Wireline Based Rock Physics Modeling and Synthetic Seismic

Wireline Based Rock Physics Modeling and Synthetic Seismic. Masters thesis, King Fahd University of Petroleum and Minerals.

[img] PDF
MS Thesis Vagif Suleymanov.pdf
Restricted to Repository staff only until 1 January 2023.

Download (11MB)

Arabic Abstract

الآثار الزلزالية هي في الأساس تلك الانعكاسات على الفواصل بين طبقات الصخور تحت سطح الارض والتى تنتج من انتشار الموجات الصوتية. السؤال هو ماذا تعني هذه الانعكاسات بالنسبة إلى خصائص الصخور. فى العادة، يدرس الخبراء الانعكاسات الزلزالية و يحللوها بطريقة نوعية من خلال رسم خرائط جيولوجيا طبقات الأرض دون تحديد خصائص الصخور داخل هذه الطبقات مثل مسامية الصخور ونوع السائل الموجود بها و تكوينها من المعادن المختلفة. بناءا على هذه الدراسات يتم عادة توصيف العمارة الإنشائية والطبقية لطبقات الصخور تحت سطح الأرض مثل الطيات والصدوع والكسور. وتبعا لذلك فإن الهدف من هذه الدراسة هو إجراء التفسير الكمي المطلوب بواسطة فيزياء الصخور. توضح فيزياء الصخور العلاقات بين خصائص الصخور المختلفة. على وجه الخصوص، تربط فيزياء الصخور خضائص المرونة بالخصائص الفيزيائية البتروفيزيائية للخزان مثل المسامية، ونوع الصخر، والسائل المسامي. يتم استخدام التحويل النظرى لفيزياء الصخور للحصول على هذه العلاقات من خلال تطبيق تحويل بين خصائص المرونة و الخصائص الحجمية للصخور إلى أحجام الممانعات والكثافة المشتقة من الزلازل. يسمى هذا التحويل بنموذج فيزياء الصخور (RPM). يتم إجراء تشخيص فيزياء الصخور (RPD) ، وهي منهجية لإنشاء RPM ، على أساس البيانات المتاحة من قياسات عينات الصخور او قياسات الابار السلكية. في هذا البحث، قمنا بفحص البيانات السلكية من بيئتين ترسبيتين صخرية: أحجار رملية ضيقة المسامية تحتوى على غاز في الولايات المتحدة ر أحجار رملية قليلة التماسك عالية المسامية في خليج المكسيك. أولاً، قمنا بإجراء تشخيصات خاصة بفيزياء الصخور عن طريق استخدام بدائل الموائع النظرية لإنشاء نماذج فيزياء الصخور ذات الصلة (RPM). بمجرد تحديدRPM ، نقوم بترقية بيانات الآبار لدينا إلى دقة زلزالية للتحقق من صحة اتساق النموذج المحدد في المقياس الزلزالي. بعد ذلك، من خلال إجراء النمذجة الأمامية المضطربة، قمنا باستخدام النموذج الذى تم إنشاؤه لبناء العديد من السيناريوهات الغيرحقيقية و المقبولة جيولوجيًا لهاتين الحالتين. أخيرًا، تم استخدام الشفرة الزلزالية الاصطناعية للحصول على التوقيعات الزلزالية الاصطناعية لهذه السيناريوهات. والنتيجة هي كتالوجات تحتوى على الانعكاسات الزلزالية التي يمكن أن تكون بمثابة أدلة ميدانية لتفسير هذه الانعكاسات، وكذلك لتحديد الرؤية الزلزالية للتغيرات المذكورة أعلاه في شكل الخزان، والتغيرات فى السائل المسامى، والتغيرات فى المسامية.

English Abstract

Seismic traces are essentially the reflections at the interfaces in subsurface formations generated by propagation of sound waves. The question is what these reflections mean in terms of rock properties. Traditionally, experts look at seismic reflections and start interpreting them in a qualitative way by mapping subsurface geology without quantifying the rock properties inside the strata, namely the porosity, mineralogy, and pore fluid. Structural and stratigraphic architecture of the subsurface formations such as folds, faults, and fractures are usually the products of such interpretation. The objective of this study is to conduct the needed quantitative interpretation by means of rock physics. Rock physics provides relations between various rock properties. In particular, rock physics relates the elastic properties to the petrophysical properties of the reservoir such as porosity, lithology, and pore fluid. A theoretical rock physics transform is used to obtain these relations by applying a transform between the elastic and volumetric rock properties to volumes of seismically derived impedances and density. This transform is called a rock physics model (RPM). Rock physics diagnostics (RPD), a methodology of establishing a RPM, is typically conducted on available wireline and core data. In this research, we examine wireline data from two clastic depositional environments: tight gas sandstones (TGS) in the continental US and high-porosity unconsolidated sand in Gulf of Mexico (GOM). First, we conduct the rock physics diagnostics by the use of theoretical fluid substitution to establish the relevant rock physics models (RPM). Once a RPM is determined, we upscale our well data to a seismic resolution to validate the consistency of selected model in the seismic scale. Next, by performing perturbational forward modelling, we use the established model to generate several geologically plausible pseudo-scenarios for these two cases. Finally, a ray-tracer synthetic seismic code is used to obtain the synthetic seismic signatures of these scenarios. The result is seismic reflection catalogues that can serve as field guides for interpreting these reflections, as well as to determine the seismic visibility of the aforementioned variations in the geometry of the reservoir, the pore fluid, and porosity variations.

Item Type: Thesis (Masters)
Subjects: Earth Sciences
Petroleum
Petroleum > Reservoir Characterization
Department: College of Petroleum Engineering and Geosciences > Petroleum Engineering
Committee Advisor: Glatz, Guenther
Committee Members: Dvorkin, Jack and Patil, Shirish
Depositing User: VAGIF SULEYMANOV (g201907850)
Date Deposited: 25 Jan 2022 06:50
Last Modified: 25 Jan 2022 06:50
URI: https://eprints.kfupm.edu.sa/id/eprint/142044