تخمين ويژگي هاي مكانيكي سنگ آهك با استفاده از داده‌هاي پتروفيزيكي

Estimating mechanical properties of limestone from petrophysical data

پارامترهاي الاستيك سنگ به دو روش ديناميكي و استاتيكي قابل اندازه گيري هستند. در روش ديناميكي، با اندازه گيري سرعت عبور امواج تراكمي (Vp) و برشي (Vs) در شرايط برجا و يا آزمايشگاه، ويژگي هاي الاستيك ديناميكي سنگ به‌دست مي آيند. در روش استاتيكي نيز با انجام آزمايش هاي تخريبي مانند مقاومت فشاري تك محوري و يا سـه محوري بر روي مغزه سنگ، پارامترهاي مقاومتي و الاستيك استاتيكي اندازه گيري مي شوند. روش هاي استاتيكي نتايج واقع-بينانه تري نسبت به روش هاي ديناميكـي مـي دهند، اما هزينه انجام آن بيش‌تر بوده و اندازه گيري آن به نقـاط داراي مغزه سنگي محدود مي شود. متاسفانه پارامترهاي ديناميكي و استاتيكي با يك‌ديگر برابر نيستند و معمولاً پارامترهاي ديناميكي از پارامترهاي استاتيكي متناظر خود بزرگ‌تر هستند. به‌منظور اندازه گيري پيوسته ويژگي هاي مكانيك سنگ در طول چاه، ايجاد روابط تجربي بين پارامترهاي ديناميكي و استاتيكي ضروري به‌نظر مي رسد. در اين پژوهش با انجام آزمايش هاي مقاومت فشاري تك‌محوري و التراسونيك بر روي مغزه هاي نفتي مربوط به سازندهاي كربناته سروك و آسماري يكي از چاه هاي نفتي جنوب غرب ايران، روابطي تجربي براي تخمين مقاومت فشاري تك‌محوره (c?) و مدول يانگ استاتيكي (Es) بر اساس سرعت موج تراكمي (Vp) و مدول يانگ ديناميكي (Ed) پيشنهاد شده است كه يكي از پيش نيازهاي اساسي براي تحليل پيوسته پايداري در طول مسير حفاري چاه هاي نفت و گاز را تامين مي كند

Young’s modulus measured as the slope of the stress-strain curve under static loading conditions (Es) in the lab is one of the most essential parameters for reservoir geomechanical modeling. However, information on the value of Es along the well length is often discontinuous and limited to cross well with the core. On the other hand, well log data for wave velocities Vp and Vs are often available for most hydrocarbon reservoirs. Hence, well-known equations are needed to calculate static Young’s modulus based on the compressional and shear wave velocities (Vp and Vs) that is dynamic Young’s modulus (Ed). Unfortunately, because of porosity and micro cracks in rock texture, Es and Ed are not equal. Therefore, correlation between static and dynamic parameters could result in a continuous and more reliable knowledge on the elastic parameters along the well length. In this research, laboratory experiments were carried out on limestone rock core specimens of Sarvak formation obtained from an oil well in the South West of Iran. Empirical relations were suggested to estimate UCS and static Young’s modulus from compressional wave velocity (Vp) and dynamic Young’s modulus. These empirical relations are prerequisite for continuous wellbore stability analysis in oil and gas well drilling.