مدل‌سازي عددي نمودارهاي مقاومت القايي آرايه اي (AIT)

(Numerical modeling of array induction log or tool (AIT

مهم‌ترين نمودار چاه پيمايي، نمودار مقاومت الكتريكي است؛ كه براي تعيين نوع و مقدار هيدروكربن موجود در مخازن مورد استفاده قرار مي‌گيرد. در روش­هاي سنتي تفسير نمودارهاي مقاومت، از چارت بوك استفاده مي‌شود. چارت بوك مدلي تئوري از رفتار ابزار نمودارگير است؛ كه با استفاده از مدل‌هاي يك‌بعدي كامپيوتري تهيه مي‌شود. اين كدهاي كامپيوتري معادله ماكسول را در فضايي ساده‌سازي شده و با صرف‌نظر از شيب لايه‌ها، رخنه ناهمگن سيال حفاري، اثر لايه‌هاي مجاور و زاويه چاه حل مي‌كنند؛ كه در مخازن پيچيده از نظر خواص و هندسه با خطاي زيگردابي همراه است. براي لحاظ كردن پيچيدگي‌هاي مخزن و افزايش دقت تفسير، از روش‌هاي عددي نظير روش­هاي اجزاء محدود و تفاضل محدود براي مدل كردن دو و سه‌بعدي نمودارهاي مقاومت استفاده مي‌شود. هدف اصلي اين مقاله، مدل‌سازي ابزار القايي آرايه‌اي AIT است؛ تا رفتار اين ابزار در شرايط مختلف چاه و مخزن واكاوي و شناخته شود. كسب اين آگاهي، امكان تفسير دقيق‌تر داده‌هاي اين نمودار را فراهم كرده و در كنار آن، با شناخت نقاط قوت و ضعف ابزار AIT، به‌ كارگيري آن در چاه‌هاي ايران با روال منطقي و به صورت بهينه انجام شود. براي راستي آزمايي، نمودار مقاومت الكتريكي در يك مدل چند لايه بازسازي و با مقاومت واقعي مقايسه شد. در مدل چند لايه، ابزار AIT طراحي شده، مقاومت لايه‌هاي ضخيم را با دقت اندازه‌گيري كرده است؛ ولي براي لايه‌هاي نازك انطباق كامل وجود ندارد. براي شناخت بهتر رفتار ابزار AIT در طراحي و شرايط مختلف، آناليز حساسيت بر روي ويژگي‌هاي اصلي آن شامل فركانس، فاصله گيرنده-فرستنده و تغييرات مقاومت سيال درون چاه انجام شد؛ تا مشخص شود تغيير اين پارامترها چه اثري در رفتار ابزار AIT دارد. در فركانس‌هاي بالا به دليل تشديد پديده اثر پوسته‌اي، علي­رغم وابستگي خطي مقاومت با فركانس، ابزار توانايي اندازه‌گيري مقاومت سازند را از دست مي‌دهد. با افزايش فاصله گيرنده-فرستنده، مقدار مقاومت برداشت شده تغيير چنداني نشان نمي­دهد؛ حال آن‌كه اين افزايش، قدرت تفكيك عمودي را تا حد زيگردابي كاهش مي‌دهد. به دليل رفتار غيرخطي، ابزار AIT در چاه‌هاي با رسانندگي سيال حفاري بيش از 1 زيمنس/متر قابل برداشت نيست.

Resistivity logs are among the most important logs since their measurements are directly related to hydrocarbon saturation. Conventionally, Chartbooks as theoretical response of logs are used for interpretation of electrical logs. One dimensional (1D) computer codes are the cornerstones of chartbooks. These codes solve Maxwell’s equations by ignoring layer inclination, non-uniform mud invasion, shoulder bed effect and well deviation. Simplifying the geometry of the model introduces significant amount of error in the interpretation of resistivity logs. Consequently, it is necessary to utilize complex numerical models for interpretation of the logs. The main objective of this paper is to present numerical modeling of array induction log or tool (AIT). The numerical modeling enables us to understand the response of the tool in different well and reservoir situations. Proper understanding of the response of the tool improves the accuracy of interpretation of the logs and reduces the risk of logging jobs in the harsh conditions. For verification of the model, the resistivity logs were constructed in a multi-layer model. The modeled resistivity logs were in good agreement with the true formation resistivity values in thick layers but conversely, in the thin layers, the performance of the model was not acceptable. Sensitivity analysis was performed on the frequency, the transducer-receiver spacing of AIT and the resistivity of mud. In higher frequencies, due to skin effect, the tool is not able to measure the true resistivity of the layer. Increasing the transducer-receiver spacing does not affect the accuracy of the AIT while it decreases the vertical resolution of the tool. In wells where the conductivity of mud is below 1 S/m, the AIT tool cannot be run.