کلمات کلیدی: چاه افقی ، شبکه عصبی مصنوعی ، شناسایی مدل مخزن، چاه آزمایی فهرست مطالب 1- مقدمه.. 21-1- مقدمهاي بر مهندسی مخزن.. 21-2- مخازن نفت و بهرهبرداری از مخازن نفتی.. 31-3- تعاریف انواع مخزنها با استفاده از نمودارهای فازی.. 51-4- مروری بر خواص سنگ مخزن.. 81-4-1- درجه تخلخل.. 81-4-2-تراکمپذیری همدما.. 81-4-3-درجه اشباع سنگ.. 91-5- مقدمهاي بر چاهآزمائي.. 91-5-1- عوامل موثر بر چاهآزمائي.. 121-5-1-1- ضريب پوسته.. 12- ضريب پوستهي شكاف هيدروليكي.. 12- تكميل چاه جزئي و مشبككاري جزئي.. 121-5-1-2- اثر ذخيره درون چاهي.. 14- قانون سرانگشتي.. 151-5-1-3- نفوذپذيري يا تراوائي.. 151-5-1-4- نحوهي حرکت سيال درون محيط متخلخل.. 151-5-1-5- مرزهاي مخزن.. 16- مرز داخلي.. 16- مرز بيروني مخزن.. 161-5-2- انواع آزمايشات چاهآزمائي.. 171-5-2-1- آزمونهای دورهایتولید (اندازهگیری روزانهی دبی و فشار) 171-5-2-2- آزمونهای سنجش بهرهدهی چاه.. 181-5-2-2-1- برای مخازن نفتی.. 181-5-2-2-2- برای مخازن گازی.. 19- آزمون شاخص بهره دهی تولید.. 19-آزمونعملکرد جریان به داخل چاه.. 19- تغییراتدبی در زمان طولانی تولید.. 19- تغییرات دبی در زمان کوتاهتولید.. 19- تغییرات دبی در زمان کوتاه تولید و بستنچاه.. 201-5-2-3-آزمونهای فشار گذرا ( فشار با زمان).. 201-5-2-3-1- آزمايش خيزش فشار.. 21- آزمايش خيزش فشار ايدهآل.. 22- آزمايش خيزش فشار واقعي.. 23- انحراف از حالت ايدهآل.. 24- روشهاي تفسير آزمايش خيزش فشار.. 241-5-2-3-2- آزمايش جرياني.. 26مشكلات چاهآزمائي جرياني.. 281-5-3- کاربرد نمودارهاي مشتق در تحليل آزمايشات چاهآزمائي 291-5-3-1- مثالهايي از كاربرد منحنيهاي مشتق فشار.. 291-6- انواع چاه در مخازن.. 321-6-1- چاه های عمودی.. 321-6-2-چاهها با شکست هیدرولیکی.. 321-6-3- چاه افقی.. 331-6-3-1- دورهی جریان شعاعی قائم.. 341-6-3-2- دورهی جریان خطی میانی.. 351-6-3-3-دورهی جریان شبه شعاعی انتهایی.. 351-6-4 - معادلات زمان رژیمهای مختلف در چاه افقی.. 361-6-4 - آنالیز فشار در چاه افقی.. 371-7-1- آزمایش کاهش فشار.. 37- پاسخ فشار در دورهی جریان شعاعی قائم اولیه.. 37- پاسخ فشار در دورهی جریان خطی میانی.. 37- پاسخ فشار در دورهی جریان شبه شعاعی انتهایی.. 371-7-1- آزمایش خیزش فشار.. 38- پاسخ فشار در دورهی جریان شعاعی قائم اولیه.. 38- پاسخ فشار در دورهی جریان خطی میانی.. 38- پاسخ فشار در دورهی جریان شبه شعاعی انتهایی.. 381-8- شبکه های عصبی.. 381-8-1- ساختار مغز.. 391-8-2- مدل ریاضی یک نرون.. 401-8-3-یادگیری شبکه.. 42الف) یادگیری با ناظر.. 42ب) یادگیری بدون ناظر.. 42ج) یادگیری تشدیدی.. 421-8-4- تقسیم بندی بر اساس ساختار.. 42الف) شبکه های پیش خور.. 42ب) شبکه های بازگشتی.. 431-8-5- شبکه پرسپترون.. 431-8-6- ترتیب ارائه داده ها به شبکه.. 441-8-7- تابع انتقال.. 441-8-8- پایان آموزش.. 451-8-9- تعداد نرون در لایه ها.. 461-8-10- معيارهاي نيکويي برازش.. 46- تحليل رگرسيون.. 46- ضريب همبستگي.. 46- مجذور ميانگين مربعات خطا... 47- متوسط خطاهاي نسبي.. 472- مروری بر کارهای گذشته.. 492-1- کارهای انجام شده بر روی شبکههای عصبی.. 492-2- کارهای انجام شده بر روی چاههای افقی.. 593- گردآوری دادههای چاه آزمایی.. 663-1- مقدمه.. 663-2- پارامترهای مورد نیاز برای وارد کردن به نرم افزار.. 673-3-پارامترهاي چاهآزمائي مدلهاي مخزني.. 683-3- 1-استفاده از روش طراحی آزمایش برای تولید داده های اولیه 693-3-2- تبدیل داده های فشار به شبه فشار و مشتق گیری از آنها 703-4-نرماليزهکردن.. 713-5- ساختار شبکهی عصبی.. 713-6- مدلهای در نظر گرفته شده.. 73- مخزن همگن فشار ثابت، بدون جریان و بدون مرز محدود.. 73- مخزن همگن فشار ثابت، بدون جریان با مرز گسل منفرد فشار ثابت 74-مخزن همگن فشار ثابت، بدون جریان با گسل منفرد بدون جريان 75- مخزن تخلخل دوگانه فشار ثابت، بدون جریان و بدون مرز محدود 75-مخزن تخلخل دوگانه فشار ثابت، بدون جریان با مرز گسل منفرد فشار ثابت 77-مخزن تخلخل دوگانه فشار ثابت، بدون جریان با مرز گسل منفرد بدون جريان 78-مخزن تخلخل دوگانه بدون جریان با مرزگسل منفرد فشار ثابت 79-مخزن تخلخل دوگانه ، بدون جریان با مرز گسل منفرد بدون جريان 794- بحث و نتایج.. 824-1- مقدمه.. 824-2- تعيين ساختار بهينهي شبکه پیشرو.. 824-2-1- آموزش شبکه.. 854-3- بحث و نتایج.. 874-3-1- امتحان شبکه با داده های تست.. 874-3-2- بررسي استقامت شبکه در برابر نمودارهاي داراي نويز.. 895- نتيجهگيري و پيشنهادات.. 995-1- مقدمه.. 995-2- نتايج.. 99- نتايج مرتبط با شبيهسازي داده بهوسيله نرمافزار.. 99- نتايج مرتبط با شبکه عصبی مصنوعی.. 995-3-2- پيشنهادات.. 100منابع.. 101 فهرست اشکالشکل (1-1) نمودار فازی دما – فشار سیال یک مخزن6شکل (1-2) نمودار مدل فشاري10شکل (1-3) نمودار مدل مشتق فشاري11شکل (1-4) اثر ذخيره درون چاهي با شيب 1 در اطراف چاه15شکل (1-5) نمودار تغيير فشار نسبت به زمان در آزمايش خيزش فشار21شکل (1-6) برونيابي نمودار هرنر براي بهدست آوردن P*25شکل (1-7) نمودار تغيير فشار نسبت به زمان در آزمايشجرياني26شکل (1-8) دو برابر شدن شيب نشانگر وجود يك گسل29شکل (1-9) تفاوت چاهآزمائي خيزش فشار و جرياني30شکل (1-10) نمايي از ناحيه نهايي يك مرز با فشار ثابت30شکل (1-11) نمودار چاه آزمائي در حالت افت فشار در يك مخزن با مرزهاي غيرقابل نفوذ31شکل (1-12) نمايي از وجود دو گسل غيرقابل نفوذدر مرز خارجي مخزن31شکل (1-13) نمايي از تغييرات فشار چاه نزديك به يك گسل نيمه گذرا32شکل (1-14) نمای از یک چاه افقی34شکل (1-15) جریان شعاعی قائم34شکل (1-16) جریان خطی میانی35شکل (1-17) جریان شبه شعاعی.35شکل (1-18) مشخصات اصلی یک نرون بیولوژیک40شکل (1-19) ساختار يک نرون مصنوعي41شکل (1-20) ساختار یک MLPسه لایه44شکل (1-21) تابع انتقال سیگموئید45شکل (1-22) تابع انتقال تانژانت هایپربولیک45شکل (3-1) نمودارهاي مشتق فشار شبيهسازي شدهي مدل یک74شکل (3-2) نمودارهاي مشتق فشار شبيهسازي شدهي مدل دو75شکل (3-3) نمودارهاي مشتق فشار شبيهسازي شدهي مدل سه76شکل (3-4) نمودارهاي مشتق فشار شبيهسازي شدهي مدل چهار77شکل (3-5) نمودارهاي مشتق فشار شبيهسازي شدهي مدل پنج78شکل (3-6) نمودارهاي مشتق فشار شبيهسازي شدهي مدل شش79شکل (3-7) نمودارهاي مشتق فشار شبيهسازي شدهي مدل هفت80شکل (3-8) نمودارهاي مشتق فشار شبيهسازي شدهي مدل هشت80شکل (4-1) ساختار بهينهي شبکهي پيشرو84شکل(4-3) تغييرات خطا در جريان آموزش شبکهي پيشرو با ساختار بهينه87شکل(4-4) نمودار مشتق فشار نرماليزهشده مدل يک همراه با دادههاي پرت اعمالشده به آن89شکل(4-5) نمودار مشتق فشار نرماليزهشده مدل دو همراه با دادههاي پرت اعمالشده به آن90شکل(4-6) نمودار مشتق فشار نرماليزهشده مدل سه همراه با دادههاي پرت اعمالشده به آن90شکل(4-7) نمودار مشتق فشار نرماليزهشده مدل چهار همراه با دادههاي پرت اعمالشده به آن91شکل(4-8) نمودار مشتق فشار نرماليزهشده مدل پنج همراه با دادههاي پرت اعمالشده به آن91شکل(4-9) نمودار مشتق فشار نرماليزهشده مدل يشش همراه با دادههاي پرت اعمالشده به آن92شکل(4-10) نمودار مشتق فشار نرماليزهشده مدل هفت همراه با دادههاي پرت اعمالشده به آن92شکل(4-11) نمودار مشتق فشار نرماليزهشده مدل هشت همراه با دادههاي پرت اعمالشده به آن93شکل(4-12) خروجي شبکهي پيشرو به نمودار مشتق فشار مدل يک همراه با دادههاي پرت اعمالشده به آن 93شکل(4-13) خروجي شبکهي پيشرو به نمودار مشتق فشار مدل دو همراه با دادههاي پرت اعمالشده به آن94شکل(4-14) خروجي شبکهي پيشرو به نمودار مشتق فشار مدل سه همراه با دادههاي پرت اعمالشده به آن94شکل(4-15) خروجي شبکهي پيشرو به نمودار مشتق فشار مدل چهار همراه با دادههاي پرت اعمالشده به آن95شکل(4-16) خروجي شبکهي پيشرو به نمودار مشتق فشار مدل پنج همراه با دادههاي پرت اعمالشده به آن95شکل(4-17) خروجي شبکهي پيشرو به نمودار مشتق فشار مدل شش همراه با دادههاي پرت اعمالشده به آن96شکل(4-18) خروجي شبکهي پيشرو به نمودار مشتق فشار مدل هفت همراه با دادههاي پرت اعمالشده به آن96 شکل(4-19) خروجي شبکهي پيشرو به نمودار مشتق فشار مدل هشت همراه با دادههاي پرت اعمالشده به آن97 فهرست جداول جدول (3-1): شرايط فرضشده مخزن، چاه و سيال موجود درآن67جدول (3-2): محدودهي انتخابشده پارامترهاي چاهآزمائي69جدول (3-3): تعداد دادهي توليدشده براي هر مدل و توزيع دادههاي آموزشي و آزمون73جدول (4-1): تعيين ساختار بهينهي شبکهي پيشرو84 جدول (4-2): تعيين الگوريتم آموزشي بهينهي شبکهي پيشرو85جدول (4-4): توانايي شبکهي پيشرو در شناسائي مدل واقعي مخزن از دادههاي آزمون شبيهسازي88جدول (4-5): مقايسهي توانايي شبکهي پيشرو در شناسائي مدل واقعي مخزن از دادههايآزمون شبيهسازي88 فهرست علائم اختصاري باياسضريب تشکيل نفتذخيرهي درون چاهي بدون بعدضريب تراکمپذيري نفتذخيرهي درون چاهيضريب تراکمپذيري کليضريب تراکمپذيري آبتابع انتگرال نماييتابع فعاليتعمق مخزن هيدروکربنيتراوائي شکافتراوائي ماتريسطول شکافشعاع مخزنشعاع بدون بعدمساحت بلوك ماتريس/حجم بلوك ماتريسشعاع چاهمدت زمان جريانضريب پوستهضريب پوستهي شكاف هيدروليكيضريب پوسنه ناشي از ورود جريان عموديمدت زمان توليدطول شكافتراوائي عموديتراوائي درجهت xتراوائي در جهتyطول چاه افقيLميزان فشار در زمان يک ساعتفشار بدون بعدوروديهاي شبکهي عصبيفشار اوليه مخزنفشار مخزن در حين توليدفشار مخزن در حين بسته بودنشدت جريان چاهوزن سيناپسيخروجيهاي شبکهي عصبيمقادير مشاهده شده (واقعي)ميانگين مقادير مشاهده شده (واقعي)مقادير تخميني (خروجي شبکه)ميانگين مقادير تخميني (خروجي شبکه)ويسکوزيتهتخلخلتخلخل شکافتخلخل ماتريستغييرات زمانتغييرات حجم سيال داخل چاه تحت شرايط چاهتغييرات فشاري اعمال شده به چاهتغييرات فشارنسبت جريان بين دانهايضريب شکلنسبت ظرفيت شکاف به ماتريس فصل اول1- مقدمه 1-1- مقدمهای بر مهندسی مخزن نفت خام، گاز طبیعی و آب موادی هستند که برای مهندسان نفت دارای اهمیت ویژهای هستند. این مواد که در دما و فشار پایین گاهی به صورت جامد یا نیمه جامد (مانند پارافین، هیدراتهای گازی، یخ و نفت خام با نقطه ریزش بالا) یافت میشوند، در اعماق زمین ودر ستون چاه به حالت سیال، به صورت فاز بخار (گاز) یا مایع یا عمدتا دو فازی ظاهر میشوند. مواد جامدی که در عملیات حفاری، سیمانکاری و ایجاد شکاف بهکار برده میشوند نیز به حالت سیال یا دوغاب استفاده میشوند. تقسیمبندی سیالات مخزن و چاه به فازهای مایع و بخار، به دما و فشار وابسته است. وقتی دما ثابت است، حالت یا فاز سیال درون مخزن با فشار تغییر میکند. در بسیاری از موارد، حالت یا فاز سیال درون مخزن با حالت یا فاز سیال در هنگام تولید در شرایط سطح مطابقت ندارد. شناخت دقیق رفتار نفت خام، گاز طبیعی و آب -به صورت تکی یا ترکیبی- تحت شرایط مختلف از مهمترین اهداف مهندسان نفت است.اوایل سال 1928، توجه خاصی به روابط گاز و انرژی شد و مهندسان نفت در مورد شرایط فیزیکی چاهها و مخازن زیرزمینی، دستیابی به اطلاعات دقیقتر را لازم دانستند. پیشرفتهای اولیه در مورد روشهای بازیافت نفت این موضوع را آشکار ساخت که محاسبات انجام شده بر اساس اطلاعات سر چاه یا دادههای سطح،اغلب گمراهکننده هستند. اسکلاتر و استفانسون[1] اولین دستگاه ثبت فشار درون چاهی و نمونهگیر را برای نمونهگیری از سیالات تحت فشار درون چاهها ابداع کردند[1]. جالب اینکه این دستگاه دادههای درون چاهی را باتوجه به مقادیر مثبت فشار، دما، نسبتهای گاز به نفت و طبیعت فیزیکی و شیمیایی سیالات مشخص میکند. لزوم اندازهگیری فشارهای صحیح درون چاهی هنگامی مورد توجه قرار گرفت که اولین دستگاه فشار سنج دقیق توسط میلیکان و سیدول[2] ساخته شد و اهمیت اساسی فشارهای درون چاهی در تعیین مؤثرترین روشهای بازیافت و فرایندهای فرازآوری، به مهندسان نفت نشان داده شد[2]. به این ترتیب مهندس مخزن قادر خواهد بود فشار مخزن که مهمترین دادهی پایه ای مورد نیاز محاسبات عملکرد مخزن است، اندازهگیری کند.دانش پتروفیزیک، مطالعهی خواص سنگها و ارتباط با سیالات موجود در آنها در هر دو حالت استاتیک و جریانی میباشد. تخلخل، تراوایی، درجه اشباع و توزیع سیالات، ضریب هدایت الکتریکی سنگ و سیال، ساختار منافذ و رادیواکتیویته، برخی از مهمترین خواص پتروفیزیکی هستند. پیشگامان علم مهندسی مخزن از همان ابتدا به این نکته پی برده بودند که قبل از محاسبهی حجمهای نفت و گاز درجا، آگاهی از تغییر خواص فیزیکی نمونههای ته چاهی سیالات مخزن، نسبت به فشار، ضروری است.طی دههی 1960، عبارات شبیه سازی و مدلسازی ریاضی مخزن عمومیت یافت[3]. این عبارت مترادف هستند و به توانایی استفاده از معادلات ریاضی جهت پیش بینی عملکرد مخزن نفت یا گاز اشاره دارند. پیدایش رایانههای دیجیتالی پرسرعت در مقیاس وسیع، باعث تقویت علم شبیه سازی مخازن گردید. روشهای عددی پیچیده نیز با استفاده از شیوههای اختلاف محدود یا المان محدود، جهت حل تعداد زیادی از معادلات گسترش یافت.با توسعه این روشها، مفاهیم و معادلات مهندسی مخزن به صورت شاخهای قوی تعریف شده از مهندسی نفت در آمد. مهندسی مخزن عبارت است از کاربرد اصول علمی جهت حل مسائل تخلیه که ضمن توسعه و بهرهبرداری مخازن نفت و گاز بروز مینماید. مهندسی مخزن (هنر توسعه و بهرهبرداری سیالات نفت وگاز به طریقی که بازیابی اقتصادی بالا حاصل شود) نیز تعریف شده است[4]. 1-2- مخازن نفت و بهرهبرداری از مخازن نفتیتودههای نفت و گاز داخل تلههای زیرزمینی یافت میشود که به واسطهی خصوصیات ساختاری و چینهای شکل گرفتهاند[5]. خوشبختانه تودههای نفت و گاز معمولا در قسمتهای متخلخلتر و نفوذپذیرتر بسترها که به صورت عمده ماسهها، سنگهای ماسهای، سنگهای آهکی و دولومیتها هستند و نیز در منافع بین دانهای یا فضای منافذ که با درزها، شکافها و فعالیت محلول ایجاد شدهاند یافت میشوند.
کاربرد شبکه هاي عصبي مصنوعي براي تشخيص مدل چاه هاي افقي در مخازن نفتي با استفاده از داده هاي چاه آزمايي word
کلمات کلیدی: چاه افقی ، شبکه عصبی مصنوعی ، شناسایی مدل مخزن، چاه آزمایی فهرست مطالب 1- مقدمه.. 21-1- مقدمهاي بر مهندسی مخزن.. 21-2- مخازن نفت و بهرهبرداری از مخازن نفتی.. 31-3- تعاریف انواع مخزنها با استفاده از نمودارهای فازی.. 51-4- مروری بر خواص سنگ مخزن.. 81-4-1- درجه تخلخل.. 81-4-2-تراکمپذیری همدما.. 81-4-3-درجه اشباع سنگ.. 91-5- مقدمهاي بر چاهآزمائي.. 91-5-1- عوامل موثر بر چاهآزمائي.. 121-5-1-1- ضريب پوسته.. 12- ضريب پوستهي شكاف هيدروليكي.. 12- تكميل چاه جزئي و مشبككاري جزئي.. 121-5-1-2- اثر ذخيره درون چاهي.. 14- قانون سرانگشتي.. 151-5-1-3- نفوذپذيري يا تراوائي.. 151-5-1-4- نحوهي حرکت سيال درون محيط متخلخل.. 151-5-1-5- مرزهاي مخزن.. 16- مرز داخلي.. 16- مرز بيروني مخزن.. 161-5-2- انواع آزمايشات چاهآزمائي.. 171-5-2-1- آزمونهای دورهایتولید (اندازهگیری روزانهی دبی و فشار) 171-5-2-2- آزمونهای سنجش بهرهدهی چاه.. 181-5-2-2-1- برای مخازن نفتی.. 181-5-2-2-2- برای مخازن گازی.. 19- آزمون شاخص بهره دهی تولید.. 19-آزمونعملکرد جریان به داخل چاه.. 19- تغییراتدبی در زمان طولانی تولید.. 19- تغییرات دبی در زمان کوتاهتولید.. 19- تغییرات دبی در زمان کوتاه تولید و بستنچاه.. 201-5-2-3-آزمونهای فشار گذرا ( فشار با زمان).. 201-5-2-3-1- آزمايش خيزش فشار.. 21- آزمايش خيزش فشار ايدهآل.. 22- آزمايش خيزش فشار واقعي.. 23- انحراف از حالت ايدهآل.. 24- روشهاي تفسير آزمايش خيزش فشار.. 241-5-2-3-2- آزمايش جرياني.. 26مشكلات چاهآزمائي جرياني.. 281-5-3- کاربرد نمودارهاي مشتق در تحليل آزمايشات چاهآزمائي 291-5-3-1- مثالهايي از كاربرد منحنيهاي مشتق فشار.. 291-6- انواع چاه در مخازن.. 321-6-1- چاه های عمودی.. 321-6-2-چاهها با شکست هیدرولیکی.. 321-6-3- چاه افقی.. 331-6-3-1- دورهی جریان شعاعی قائم.. 341-6-3-2- دورهی جریان خطی میانی.. 351-6-3-3-دورهی جریان شبه شعاعی انتهایی.. 351-6-4 - معادلات زمان رژیمهای مختلف در چاه افقی.. 361-6-4 - آنالیز فشار در چاه افقی.. 371-7-1- آزمایش کاهش فشار.. 37- پاسخ فشار در دورهی جریان شعاعی قائم اولیه.. 37- پاسخ فشار در دورهی جریان خطی میانی.. 37- پاسخ فشار در دورهی جریان شبه شعاعی انتهایی.. 371-7-1- آزمایش خیزش فشار.. 38- پاسخ فشار در دورهی جریان شعاعی قائم اولیه.. 38- پاسخ فشار در دورهی جریان خطی میانی.. 38- پاسخ فشار در دورهی جریان شبه شعاعی انتهایی.. 381-8- شبکه های عصبی.. 381-8-1- ساختار مغز.. 391-8-2- مدل ریاضی یک نرون.. 401-8-3-یادگیری شبکه.. 42الف) یادگیری با ناظر.. 42ب) یادگیری بدون ناظر.. 42ج) یادگیری تشدیدی.. 421-8-4- تقسیم بندی بر اساس ساختار.. 42الف) شبکه های پیش خور.. 42ب) شبکه های بازگشتی.. 431-8-5- شبکه پرسپترون.. 431-8-6- ترتیب ارائه داده ها به شبکه.. 441-8-7- تابع انتقال.. 441-8-8- پایان آموزش.. 451-8-9- تعداد نرون در لایه ها.. 461-8-10- معيارهاي نيکويي برازش.. 46- تحليل رگرسيون.. 46- ضريب همبستگي.. 46- مجذور ميانگين مربعات خطا... 47- متوسط خطاهاي نسبي.. 472- مروری بر کارهای گذشته.. 492-1- کارهای انجام شده بر روی شبکههای عصبی.. 492-2- کارهای انجام شده بر روی چاههای افقی.. 593- گردآوری دادههای چاه آزمایی.. 663-1- مقدمه.. 663-2- پارامترهای مورد نیاز برای وارد کردن به نرم افزار.. 673-3-پارامترهاي چاهآزمائي مدلهاي مخزني.. 683-3- 1-استفاده از روش طراحی آزمایش برای تولید داده های اولیه 693-3-2- تبدیل داده های فشار به شبه فشار و مشتق گیری از آنها 703-4-نرماليزهکردن.. 713-5- ساختار شبکهی عصبی.. 713-6- مدلهای در نظر گرفته شده.. 73- مخزن همگن فشار ثابت، بدون جریان و بدون مرز محدود.. 73- مخزن همگن فشار ثابت، بدون جریان با مرز گسل منفرد فشار ثابت 74-مخزن همگن فشار ثابت، بدون جریان با گسل منفرد بدون جريان 75- مخزن تخلخل دوگانه فشار ثابت، بدون جریان و بدون مرز محدود 75-مخزن تخلخل دوگانه فشار ثابت، بدون جریان با مرز گسل منفرد فشار ثابت 77-مخزن تخلخل دوگانه فشار ثابت، بدون جریان با مرز گسل منفرد بدون جريان 78-مخزن تخلخل دوگانه بدون جریان با مرزگسل منفرد فشار ثابت 79-مخزن تخلخل دوگانه ، بدون جریان با مرز گسل منفرد بدون جريان 794- بحث و نتایج.. 824-1- مقدمه.. 824-2- تعيين ساختار بهينهي شبکه پیشرو.. 824-2-1- آموزش شبکه.. 854-3- بحث و نتایج.. 874-3-1- امتحان شبکه با داده های تست.. 874-3-2- بررسي استقامت شبکه در برابر نمودارهاي داراي نويز.. 895- نتيجهگيري و پيشنهادات.. 995-1- مقدمه.. 995-2- نتايج.. 99- نتايج مرتبط با شبيهسازي داده بهوسيله نرمافزار.. 99- نتايج مرتبط با شبکه عصبی مصنوعی.. 995-3-2- پيشنهادات.. 100منابع.. 101 فهرست اشکالشکل (1-1) نمودار فازی دما – فشار سیال یک مخزن6شکل (1-2) نمودار مدل فشاري10شکل (1-3) نمودار مدل مشتق فشاري11شکل (1-4) اثر ذخيره درون چاهي با شيب 1 در اطراف چاه15شکل (1-5) نمودار تغيير فشار نسبت به زمان در آزمايش خيزش فشار21شکل (1-6) برونيابي نمودار هرنر براي بهدست آوردن P*25شکل (1-7) نمودار تغيير فشار نسبت به زمان در آزمايشجرياني26شکل (1-8) دو برابر شدن شيب نشانگر وجود يك گسل29شکل (1-9) تفاوت چاهآزمائي خيزش فشار و جرياني30شکل (1-10) نمايي از ناحيه نهايي يك مرز با فشار ثابت30شکل (1-11) نمودار چاه آزمائي در حالت افت فشار در يك مخزن با مرزهاي غيرقابل نفوذ31شکل (1-12) نمايي از وجود دو گسل غيرقابل نفوذدر مرز خارجي مخزن31شکل (1-13) نمايي از تغييرات فشار چاه نزديك به يك گسل نيمه گذرا32شکل (1-14) نمای از یک چاه افقی34شکل (1-15) جریان شعاعی قائم34شکل (1-16) جریان خطی میانی35شکل (1-17) جریان شبه شعاعی.35شکل (1-18) مشخصات اصلی یک نرون بیولوژیک40شکل (1-19) ساختار يک نرون مصنوعي41شکل (1-20) ساختار یک MLPسه لایه44شکل (1-21) تابع انتقال سیگموئید45شکل (1-22) تابع انتقال تانژانت هایپربولیک45شکل (3-1) نمودارهاي مشتق فشار شبيهسازي شدهي مدل یک74شکل (3-2) نمودارهاي مشتق فشار شبيهسازي شدهي مدل دو75شکل (3-3) نمودارهاي مشتق فشار شبيهسازي شدهي مدل سه76شکل (3-4) نمودارهاي مشتق فشار شبيهسازي شدهي مدل چهار77شکل (3-5) نمودارهاي مشتق فشار شبيهسازي شدهي مدل پنج78شکل (3-6) نمودارهاي مشتق فشار شبيهسازي شدهي مدل شش79شکل (3-7) نمودارهاي مشتق فشار شبيهسازي شدهي مدل هفت80شکل (3-8) نمودارهاي مشتق فشار شبيهسازي شدهي مدل هشت80شکل (4-1) ساختار بهينهي شبکهي پيشرو84شکل(4-3) تغييرات خطا در جريان آموزش شبکهي پيشرو با ساختار بهينه87شکل(4-4) نمودار مشتق فشار نرماليزهشده مدل يک همراه با دادههاي پرت اعمالشده به آن89شکل(4-5) نمودار مشتق فشار نرماليزهشده مدل دو همراه با دادههاي پرت اعمالشده به آن90شکل(4-6) نمودار مشتق فشار نرماليزهشده مدل سه همراه با دادههاي پرت اعمالشده به آن90شکل(4-7) نمودار مشتق فشار نرماليزهشده مدل چهار همراه با دادههاي پرت اعمالشده به آن91شکل(4-8) نمودار مشتق فشار نرماليزهشده مدل پنج همراه با دادههاي پرت اعمالشده به آن91شکل(4-9) نمودار مشتق فشار نرماليزهشده مدل يشش همراه با دادههاي پرت اعمالشده به آن92شکل(4-10) نمودار مشتق فشار نرماليزهشده مدل هفت همراه با دادههاي پرت اعمالشده به آن92شکل(4-11) نمودار مشتق فشار نرماليزهشده مدل هشت همراه با دادههاي پرت اعمالشده به آن93شکل(4-12) خروجي شبکهي پيشرو به نمودار مشتق فشار مدل يک همراه با دادههاي پرت اعمالشده به آن 93شکل(4-13) خروجي شبکهي پيشرو به نمودار مشتق فشار مدل دو همراه با دادههاي پرت اعمالشده به آن94شکل(4-14) خروجي شبکهي پيشرو به نمودار مشتق فشار مدل سه همراه با دادههاي پرت اعمالشده به آن94شکل(4-15) خروجي شبکهي پيشرو به نمودار مشتق فشار مدل چهار همراه با دادههاي پرت اعمالشده به آن95شکل(4-16) خروجي شبکهي پيشرو به نمودار مشتق فشار مدل پنج همراه با دادههاي پرت اعمالشده به آن95شکل(4-17) خروجي شبکهي پيشرو به نمودار مشتق فشار مدل شش همراه با دادههاي پرت اعمالشده به آن96شکل(4-18) خروجي شبکهي پيشرو به نمودار مشتق فشار مدل هفت همراه با دادههاي پرت اعمالشده به آن96 شکل(4-19) خروجي شبکهي پيشرو به نمودار مشتق فشار مدل هشت همراه با دادههاي پرت اعمالشده به آن97 فهرست جداول جدول (3-1): شرايط فرضشده مخزن، چاه و سيال موجود درآن67جدول (3-2): محدودهي انتخابشده پارامترهاي چاهآزمائي69جدول (3-3): تعداد دادهي توليدشده براي هر مدل و توزيع دادههاي آموزشي و آزمون73جدول (4-1): تعيين ساختار بهينهي شبکهي پيشرو84 جدول (4-2): تعيين الگوريتم آموزشي بهينهي شبکهي پيشرو85جدول (4-4): توانايي شبکهي پيشرو در شناسائي مدل واقعي مخزن از دادههاي آزمون شبيهسازي88جدول (4-5): مقايسهي توانايي شبکهي پيشرو در شناسائي مدل واقعي مخزن از دادههايآزمون شبيهسازي88 فهرست علائم اختصاري باياسضريب تشکيل نفتذخيرهي درون چاهي بدون بعدضريب تراکمپذيري نفتذخيرهي درون چاهيضريب تراکمپذيري کليضريب تراکمپذيري آبتابع انتگرال نماييتابع فعاليتعمق مخزن هيدروکربنيتراوائي شکافتراوائي ماتريسطول شکافشعاع مخزنشعاع بدون بعدمساحت بلوك ماتريس/حجم بلوك ماتريسشعاع چاهمدت زمان جريانضريب پوستهضريب پوستهي شكاف هيدروليكيضريب پوسنه ناشي از ورود جريان عموديمدت زمان توليدطول شكافتراوائي عموديتراوائي درجهت xتراوائي در جهتyطول چاه افقيLميزان فشار در زمان يک ساعتفشار بدون بعدوروديهاي شبکهي عصبيفشار اوليه مخزنفشار مخزن در حين توليدفشار مخزن در حين بسته بودنشدت جريان چاهوزن سيناپسيخروجيهاي شبکهي عصبيمقادير مشاهده شده (واقعي)ميانگين مقادير مشاهده شده (واقعي)مقادير تخميني (خروجي شبکه)ميانگين مقادير تخميني (خروجي شبکه)ويسکوزيتهتخلخلتخلخل شکافتخلخل ماتريستغييرات زمانتغييرات حجم سيال داخل چاه تحت شرايط چاهتغييرات فشاري اعمال شده به چاهتغييرات فشارنسبت جريان بين دانهايضريب شکلنسبت ظرفيت شکاف به ماتريس فصل اول1- مقدمه 1-1- مقدمهای بر مهندسی مخزن نفت خام، گاز طبیعی و آب موادی هستند که برای مهندسان نفت دارای اهمیت ویژهای هستند. این مواد که در دما و فشار پایین گاهی به صورت جامد یا نیمه جامد (مانند پارافین، هیدراتهای گازی، یخ و نفت خام با نقطه ریزش بالا) یافت میشوند، در اعماق زمین ودر ستون چاه به حالت سیال، به صورت فاز بخار (گاز) یا مایع یا عمدتا دو فازی ظاهر میشوند. مواد جامدی که در عملیات حفاری، سیمانکاری و ایجاد شکاف بهکار برده میشوند نیز به حالت سیال یا دوغاب استفاده میشوند. تقسیمبندی سیالات مخزن و چاه به فازهای مایع و بخار، به دما و فشار وابسته است. وقتی دما ثابت است، حالت یا فاز سیال درون مخزن با فشار تغییر میکند. در بسیاری از موارد، حالت یا فاز سیال درون مخزن با حالت یا فاز سیال در هنگام تولید در شرایط سطح مطابقت ندارد. شناخت دقیق رفتار نفت خام، گاز طبیعی و آب -به صورت تکی یا ترکیبی- تحت شرایط مختلف از مهمترین اهداف مهندسان نفت است.اوایل سال 1928، توجه خاصی به روابط گاز و انرژی شد و مهندسان نفت در مورد شرایط فیزیکی چاهها و مخازن زیرزمینی، دستیابی به اطلاعات دقیقتر را لازم دانستند. پیشرفتهای اولیه در مورد روشهای بازیافت نفت این موضوع را آشکار ساخت که محاسبات انجام شده بر اساس اطلاعات سر چاه یا دادههای سطح،اغلب گمراهکننده هستند. اسکلاتر و استفانسون[1] اولین دستگاه ثبت فشار درون چاهی و نمونهگیر را برای نمونهگیری از سیالات تحت فشار درون چاهها ابداع کردند[1]. جالب اینکه این دستگاه دادههای درون چاهی را باتوجه به مقادیر مثبت فشار، دما، نسبتهای گاز به نفت و طبیعت فیزیکی و شیمیایی سیالات مشخص میکند. لزوم اندازهگیری فشارهای صحیح درون چاهی هنگامی مورد توجه قرار گرفت که اولین دستگاه فشار سنج دقیق توسط میلیکان و سیدول[2] ساخته شد و اهمیت اساسی فشارهای درون چاهی در تعیین مؤثرترین روشهای بازیافت و فرایندهای فرازآوری، به مهندسان نفت نشان داده شد[2]. به این ترتیب مهندس مخزن قادر خواهد بود فشار مخزن که مهمترین دادهی پایه ای مورد نیاز محاسبات عملکرد مخزن است، اندازهگیری کند.دانش پتروفیزیک، مطالعهی خواص سنگها و ارتباط با سیالات موجود در آنها در هر دو حالت استاتیک و جریانی میباشد. تخلخل، تراوایی، درجه اشباع و توزیع سیالات، ضریب هدایت الکتریکی سنگ و سیال، ساختار منافذ و رادیواکتیویته، برخی از مهمترین خواص پتروفیزیکی هستند. پیشگامان علم مهندسی مخزن از همان ابتدا به این نکته پی برده بودند که قبل از محاسبهی حجمهای نفت و گاز درجا، آگاهی از تغییر خواص فیزیکی نمونههای ته چاهی سیالات مخزن، نسبت به فشار، ضروری است.طی دههی 1960، عبارات شبیه سازی و مدلسازی ریاضی مخزن عمومیت یافت[3]. این عبارت مترادف هستند و به توانایی استفاده از معادلات ریاضی جهت پیش بینی عملکرد مخزن نفت یا گاز اشاره دارند. پیدایش رایانههای دیجیتالی پرسرعت در مقیاس وسیع، باعث تقویت علم شبیه سازی مخازن گردید. روشهای عددی پیچیده نیز با استفاده از شیوههای اختلاف محدود یا المان محدود، جهت حل تعداد زیادی از معادلات گسترش یافت.با توسعه این روشها، مفاهیم و معادلات مهندسی مخزن به صورت شاخهای قوی تعریف شده از مهندسی نفت در آمد. مهندسی مخزن عبارت است از کاربرد اصول علمی جهت حل مسائل تخلیه که ضمن توسعه و بهرهبرداری مخازن نفت و گاز بروز مینماید. مهندسی مخزن (هنر توسعه و بهرهبرداری سیالات نفت وگاز به طریقی که بازیابی اقتصادی بالا حاصل شود) نیز تعریف شده است[4]. 1-2- مخازن نفت و بهرهبرداری از مخازن نفتیتودههای نفت و گاز داخل تلههای زیرزمینی یافت میشود که به واسطهی خصوصیات ساختاری و چینهای شکل گرفتهاند[5]. خوشبختانه تودههای نفت و گاز معمولا در قسمتهای متخلخلتر و نفوذپذیرتر بسترها که به صورت عمده ماسهها، سنگهای ماسهای، سنگهای آهکی و دولومیتها هستند و نیز در منافع بین دانهای یا فضای منافذ که با درزها، شکافها و فعالیت محلول ایجاد شدهاند یافت میشوند.