موضوع این لذا .تشخیص نبودزمان قابل

توان گفت در واقع می. قرار دادندبررسی مورد چند محقق

کارگیري ناهمسانگردي در اکتشاف هآغاز ب1980دهه که

تامسن از سوي مقاله بنیادین دودر آن هنگام .ه استبود

). 2001گرچکا، (رسید چاپ به) 1986(و آلفورد ) 1986(

تامسن روابط پارامترهاي ناهمسانگردي را براي

) 2000(لیو و همکاران .ناهمسانگردي ضعیف بیان کرد

با پارامترهاي را ها ها و شکستگی تأثیر شاره درون حفره

هاي کردن منحنی با وارون.ناهمسانگردي بررسی کردند

،دوقطبیهاي صوتی برشی نگارهپراکندگی سرعت از

چان، (دکر برآوردهاي افقی اصلی را توان تنش می

پارامترهاي ناهمسانگردي تامسن را ) 2007(بریمن . )2005

)2009(بندیوپادي. کردبررسی دار در مخازن شکاف

و کار برد بهتأثیر شاره را در پارامترهاي ناهمسانگردي

که مقادیر پارامترهاي تامسن در شرایط ساخت روشن

ناهمسانگردي را نشان کمتر از شرایط خشک ،اشباع

.دهد می

تابعی از جهت اي، با تغییر سرعت ناهمسانگردي لرزه

در ارتباط با امواج در .)2005مائو، (استانتشار امواج

سرعت گروه و سرعت فاز باید میمحیط ناهمسانگرد ابتدا

مسافت و زمان انتشار در . از یکدیگر متمایز کردرا

هاي میدانی اغلب به سرعت گروه وابسته گیري اندازه

هاي گروه و فاز، در امتداد مسیرهاي خاصی سرعت. است

مثل انتشار افقی و انتشار عمودي در محیط همسانگرد

و شوند میزمان هم) VTI(عرضی با یک محور تقارن قائم

هاي گیري اندازه. ل سرعت گروه است معاد،سرعت فاز

دهد نشان می،S و Pاي ناهمسانگردي سرعت امواج لرزه

مارتین و دیویس، (ندهاي رسوبی ناهمسانگرد که سنگ

تواند اطالعات کمی اي می لرزه ناهمسانگردي). 1987

کرامپین و همکاران، (کند هاي رسوبی را مشخص سنگ

شناسی را د زمین دیگر اطالعات موجو،از طرف) 1989

را بررسیهاي مورد تکمیل نموده و درك بهتري از الیه

.کندفراهم

سامانۀناهمسانگرد و دو زیرسامانۀ طورکلی هشت هب

الگوهاي آنها را باتوان که میدارد وجود همسانگرد نا نیمه

ترین نوع ناهمسانگردي ساده. کردثابت کشسان مشخص

زیک رایج است، صورت کاربردي در ژئوفی هکه ب

.استضلعی همسانگردي عرضی با تقارن شش

همسانگردي نااي، نوع ناهمسانگردي لرزهترین متداول

Page 4: ﺎﺑ نﻻاد و نﺎﮕﻨﮐ يﺎﻫﺪﻧزﺎﺳ رد γ ... · 2020-06-09 · Anisotropy interacts with reflection seismology, acquisition, processing and interpretation

1390، 1، شماره 5جله ژئوفیزیک ایران، جلد العسکري م کاظمی و قاسم 142

صورت لذا تحقیقات. وجهی است ا تقارن ششب عمودي

. استعموديهمسانگردي نادر ارتباط با اغلب گرفته،

همسانگردي ،دوقتی محور تقارن موازي با محور قائم باش

شود که ناهمسانگردي مطرح می) VTI یا(عرضی

وقتی محور تقارن افقی است محیط . استدار قائم جهت

.شود نامیده می )HTI( افقیعرضیهمسانگرد

دهد که در محیطی رخ میافقی عرضیهمسانگردي

ترین سادهHTIهاي محیط .اند یافتههاي قائم توسعه شکاف

توان یشوند که م دار محسوب می نوع ناهمسانگردي جهت

کار برد دار قائم به آنها را در توصیف مخازن شکاف

و شیلغز امتدادتنشی، هاي در محیط). 1988تامسن، (

عرضیهمسانگردي جایی که تنش قائم حداقل است،

طور افقی ه تشکیالت شیلی که ب.دهد میرخافقی

ها اگر الیه. می باشند VTI داراي تقارن ،اند بندي شده الیه

تواند نسبت به صورت محور تقارن می شند دراینشیبدار با

دلیل بهچنین محیطی . انحراف داشته باشدیمحور افق

در TTIهاي مدل. شود نامیده می)TTI( ،تقارن مایل

1در شکل . است شدهنزدیکی گنبدهاي نمکی مشاهده

. ستا نشان داده شدهHTI و VTIهاي مدلساختار

γپارامتر و تعیین TIیط انتشار امواج در مح 2

و همسانگردي عرضی )HTI(همسانگردي عرضی افقی

هاي براي انتشار امـواج در بسیاري از محیط) VTI(قائم

براي توصیف . دهند دست می هاي خوبی را به سنگی مـدل

توان نوشت اي در محیط ناهمسانگرد می امواج صفحه

):2001تسوانکین،(

)1( 0xx

uc

t

u

ij

k2

ijkl2i

2

)2( t)/Vxiw(nKK

jjeUu

انتشار سرعتvاي، بسامد زاویهUω, بردار قطبش ukکه

.اي است بردار یکه عمود بر جبهه موج صفحهnموج و

موج ناهمسانگرد مطرح هنظریکمیت دیگري که در

این کمیت با . است(p = n/v)شود بردار کُندي می

معادله (در معادله موج ) 2(جایگزین کردن موج تخت

.آید دست می به) معروف کریستوفل

)3( 0

U

U

U

ρVGGG

GρVGG

GGρVG

3

2

1

2333231

232

2212

13122

11

ماتریس کریستوفل است و به خواص محیط و Gikکه

.ستگی داردجهت انتشار امواج ب

)4( Gik=cijkl nj ni

. داراي محور تقارن افقی استHTI داراي محور تقارن قائم و مدل VTI مدل .1شکل

Page 5: ﺎﺑ نﻻاد و نﺎﮕﻨﮐ يﺎﻫﺪﻧزﺎﺳ رد γ ... · 2020-06-09 · Anisotropy interacts with reflection seismology, acquisition, processing and interpretation

ی پارس جنوبدانی ميها از چاهیکی در ی دوقطبی برشیدر سازندهاي کنگان و داالن با استفاده از نگاره صوت γ يگردبرآورد پارامتر ناهمسان

143

نمونه در جایی رايب( TIج در محیط امواهاي سرعت

در جایی که شیب یادارد که ناهمسانگردي القایی وجود

ن پنج مستلزم تعییعالوه بر چگالی، ، )ساختار کم است

پارامترهاي ،Vp، Vsاین پارامترها . استدیگر پارامتر

ماتریس . ندباش می η و پارامتر تسوانکین )ε و δ(تامسن

.شود میتعیین)5(ي رابطهبا VTIمحیط در سختی

)5(

66

55

55

331313

13116611

13661111

00000

00000

00000

000

0002

0002

c

c

c

ccc

cccc

cccc

Cvti

صفحه یک داراي دو صفحه تقارن وHTIمدل

برخورد X1جهت تقارن با محور اگر. همسانگردي است

کُندي تانسور 3 و 1هاي کند، با جایگزین کردن اندیس

با متناظر کُنديماتریس . آید دست می ه بVTIمدل براي

)6 (

66

55

55

33443313

44333313

131311

00000

00000

00000

0002

0002

000

c

c

c

cccc

cccc

ccc

Chti

گیري دار بسته به جهت یک سنگ ناهمسانگرد جهت

سان ثابت کش13 یا 5،9 آن دارايتنش و خواص ذاتی

در محیط ناهمسانگرد امواج برشی با دو سرعت . است

Ssامواج به ،شوند که با توجه به قطبش متفاوت منتشر می

تقسیم ) موج برشی سریع (Sfو) موج برشی کند(

. شوند می

یک نوع نمادگذاري با انتخاب ) 1986(تامسن

هاي تراکمی و برشی در امتداد محور تقارن در نظر سرعت

با VTIمحیط در یاقع پنج ضریب کشساندر و. گرفت

و سه پارامتر بدون )P)Vp0(، S )VS0 هاي امواج سرعت

عد بε،δوγشوند مشخص می.

)7 ( Vp0 = (C33/ρ)1/2

)8 ( Vs0 = (C44/ρ)1/2

)9( γ = (C66 – C44) / (2C44)

و یا

)10 ( γ = (VS-fast –VS-slow) / VS-slow

رشی سریع وــت موج بـــ سرعVS-fast ،)10(در رابطه

VS-slowیعنی . سرعت موج برشی کند است،

VS-fast = (C66/ρ)1/2

VS-slow و = (C44/ρ)1/2

است

).1998تنگ، (

)11( ε = (C11 – C33) / (2C33)

)12( δ = ((C13 + C44)2

– (C33 – C44)2)/ 2C33 (C33 – C44)

VP0 و VS0 مربوط به سرعت انتشار امواج در محیط و ε ،

δ و γتند پارامترهاي ناهمسانگردي هس.

هاي گیري هایی مانند اندازه روشاناهمسانگردي ب

جانستون و (هاي مغزه در آزمایشگاه سرعت از روي نمونه

هاي دادهاز هاي سرعت گیري و اندازه) 1995کریستنسن،

قابل ) 1999 لسلی و الئتون، ؛1984بانیک، (یمیدان

برآوردپارامترهایی که براي . گیري است اندازه

زمان رسید و مؤلفه قائم ،دنرو کار می هبناهمسانگردي

با استفاده از اختالف سرعت امواج برشی . ندي استکُ

را محاسبه γتوان پارامتر ناهمسانگردي ند، میسریع و کُ

با ناهمسانگردي که حالتیدر ). 2005، چان(کرد

ایجاد ) Yدر امتداد محور افقی (هاي عمودي شکستگی

ود، مؤلفه سریع موج برشی با طول موج بیشتري قطبی ش

ها در چاه و در جهت موازي با امتداد شکستگیشود می

).2شکل(انتشار می یابد ) Zمحور (عمودي

میزان برآوردتوان براي را نیز میαDTپارامتر

. ناهمسانگردي مورد بررسی قرار داد

)13( αDT=(DTSlow- DTFast)/((DTSlow+DTFast)/2)

Page 6: ﺎﺑ نﻻاد و نﺎﮕﻨﮐ يﺎﻫﺪﻧزﺎﺳ رد γ ... · 2020-06-09 · Anisotropy interacts with reflection seismology, acquisition, processing and interpretation

1390، 1، شماره 5جله ژئوفیزیک ایران، جلد العسکري م کاظمی و قاسم 144

حسب برناهمسانگردي αDT )13 (در رابطه

کُندي DTSlow برشی سریع وکُندي DTfast،کُندي

عمود دوقطبی دو فرستنده DSIدر ابزار . برشی کند است

و همچنین دو مجموعه گیرنده که آنها نیز در دو همبر

با ). 3شکل (اند وجود دارند تعبیه شدههم برراستاي عمود

در دو جهت قطبی دوهاي فرستنده با امواج DSIابزار

شوند، که یکی در جهت میءالقابه محیط هم برعمود

. باشند می آن Y ابزار و دیگري در جهت محورXمحور

، در دنشو تولید میدوقطبیچشمه از امواج برشی که

،شوند قطبیده میهمبر به دو مولفه عمود سازند

ندتر هت موازي و موج کُتر در ج که موج سریع طوري هب

.شوند منتشر میدر جهت عمود بر امتداد صفحه شکستگی

عمود بر یکدیگر و دوقطبی با دو گیرنده DSIهاي داده

،هم قرار دارندبرهاي عمود هایی که در جهت زوج گیرنده

ها را از توان اندازه و جهت تنش میهمچنین . شوند میثبت

با وارون . کرد برآوردهاي پراکندگی سرعت فاز منحنی

هاي از نگاره) سرعت فاز( پراکندگی هاي منحنیسازي

هاي اصلی را نیز توان تنش می،دوقطبیصوتی برشی

ها در بررسی پایداري دیواره گونه نگاره این. دست آورد هب

کاربرد ،دار ها و ناهمسانگردي جهت چاه، طول شکستگی

در مخازن گازي همچنین با توجه به اینکه. فراوان دارند

سرعت موج تراکمی نسبت به سرعت موج برشی چند

هاي توان به وجود گاز در الیه با این نگاره می، برابر است

در تفسیر لرزه دوقطبینگاره صوتی برشی . برد زمین پی

نیز AVO و VSP، يا چند مولفههاي مصنوعی نگاشت

.کاربرد دارد

).1998بریه و همکاران، (اند هاي متفاوت هایی باسرعت اج برشی داراي مولفه در محیط ناهمسانگرد، امو.2شکل

Page 7: ﺎﺑ نﻻاد و نﺎﮕﻨﮐ يﺎﻫﺪﻧزﺎﺳ رد γ ... · 2020-06-09 · Anisotropy interacts with reflection seismology, acquisition, processing and interpretation

ی پارس جنوبدانی ميها از چاهیکی در ی دوقطبی برشیدر سازندهاي کنگان و داالن با استفاده از نگاره صوت γ يگردبرآورد پارامتر ناهمسان

145

).2001شلمبرژه، (دهد ها را نشان می ها و گیرنده ابزار صوتی برشی دوقطبی، فرستنده.3شکل

در ناحیه مورد γ تعیین پارامتر ناهمسانگردي 3

بررسی

براي چهار )DSI (دوقطبیبا استفاده از نگاره صوتی برشی

میدان از اي ناحیهدر K4 و K1 ،K2 ،K3مخزنی الیه

پارامتر ،سازندهاي کنگان و داالنمربوط به پارس جنوبی

سازند کنگان شامل دو الیه. شدتعیین γناهمسانگردي

K1و K2 و سازند داالن شامل دو الیهK3 و K4است .

ن اختالف زمان بیبا تعیین در مجاورت چاه γپارامتر

سرعت امواج برشی در دو جهت عمود بر یکدیگر تعیین

برشی در دو جهت کُنديهاي مولفهدر این ناحیه . گردید

پارامتر در این تحقیق. شدگیري عمود بر یکدیگر اندازه

در سازند کنگان DSIبا استفاده از نگاره γ ناهمسانگردي

و K3هاي الیه( و در سازند داالن )K2 وK1هاي الیه(

K4 (دوقطبینگاره صوتی برشی با استفاده از . تعیین شد

ج برشی در دو جهت عمود بر یکدیگر امواسرعت

دست به C66 و C44هاي کشسان ثابتو شدگیري اندازه

γ با پارامتر αDTبراي مقایسه همچنین ). 9رابطه ( آمد

بررسی مورد نیز ) 13(میزان ناهمسانگردي با توجه به رابطه

کُندي با استفاده از αDTپارامتر ناهمسانگردي . فتگرقرار

DTslow) (کند برشی کُندي و )DTfast(برشی سریع

همبستگی، αDTو γبا مقایسه مقادیر . گردیدمحاسبه

ازهمچنین. دست آمد ه بαDTو γ بین پارامترهاي خوبی

هاي کنگان و داالن در سازند) GR (پرتو گامانمودارهاي

.شداستفاده γ پارامتر ناهمسانگردي براي مقایسه با

پرتو هاي مقایسه با نمودار در γ نمودارهاي 4در شکل

نشان دادهعمق براي سازند کنگان برحسب گاما

و γ نمودارهايج، -4الف و -4 هاي در شکل. است شده

ترتیب هبپرتو گاماد، نمودارهاي-4ب و -4 هاي در شکل

با توجه به .ندا شدهنشان داده، K2 و K1هاي براي الیه

و در K1 ،015/0، در الیه γ میانگین ،دست آمده هبنتایج

درجه همبستگی الف-5در شکل . است K2 ،013/0الیه

962/0R با C66 وC44ضرایب سختی 2 ب -5درشکل و =

Page 8: ﺎﺑ نﻻاد و نﺎﮕﻨﮐ يﺎﻫﺪﻧزﺎﺳ رد γ ... · 2020-06-09 · Anisotropy interacts with reflection seismology, acquisition, processing and interpretation

1390، 1، شماره 5جله ژئوفیزیک ایران، جلد العسکري م کاظمی و قاسم 146

993/0R، با αDT برحسب γنمودار 2 K1 براي الیه =

ضرایب درجه همبستگیالف –6در شکل. دست آمد به

975/0R با C66 و C44سختی 2 ب –6در شکل و =

999/0R، با αDT برحسب γپارامتر 2 K2 براي الیه =

درمقایسه γ نمودارهاي 7در شکل همچنین . دست آمد به

داالن برحسب عمق براي سازند پرتو گامابا نمودارهاي

ج، -7الف و -7 هاي در شکل. است نشان داده شده

همچنین .قابل مقایسه استبرحسب عمق γ پارامترییرات غت

ترتیب هبپرتو گاماد، نمودارهاي-7ب و -7 هاي در شکل

با توجه به .است نشان داده شده، K4 و K3هاي براي الیه

در ،در سازند کنگان پرتو گاما نمودار،دست آمده نتایج به

دلیل وجود بهاحتماالً (K2 در مقایسه با الیه K1الیه

. دهد تري را نشان می مقادیر بزرگ)لیهاي شی الیه

در K3در الیه پرتو گاما نمودار،در سازند داالنهمچنین

احتماالً ( داراستتري را مقادیر بزرگK4مقایسه با الیه

پرتو گاماطورکلی نمودار هب. )هاي شیلی دلیل وجود الیه به

و در کمتريتغییرات هاي دیگر نسبت به الیهK2در الیه

نشان را بیشتري تغییرات هاي دیگر نسبت به الیهK3ه الی

. دهد می

)د ( ) ج ( ) ب( )الف(

در پرتو گاما) د( و K2 در γ )ج(، K1 در پرتو گاما) ب(، K1 در γ )الف: (ق برحسب عمپرتو گاما در مقایسه با نمودار γ پارامتر ناهمسانگردي.4شکل

K2.

Page 9: ﺎﺑ نﻻاد و نﺎﮕﻨﮐ يﺎﻫﺪﻧزﺎﺳ رد γ ... · 2020-06-09 · Anisotropy interacts with reflection seismology, acquisition, processing and interpretation

ی پارس جنوبدانی ميها از چاهیکی در ی دوقطبی برشیدر سازندهاي کنگان و داالن با استفاده از نگاره صوت γ يگردبرآورد پارامتر ناهمسان

147

K3 در الیه γ میانگین پارامتردهد مقایسه نشان می

)026/0=γ( ،میانگین پارامتر تر از بزرگγ در الیهK4

محاسبه 012/0 برابر با K4 در الیه γپارامتر میانگین .است

C66 و C44ی ضرایب سختی درجه همبستگهمچنین . شد

هاي ترتیب در شکل ه و ب شد تعیینK4 و K3هاي براي الیه

درجه همبستگی پارامترهاي . استآمده 9 و 8

و 8 و در شکل هاي شد نیز تعیینαDT و γناهمسانگردي

درجه همبستگی الف-8در شکل . مقایسه گردید 9

857/0R با C66 و C44ضرایب سختی 2 -8در شکل و =

R =997/0، با αDT برحسب γدرجه همبستگی پارامتر ب 2

درجه همبستگی K4براي الیه . تعیین شدK3براي الیه

، و درجه =983/0R2 با C66 وC44ضرایب سختی

997/0R، با αDT برحسب γهمبستگی پارامتر 2 در =

K1هاي هایی از الیه در بخش. ب مقایسه گردید–9شکل

ا نسبتاً زیاد است، مقادیر بیشینه که مقادیر نمودار گامK3و

و K1هاي در الیهTani و γ ،DTαپارامتر ناهمسانگردي

K3هایی از این تواند ناشی از وجود شیل در بخش می

.ها باشد الیه

)ب( ) الف (

.αDT برحسب γپارامتر ) ب( و C66 و C44ضرایب سختی ) الف: (K1 مقایسه ضرایب همبستگی براي الیه .5شکل

)ب ( ) الف (

.αDT برحسب γپارامتر ) ب( و C66 و C44ضرایب سختی ) الف: (K2 مقایسه ضرایب همبستگی براي الیه .6شکل

Page 10: ﺎﺑ نﻻاد و نﺎﮕﻨﮐ يﺎﻫﺪﻧزﺎﺳ رد γ ... · 2020-06-09 · Anisotropy interacts with reflection seismology, acquisition, processing and interpretation

1390، 1، شماره 5جله ژئوفیزیک ایران، جلد العسکري م کاظمی و قاسم 148

)د ( ) ج ( ) ب ( )الف(

.K4 در پرتو گاما) د( و K4 در γ )ج(، K3 در پرتو گاما) ب(، K3 در γ )الف: ( برحسب عمقپرتو گاما در مقایسه با نمودار γ پارامتر ناهمسانگردي.7شکل

) ب( ) الف (

.αDT برحسب γپارامتر ) ب( و C66 و C44ضرایب سختی ) الف: (K3 مقایسه ضرایب همبستگی براي الیه .8شکل

Page 11: ﺎﺑ نﻻاد و نﺎﮕﻨﮐ يﺎﻫﺪﻧزﺎﺳ رد γ ... · 2020-06-09 · Anisotropy interacts with reflection seismology, acquisition, processing and interpretation

ی پارس جنوبدانی ميها از چاهیکی در ی دوقطبی برشیدر سازندهاي کنگان و داالن با استفاده از نگاره صوت γ يگردبرآورد پارامتر ناهمسان

149

) ب( )الف (

.αDT برحسب γپارامتر ) ب( و C66 و C44ضرایب سختی ) الف: (K4 مقایسه ضرایب همبستگی براي الیه .9شکل

گیري نتیجه 4

عمل ههاي ب طی بررسیدست آمده از این تحقیق هبیجنتا

:شود بصورت زیر خالصه میآمده

براي سازند کنگان بیشترین میزان ناهمسانگردي در -1

متر و براي سازند داالن در محدوده 2754محدوده عمق

.قرار دارد متر3020عمق

هاي صوتی برشی نگاره بااليقدرت تفکیک علت به-2

تري از توصیف دقیق،اي هاي لرزه دادهسبت به ندوقطبی

. آمددست ه بها نگارهگونه پارامترهاي فیزیکی با این

، K1 براي الیه γدر سازند کنگان میانگین پارامتر -3

داد که نشان بدست آمد K2 ،013/0و براي الیه 015/0

سازند کنگانK2 سازند کنگان نسبت به الیه K1الیه

.ستناهمسانگردتر ا

بیشتر K3 براي الیه γدر سازند داالن میانگین پارامتر -4

.است K4 الیه از

و γتغییرات پارامتر ناهمسانگردي اي که بین هبا مقایس -5

باال بودن ،صورت گرفت پرتو گامانمودار تغییرات

و K1هاي الیههایی از بخشپارامتر در این دو مقادیر زیاد

K3،شدباضور شیل ناشی از حتواند می.

منابع

Alford, R. M., 1986, Shear data in the presence of azimuthal anisotropy: 56th Annual International Meeting, SEG, Expanded Abstracts, 476-479.

Alkhalifah, T. A., and Tsvankin, I., 1995, Velocity analysis in transversely isotropic media: Geophysics, 60, 1550-1566.

Armstrong, Ph., Ireson, D., Chmela, B., Dodds, K., Esmersoy, C., Hornby, B., Leaney, S., and Lynn, H., 1994, The promise of elastic anisotropy: Oilfield Review, 6, 36-47.

Bandyopadhyay, K., 2009, Seismic anisotropy: Geological causes and its implications to reservoir, Stanford University, Ph.D Thesis.

Banik, N. C., 1984, Velocity anisotropy of shales and depth estimation in the North Sea Basin: Geophysics, 49, 1411-1419.

Berryman J. G., 2007. Seismic waves in rocks with fluids and fractures: Geophysical Journal International, 171, 954-974.

Brie, A., Endo, T., Hoyle, D., Codazzi, D., Esmrsoy, C., Hsu, K., and Denoo, S., 1998, New directions in sonic logging: Oilfield Review, 40-55.

Page 12: ﺎﺑ نﻻاد و نﺎﮕﻨﮐ يﺎﻫﺪﻧزﺎﺳ رد γ ... · 2020-06-09 · Anisotropy interacts with reflection seismology, acquisition, processing and interpretation

1390، 1، شماره 5جله ژئوفیزیک ایران، جلد العسکري م کاظمی و قاسم 150

Chan, A. W. K., 2005, Production-induced reservoir compaction, permeability loss and land surface subsidence: Stanford University, Ph.D. Thesis.

Crampin, S., Lynn, H. B., and Booth, D. C., 1989, Shear-wave VSPs: A powerful new too1 for fracture and reservoir description: J. Petr. Tech. 5, 283-288.

Grechka, V., 2001, Seismic anisotropy: Yesterday, today, tomorrow: CSEG Recorder, 9-10.

Helbig, K., and Thomsen, L., 2005, 75-plus years of anisotropy in exploration and reservoir seismics: A historical review of concepts and methods: Geophysics, 70, 9-23.

Johnston, J. E., and Christensen, N. I., 1995, Seismic anisotropy of shales: Journal of. Geophysical. Research, 100, 5991-6003.

Leslie, J. M., and Lawton, D. C., 1999, A refraction seismic field study to determine the anisotropic parameters of shales: Geophysics, 64, 1247-1252.

Liu, E., Li, X. Y., and Queen, J. H., 2000, Discrimination of pore fluids from P and converted shear wave AVO analysis:

Proceeding of 91WSA, published by Society of Exploration Geophysicists, 1-19.

Mao, Y., 2005, Understanding the anisotropy: Journal of Applied Sciences, 5, 207-214.

Martin, M. A., and Davis, T. L., 1987, Shear-wave birefringence: a new tool for evaluating fractured reservoirs: The Leading Edge, 6, 21-27.

Schlumberger, 2001, DSI, Dipole Shear Sonic Imager.

Schlumberger, 2003, Fractured reservoir characterization using seismic anisotropy.

Teng, L., 1998, Seismic and rock-physics characterization of fractured reservoirs: Stanford University, Ph.D. Thesis.

Tsvankin, I., 2001, Seismic signatures and analysis of reflection data in anisotropic media, Elsevier Science Publ. Co.

Thomsen, L., 1986, Weak elastic anisotropy: Geophysics, 51, 1954-1966.

Thomsen, L., 1988, Reflection seismology over azimuthally anisotropic media: Geophysics, 53, 304-313.

Winterstein, D. F., 1990, Velocity anisotropy terminology for geophysicists: Geophysics, 55, 1070-1088.