نقش مشخصات رخساره رسوبي در رفتار مكانيكي سنگ، مطالعه موردي در سازند آسماري، جنوب- غرب ايران

Role of Sedimentary Microfacies Characteristics in Rock Mechanical Behavior, a Case Study in Asmari Formation, SW Iran

از آنجايي‌كه در اكتشاف و توليد نفت به مطالعات ژئومكانيك مخزن توجه ويژه‌اي دارند، در اين پژوهش تأثير رخساره، محيط رسوبي، بافت و دياژنز بر رفتار ژئومكانيكي سازند آسماري بررسي شده است. داده‌هاي استفاده شده شامل 1) داده‌هاي رسوب‌شناسي مانند پتروگرافي مقطع نازك، تخلخل و چگالي؛ 2) داده‌هاي مكانيك سنگ مانند مقاوت تراكمي تك‌محوري و سه‌محرري سنگ، ضريب چسبندگي و زاويه اصطكاك داخلي سنگ، مقاومت كششي سنگ و انديس شكستگي و حفاري؛ 3) داده‌هاي سرعت موج S و P. كه برروي 140 عدد مغزه رخنمون و چاه انجام شدند. به‌منظور مطالعه رابطه ممكن بين خصوصيات رسوب‌شناسي و مكانيكي سنگي، خصوصيات رسوب شناسي با انديس رخساره براساس ويژگي‌هاي بافتي و دياژنزي رقومي شده‌اند. براساس انديس رخساره، مقدار تخلخل و مقاومت تراكمي تك محوري سنگ پنج رخساره ژئومكانيكي در سازند آسماري مشخص شد كه از رخساره ژئومكانيكي 1 تا 5 از رفتار شكل‌پذير به شكننده تبديل مي‌شوند. نتايج اين مطالعه نشان مي‌دهد كه رفتار مكانيكي سنگ توسط محيط رسوبي و فرآيندهاي دياژنزي كنترل مي‌شود كه با رقومي كردن خصوصيات رسوب‌شناسي و ايجاد ارتباط با پارامترهاي مكانيك سنگي امكان پيش‌بيني مقاومت تراكمي تك محوري سنگ با استفاده از پتروگرافي ايجاد شده است. چنين مطالعاتي كمك موثري در كاهش وقت و هزينه آزمايشات مكانيك سنگ و همچنين در منطقه‌بندي مكانيكي- چينه‌اي مخزن دارد.

Nowadays, geomechanical studies in hydrocarbon reservoirs are interesting; therefore, the objective of this paper is to investigate the impact of facies, texture and diagenesis on the geomechanical behavior of the Asmari Formation. Three sets of data were used in this research: 1) sedimentological data including thin section petrography, porosity and density, 2) rock mechanical data comprising (1) uniaxial compressive strength, (2) cohesion, (3) friction angle, (4) tensile strength, and (5) brittleness and drillability indexes, and 3) ultrasonic data including S- and P-wave velocities. To investigate a possible relationship between the sedimentological features and rock mechanical behaviors, a facies index was defined based on the textural and diagenetic features allowing to quantify a sedimentary microfacies. Based on facies index, porosity and UCS five different geomechanical facies were determined for the Asmari Formation, where GMF1 to GMF5 represent very ductile to very brittle behavior respectively. Finally, the results of the study showed that mechanical behavior is controlled by the depositional and diagenetic overprints. Furthermore, by facies index, the rock strength may be predicted based on petrographical observations. Such studies are helpful for reducing the costs/time for acquiring geomechanical datasets and zoning mechanical stratigraphy.