ناهمگنی مخزن چیست؟

ناهمگنی مخزن (𝗥𝗲𝘀𝗲𝗿𝘃𝗼𝗶𝗿 𝗛𝗲𝘁𝗲𝗿𝗼𝗴𝗲𝗻𝗲𝗶𝘁𝘆) شامل تفاوت‌های زمین‌شناسی، پتروفیزیکی و خواص سیالات در سراسر یک مخزن است. درک و مدیریت ناهمگنی مخزن یکی از چالش‌های کلیدی در مهندسی بهره‌برداری و مهندسی مخزن است. استفاده از روش‌های مناسب مانند مدل‌سازی عددی، داده‌های لرزه‌ای، چاه‌آزمایی و تکنیک‌های پیشرفته ازدیاد برداشت می‌تواند به بهینه‌سازی تولید و افزایش ضریب بازیافت از مخازن نفت و گاز کمک کند.

انواع ناهمگنی مخزن

۱) ناهمگنی عمودی (Vertical Heterogeneity)

ناهمگنی عمودی به تغییرات خواص مخزن در راستای عمق اشاره دارد. این تغییرات می‌توانند ناشی از تفاوت‌های محیط رسوب‌گذاری، چینه‌شناسی یا فرآیندهای دیاژنزی باشند. ناهمگنی عمودی می‌تواند منجر به توزیع نامتعادل سیالات شود و در نتیجه بر نرخ و حجم بازیافت هیدروکربن تأثیر بگذارد.

۲) ناهمگنی افقی (Horizontal Heterogeneity)

ناهمگنی افقی به تغییرات جانبی خواص مخزن در یک صفحه افقی اشاره دارد. این تغییرات می‌توانند به دلیل تفاوت در رخساره‌های رسوبی، گسل‌خوردگی و شکستگی‌ها رخ دهند. ناهمگنی افقی عامل اصلی در “تعیین ارتباط مخزنی” است که جریان سیالات و عملکرد کلی مخزن را تحت تأثیر قرار می‌دهد.

۳) ناهمگنی میکروسکوپی (Micro Heterogeneity)

ناهمگنی میکروسکوپی به تغییرات کوچک در اندازه حفرات، تراوایی و اشباع سیال درون مخزن اشاره دارد. این تغییرات که اغلب در مقیاس میکروسکوپی رخ می‌دهند، می‌توانند تأثیر قابل‌توجهی بر جریان هیدروکربن‌ها، به‌ویژه در مخازن نامتعارف و کم‌تراوا داشته باشند.

۴) ناهمگنی ماکروسکوپی (Macro Heterogeneity)

ناهمگنی ماکروسکوپی به تغییرات در مقیاس بزرگ در ویژگی‌های مخزن اشاره دارد، مانند وجود گسل، چین‌خوردگی‌ها یا واحدهای رسوبی بزرگ. این تغییرات می‌توانند به‌عنوان موانع یا مسیرهایی برای جریان سیال عمل کنند و به‌طور قابل‌توجهی بر استراتژی تولید تأثیر بگذارند.

علل ناهمگنی مخزن

۱) محیط رسوب‌گذاری

محیطی که سنگ‌های مخزنی در آن تشکیل شده‌اند، نقش کلیدی در ایجاد ناهمگنی دارد. تغییرات در میزان انرژی، میزان رسوب‌گذاری و فرآیندهای رسوبی (مانند رودخانه‌ها، دلتایی یا محیط‌های دریایی کم‌عمق) منجر به شکل‌گیری لیتولوژی‌های متفاوت و خواص سنگی متنوع می‌شوند.

۲) دیاژنز

فرآیندهای دیاژنزی، مانند سیمانی‌شدن، فشردگی و انحلال، می‌توانند خواص اولیه سنگ‌های مخزنی را تغییر دهند. این فرآیندها ناهمگنی بیشتری ایجاد کرده و بر تخلخل و تراوایی در مقیاس‌های مختلف تأثیر می‌گذارند.

۳) گسل‌خوردگی و شکستگی‌ها

گسل‌ها و شکستگی‌ها ناهمگنی چشمگیری را در مخزن ایجاد می‌کنند. این ساختارها می‌توانند زون‌هایی با تراوایی بالا ایجاد کرده یا به‌عنوان موانعی برای جریان سیالات عمل کنند. میزان، جهت‌گیری و تراکم گسل‌ها و شکستگی‌ها در سراسر یک مخزن متغیر است و بر مهاجرت سیالات و نرخ تولید تأثیر دارد.

۴) اشباع سیالات و فشار مخزن

تفاوت در اشباع سیالات (نفت، گاز، آب) و فشار درون مخزن نیز یکی دیگر از عوامل ایجاد ناهمگنی است. این تفاوت‌ها می‌توانند بر قابلیت تولید مخزن تأثیر بگذارند و معمولاً با ویژگی‌های زمین‌شناسی مانند تله‌های نفتی و پوش‌سنگ‌ها مرتبط هستند. تغییرات در فشار مخزن همچنین می‌توانند باعث تغییر مسیر جریان سیالات و حتی پدیده‌هایی مانند تولید زودهنگام آب یا گاز شوند.

تأثیر ناهمگنی مخزن بر تولید

ناهمگنی مخزن می‌تواند تأثیر قابل‌توجهی بر بهره‌برداری از مخزن داشته باشد، از جمله:

کاهش ضریب بازیافت: وجود لایه‌های با تراوایی کم یا سیالات غیرهمگن می‌تواند مانع از برداشت یکنواخت هیدروکربن‌ها شود.

افزایش احتمال تولید زودهنگام آب یا گاز: ناهمگنی در فشار و تراوایی ممکن است منجر به زودتر رسیدن آب یا گاز به چاه‌های تولیدی شود.

پیچیدگی در طراحی و اجرای روش‌های ازدیاد برداشت (EOR): برخی از روش‌های افزایش بازیافت مانند تزریق آب یا گاز ممکن است به دلیل ناهمگنی مخزن کارایی کمتری داشته باشند یا نیاز به تنظیمات خاصی پیدا کنند.

لزوم استفاده از مدل‌های دقیق‌تر مخزنی: برای مدیریت صحیح ناهمگنی، شبیه‌سازی‌های پیشرفته مخزن و داده‌های دقیق چاه‌آزمایی (Well Testing) و لاگ‌های پتروفیزیکی ضروری هستند.

آموزش درس شبیه‌سازی مخزن | آموزش شیبه‌سازی مخزن با نرم‌افزار Eclipse | آموزش شبیه‌سازی مخزن با نرم‌افزار Petrel | آموزش تفسیر ولتست با نرم‌افزار Saphir | آموزش درس ازدیاد برداشت نفت