Estimation of Permeability of Carbonate Gas Reservoirs Using Nuclear Magnetic Resonance (NMR) Log and FZI-Stonley Method

Document Type : Original Article

Authors

1 Department of Natural Resources and Environment, Science and Research Branch, Islamic Azad University, Tehran, Iran

2 Department of Chemical and Petroleum Engineering, Sharif University of Technology, Tehran, Iran

3 Department of Chemical and Petroleum Engineering, Science and Research Branch, Islamic Azad University, Tehran, Iran

Abstract

Permeability is one of the most important reservoir parameters for reservoir expansion , indicating the ability of reservoir rock to convey fluid. Due to the heterogeneity of the reservoir, the permeability estimation is always calculated with a large error. To calculate permeability, this paper is divided into two general sections. In the first part, NMR relaxation groups(equivalent to hydraulic flow units or HFUs) were determined using nuclear magnetic resonance logs. The advantage of this method is to overcome the heterogeneous property of the reservoir. Relaxation groups were obtained using the FZI-Stonley method, in which petrophysical interpretation was first performed by petrophysical logs, and the rate of stoneley wave velocity in the rock matrix was determined using intersecting logs and mathematical relationships. The advantage of this method is to overcome the heterogeneous property of the reservoir. Then, permeability was obtained for each of the relaxation groups using FZI-Stoneley method. This is how petrophysical interpretations were first made by petrophysicals and the velocity of the Stonley wave in the rock matrix was determined using intersecting diagrams and mathematical relationships. Then, using core data and petrophysical evaluation outputs, the adaptation index factor for different minerals of each relaxation group was calculated and finally, using mathematical equations, the quantitative permeability was determined continuously for each of the hydraulic flow units concept. Relaxation groups were calculated. In this study, several IMFs were identified for each mineral, thus identifying facies (hydraulic flow units) and based on the hydraulic flow units for each mineral, different IMFs are obtained. The main advantage of the above method is that by recording the intrinsic property of the Stonley wave affected by the permeability, a continuous log of the permeability changes across the well can be obtained which also considers the heterogeneity of the reservoir.

Keywords

References

اسدی مهماندوستی، ا.، عالیوند، ش.، قالوند، ه. و رستمی، ع. "بررسی پتروفیزیکی مخزن کربناته ایالم با استفاده از روش تشدید مغناطیس هسته ای (NMR)و داده‌های مغزه در یکی از میدانهای نفتی دشت آبادان"، فصلنامه علمی پژوهشی علوم زمین، بهار 97 ،سال بیست و هفتم، شماره 107 ،صفحات 241 تا 252.
اعتمادی کرمانی، ب. و آبدیده، م. "تخمین تراوایی در مخازن کربناته توسط نمودار درون چاهی برشی صوتی"، اولین مسابقه کنفرانس بین المللی جامع علوم مهندسی در ایران، 1395.
خیّر، ک.، مرادزاده، ع. و تخم چی، ب. " بهبود روش‌های تعیین پارامترهای محاسبه تراوایی مخازن کربناته با استفاده از امواج استونلی"، مجله پژوهش نفت، شماره 89 ،مهر و آبان 94.
رستگارنیا، م. و کدخدائی ایلخچی، ع. " تخمین تراوایی با استفاده همزمان داده‌های سرعت موج استونلی و شبکه های عصبی ماشین بردار پشتیبان: مطالعه موردی از میدان چشمه خوش، جنوب ایران"، نشریه Geopersia ،دوره دوم، سال 2013 ،صفحات 87 تا 97 .
روستایی، م.، نبی بیدهندی، م.، تدینی، م. و ترابی، س. "به کارگیری نگار تشدید مغناطیسی هسته‌ای و شبکه عصبی مصنوعی در برآورد تراوایی یکی از مخازن نفت سنگین در جنوب ایران"، مجله فیزیک زمین و فضا، دوره 37 ،شماره 3 ،1390 ، صفحات 27 تا 45.
ره سپار، ا.، کدخدائی، ع.، نبی بید هندی، م. "تعیین رخساره‌های الکتریکی مخزنی با استفاده از روش‌های خوشه سازی در بخش عرب در چاه 05-2S میدان نفتی سلمان"، نشریه علمی پژوهشی پژوهش نفت، شماره 87 ،1395 ، صفحات 107 تا 117.
عزتی، م.، عزیززاده، م.، ریاحی، م.ع.، فتاح پور، و. و هنرمند، ج. "کاربرد الگ DSI در ارزیابی ژئومکانیکی و پتروفیزیکی مخازن کربناته: مطالعه موردی در یکی از میدان‌ها جنوب غرب ایران"، نشریه علمی پژوهشی پژوهش نفت، شماره 107 ،مهر و آبان 1398 ،صفحات 37 تا 50.
عزیزی، ی.، شادمنامن، ن. "پیشبینی تراوایی سنگ مخزن کربناته با استفاده از شبکه عصبی مصنوعی و ماشین بردار پشتیبان در یکی از مخازن نفتی ایران"، مجله فیزیک زمین و فضا، دوره 43 ،شماره 2 ،تابستان 96.
کارگر، ز.، مجرد، ح.، و خوش‌سیما، ف.، "چاه‌نگاری به روش تشدید مغناطیسی هسته‌ای اصول و کاربردها"، انتشارات دانشگاه شیراز، 1390 ، 360 صفحه.
مجرد، ح. و کارگر، ز. "محاسبه حجم سیالات مرزی و آزاد و تعیین نفوذپذیری مخازن هیدروکربنی به روش تشدید مغناطیسی هسته‌ای"، مجله پژوهش نفت، شماره 77 ،صفحات 34 تا 43 ،1393.
هداوند، م. و مرادزاده، ع. "تخمین تراوایی مخازن نفتی از طریق بررسی امواج استونلی"، پایان‌نامه کارشناسی ارشد، مهندسی معدن، نفت و ژئوفیزیک دانشگاه شاهرود، ایران، 1385.
هنرمند، ج. و اسعدی، ع.، "کاربرد مفهوم رخساره منفذی در تخمین تراوایی مخازن کربناته، مطالعه موردی از سازند سروک در یکی از میدان‌های نفتی جنوب غرب ایران"، مجله پژوهش نفت، شماره 95 ،مهر و آبان 96.
Ahr W.M., “Geology of carbonate reservoirs,” John Wiley and Sons, Chichester, p.296, 2008.
Al Adani N. and Barati A., “Permeability estimation from stoneley waves,’ SLB, 2003.
Al-Mahrooqi SH, Grattoni CA, Moss AK, Jing XD. An investigation of the effect of wettability on NMR characteristics of sandstone rock and fluid system. Journal of Petroleum Science and Engineering. 2003 Sep 1; 39 (389-398):4
Brie A., Endo T., Johnson D.L. and Pampuri F., “Quantitative formation permeability evaluation from stoneley waves,” PE Reservoir Eval & Eng., Vol.3, No.2, 2000. 
Chehrazi A., and Rezaee R., “ A systematic method for permeability orediction, a Petro- Facies approach,” Journal of Petroleum Science and Engineering, Vol. 11, No.3, 99.1-20, 2014.
Freedman R. Advances in NMR logging. Journal of Petroleum Technology. 2006 Jan 1; 580(01): 60-66.
Georgi, D. T., and Menger, S.T., “Reservoir quality, porosity and permeability relationship, in Stratigraphie und Lithologie in der geophysikalischen Exploration”, edited by L. Dresen, J. Fertig, H. Ru¨ter, and W. Budach, 12th Mintrop Seminar, Mu¨nster, 1994.
Guan W., Hu H. and Wang Z., “Permeability inversion from low frequency siesmoelectric logs in fluid saturation porous formation, ‘Geophysical Prospecting, Vol.61, Issue 1, 2013.
Kharat, R., Nazari, M., “Permability prediction of uncoredinterval: a case study of bangestan field,” SPE 141122, 2010.
Kumar A., Klimentons T. and Sakar A., “Permability from stoneley waves in gas saturated sands,” SPWA 49th Annual Logging Symposium, Austin, Texas, 25-28 May, 2008.
Kenyon B., Kleinberg R., Straley C., Gubelin G., Morriss C. Nuclear Magnetic resonance imaging- technology for 21st century. Oilfield review. 1995; 7(3):19-33.
Lucia F.J., “Carbonate reservoir characterization,” Springer-Verlag, Berlin, p.341, 2007.
Moore C.H. and Wade W.J., “Carbonate reservoir porosity evolution and diagenesis in a sequence stratigraphic framework,’ 2nd ed. Elsevier, Amsterdam, p.444, 2013.
Ohen, A. H., Ajufo, A., and Curby, F. 1995. “A Hydraulic (Flow) Units Based Model for the Determination of Petrophysical Properties from NMR Relaxation Measurements,” paper SPE 30626 presented at the 1995 SPE Annual Technical Conference and Exhibition held in Dallas, Texas, 22-25 October 1995.
Rezaee M.R., Jafari A., and Kazemzadeh E., “Relationship between permeability, porosity and pore throat size in carbonate rocks using regression analysis and neural networks,’ Journal of Geophysics and Engineering Vol.3, No.4, pp.370-376, 2006.
Serra, O., “Well Logging Handbook Editions Technip”, 1st ed. Elsevier, Amsterdam, June 2008, 608 Pages.
Journal of Petroleum Geomechanics
Volume 3, Issue 4
May 2020
Pages 26-43

Files

Share

How to cite

Statistics