اثر بارگذاری هیدرواستاتیک بر خواص پتروفیزیکی، ژئومکانیکی و ساختاری سنگ مخزن کربناته

Abstract

حین تولید از مخازن هیدروکربنی و فرآیند تزریق، تغییرات فشار منفذی باعث تراکم مخزن می‌گردد که منجر به اثرگذاری مستقیم روی خواص پتروفیزیکی سنگ مخزن می‌شود. بنابراین، شناخت تغییرات رفتار سنگ و خواص مخزنی وابسته به تنش مانند تخلخل و نفوذپذیری بسیار با اهمیت است. در این مطالعه، تلاش می‌شود اثر بارگذاری هیدرواستاتیک بر خواص پتروفیزیکی، ژئومکانیکی و ساختاری سنگ مخزن کربناته بررسی شده و تغییرات تخلخل، نفوذپذیری و توزیع اندازه حفرات مورد تجزیه و تحلیل قرار گیرند. جهت بررسی تغییرات صورت گرفته در رفتار ژئومکانیکی سنگ مخزن کربناته، سرعت موج برشی و تراکمی دو نمونه سنگ مخزن با خواص ظاهری و فیزیکی مشابه تحت بارهای مختلف اندازه‌گیری شد. همچنین، به‌منظور بررسی ساختار و تغییرات داخلی نمونه‌های سنگ مخزن از تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) استفاده شد. نتایج حاصل از این مطالعه حاکی از آن است که با افزایش بارگذاری، نفوذپذیری و تخلخل در آخرین مرحله بارگذاری به‌ترتیب 14/36% و 39/7% روند کاهشی از خود نشان می‌دهند. بررسی سرعت‌های موج برشی و تراکمی نشان دادند که با افزایش فشار آنها روند افزایشی داشته و این مسئله ناشی از میزان نسبت حجم فضای ماتریکس سنگ به فضای خالی آن است. تلفیق آنالیز تصاویر SEM و تغییرات اندازه حفرات نشان می‌دهد که در اثر بارگذاری، حفرات ریزتر و متراکم‌تر گشته و میانگین اندازه دانه‌ها کوچک‌تر می‌گردد، که این خردشدن و قرارگیری ذرات ریزتر در میان ذرات درشت‌تر میزان تخلخل و تراوایی را کاهش می‌دهد. شناخت روند تغییرات خواص پتروفیزیکی به‌همراه بررسی تغییرات ساختاری و ژئومکانیکی متناظر آنها در استراتژی‌های تولید از مخازن نفتی و فرآیندهای تخلیه سیالات از مخازن از اهمیت به‌سزایی برخوردار هستند.