تخمین مدل فشار منفذی در سازند آسماری میدان نفتی کوپال با استفاده از وارون‌سازی مکعب لرزه‌ای

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

دانشکده مهندسی معدن، دانشگاه صنعتی اصفهان، اصفهان، ایران

10.22034/anm.2025.23186.1682

چکیده

نظر به اهمیت فشار منفذی برای مدل‌سازی استاتیکی و دینامیکی مخازن نفت و گاز و طراحی حفاری و بهره‌برداری از آن‌ها، پیش‌بینی صحیح این کمیت پیش از انجام حفاری‌های گران‌قیمت و فرآیند چاه‌آزمایی، ضرورت دارد. پژوهش حاضر با استفاده از وارون‌سازی داده‌های لرزه‌ای به مدل‌سازی فشار منفذی در میدان نفتی کوپال در جنوب غربی ایران می‌پردازد که روشی ارزان برای تخمین این کمیت محسوب می‌شود. در این راستا، از مدل امپدانس صوتی به‌دست‌آمده از وارون‌سازی داده‌های لرزه‌ای در کنار سایر نشانگرهای لرزه­ای و اطلاعات فشارسنجی با روش سازندآزمایی مکرر (RFT) سه حلقه چاه از چهار حلقه چاه موجود برای تخمین مدل فشار منفذی با استفاده از روش رگرسیون چند نشانگری استفاده شد. در گام بعد، شبکه عصبی احتمالاتی (PNN) و شبکه عصبی چندلایه‌ای پیش‌خور (MLFN) نیز برای تخمین فشار منفذی طراحی و آموزش داده شدند. چهارمین چاه به‌عنوان شاهد استفاده شد و در طراحی شبکه‌های یادشده حضور نداشت. سپس برای ارزیابی عملکرد هر یک از این روش‌ها، ضریب تغییرات (CV) مدل فشار منفذی تخمین زده شده در طول در چاه چهارم با CV فشار منفذی اندازه‌گیری شده RFT در همان چاه مقایسه شدند. این مقایسه نشان داد درحالی‌که CV برای فشارهای اندازه‌گیری شده 0123/0 بوده، اما CV برای فشارهای تخمین زده شده با روش‌های رگرسیون چند نشانگری، PNN و MLFN به ترتیب برابر 0325/0، 02386/0 و 01986/0 است؛ بنابراین، فشارهای تخمین زده شده با روش MLFN نزدیک‌ترین ارتباط آماری را با داده‌های واقعی فشارسنجی داشته است. همچنین مشخص شد که همه نقاط مخزن از روند خطی افزایش هیدرواستاتیکی فشار منفذی با عمق تبعیت نمی‌کنند و در بعضی از نقاط، وجود پدیده فرافشار، سبب افزایش فشار منفذی به بیش از مقدار روند خطی هیدرواستاتیکی آن در مخزن یادشده منجر شده است.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Pore pressure estimation in the Asmari formation of the Kupal oil field using 3D seismic inversion

نویسندگان [English]

  • Faezeh Mousavion
  • Sayyed Mohammad Abtahi Forooshani
  • Hamzeh Sadeghisorkhani
Dept. of Mining Engineering, Isfahan University of Technology, Isfahan, Iran
چکیده [English]

Accurate prediction of pore pressure is a cornerstone of safe drilling operations, reservoir modeling, and hydrocarbon migration analysis. This study addresses the challenge of pre-drill pore pressure estimation in the carbonate Asmari Formation of the Kupal oil field, southwestern Iran, by integrating 3D seismic inversion with machine learning techniques. The methodology combines acoustic impedance models derived from post-stack seismic inversion with well-log data—including RFT pressure measurements, sonic logs, and density logs—to develop predictive models for pore pressure and identify zones of abnormal pressure. Three approaches were evaluated: multivariate regression, probabilistic neural networks, and multilayer feedforward neural networks.



The workflow began with seismic inversion using the Hampson Russell software to generate an acoustic impedance model, calibrated against well-derived impedance from sonic and density logs. Key seismic attributes, such as acoustic impedance, amplitude-weighted phase, and apparent polarity, were extracted and correlated with RFT-measured pore pressures from three wells. A fourth well served as a blind test to validate model accuracy. Comparative analysis demonstrated that the multilayer feedforward neural network approach yielded the most reliable predictions, achieving a validation correlation of 87% and a mean relative error of 2.8%, outperforming regression (85.9% correlation, 3.15% error) and probabilistic neural networks (77% correlation, 3.31% error).



Spatial analysis revealed systematic deviations from hydrostatic pressure trends, particularly in structurally compartmentalized zones along the Kupal anticline. Overpressure anomalies, likely associated with shale layers and restricted fluid communication, were identified at depths exceeding 2,020 milliseconds two-way time. These zones align with the field’s anticlinal geometry, suggesting a link between tectonic deformation, lithological heterogeneity, and fluid entrapment. The results underscore the value of 3D seismic data for resolving lateral pressure variability in heterogeneous carbonate reservoirs, where well-based methods are spatially limited.



The study highlights three key contributions: (1) a seismic-driven framework for pore pressure prediction that reduces reliance on well-dependent measurements, (2) empirical validation of neural networks for petrophysical parameter estimation in data-constrained settings, and (3) identification of overpressure mechanisms in the Asmari Formation, critical for mitigating drilling risks such as wellbore instability. By enabling spatially continuous pressure modeling, this approach enhances pre-drill planning and reservoir management in geologically complex basins. Future work could integrate additional seismic attributes and rock physics models to further refine predictive accuracy.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Pore Pressure
  • Kupal Oil field
  • Seismic Inversion
  • Multiple Regression
  • PNN neural networks
  • MLFN neural networks