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Autor |
Costa, José E. F. (1994)
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Título |
Avaliação de parâmetros de reservatório a partir de parâmetros elásticos.
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Data
da aprovação |
12.04.1994
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Banca
examinadora |
Dr. Bjorn Ursin (Orientador), Dr. Olivar A.L. de Lima, Dr. Carlos A. da Costa.
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Resumo |
Após revisão bibliográfica sobre variados relacionamentos
entre parâmetros elásticos e a litologia de uma dada formação,
enfocamos nosso estudo e as práticas experimentais em dois modelos
recentemente construídos. Analisamos três reservatórios distintos, sob
variadas hipóteses, segundo modelamentos diretos desenvolvidos por
Krief et al. (1990) e Murphy et al. (1991), com a geração de parâmetros
elásticos: a densidade da formação, os módulos elásticos de
incompressibilidade e de cisalhamento e as velocidades das ondas
acústicas na formação. Avaliamos os desempenhos dos dois modelamentos,
com relação aos referidos reservatórios, promovendo um amplo estudo
comparativo. Concluimos que o modelo de Krief é o que melhor descreve a
maior parte das formações. O modelo de Murphy fica restrito às
formações desprovidas de argila, apresentando, nestes casos, seus
melhores resultados. Comparamos as variáveis típicas dos dois modelos,
estabelecendo relacionamentos entre elas. Estudamos também o modelo de
Krief modificado e sua performance.
Analisamos a sensibilidade da técnica de inversão adotada, o algoritmo
“ridge regression”, com diferentes possibilidades em relação a
parâmetro de reservatório conhecido (porosidade), empregando dados
reais (densidade da formacão). Calculamos a matriz de covariância dos
parâmetros de reservatório estimados, em um conjunto de dados com
erros. Ruído nos dados e menor incerteza sobre os parâmetros a serem
estimados, além de uma boa estimativa a priori parâmetros do modelo,
levam à estabilidade da inversão. Formulamos, em função da porosidade e
da saturação de água, expressões para os parâmetros elásticos da
formação (densidade e módulos elásticos). Construimos a correspondente
matriz do Jacobiano, com as derivadas destas expressões em relação
àqueles parâmetros de reservatório (porosidade e saturação de água). A
partir desta matriz e de outras matrizes montadas com os dados
disponíveis e as estimativas iniciais de parâmetros de reservatório,
aplicamos algoritmos para avaliar as variações dos parâmetros do
modelo, invertendo-o para várias situações. Incluimos fatores variados
de amortecimento no algoritmo de inversão. Aplicamos a decomposição da
matriz do Jacobiano em valores singulares (SVD), verificando o peso do
amortecimento na estabilidade da inversão. As inversões se estabilizam
com a adoção de um fator adequado de escalonamento aos valores
singulares do Jacobiano. Foram empregados, para cáluclo de parâmetros
de reservatório (porosidade e saturação de água), dados sintéticos,
contendo informações a respeito de parâmetros elásticos (densidade e
módulos elásticos na formação) e informações adicionais sobre
parâmetros de reservatório.
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Abstract |
After a bibliographic review about various relationships between
elastic parameters and the lighology of a certain formation, we focused
our study and the experimental practices in two models recently
constructed. We analyzed three differents reservoirs, under varied
hipothesis, according to direct modellings developed by Kried et al.
(1990) and by Murphy et al. (1991), with the generation of elastic
parameters: the formation density, its elastic modules (bulk and shear
modules) and acoustic waves velocities in the formation. We evaluated
the performances of the two modellings, in respect to the referred
reservoirs, promoting an ample comparative study. We concluded that
Krief model gives the best description of the most of the formations.
Murphy model is restricted to those formations without clay content,
presenting at these situations its best results. We compared the
typical variables of the two models, establishing relationships between
these variables. We also studied modified Krief model and its
performance.
We analyzed the sensibility of the adopted inversion technique, the
“ridge regression” algorithm, with differents possibilities in relation
to a known reservoir parameter (porosity), using real data (formation
density). We computed the estimated reservoir parameters covariance
matrix, in a data set, with errors. Noise in data and less uncertainty
about model parameters that we intend to estimate, and also a good a
priori estimation about these parameters, force the stabilization of
the inversion. We formulated, in function of the porosiy and the water
saturation, the expressions for the formation elastic parameters
(density and elastic modules). Extracting their derivatives in respect
to those reservoir parameters (porosity and water saturation), we
constructed the corresponding Jacobian matrix. From this matrix and
other matrices assembled with the available data and the initial
reservoir parameters estimations, we applied algorithms to evaluate the
model parameters variations, inverting the model, form many situations.
We included various damping factors in the inversion algoritm.We
applied the decomposition of Jacobian matrix in singular values (SVD),
verifying the damping importance to the inversion. The inversions are
stable, when we adopted a appropriate scaling factor in the Jacobian
singular values. For computation of reservoir parameters, we used
synthetic data, containing informations about elastic parameters
(formation density and elastic modules) and additional informations in
relation to the known reservoir parameters.
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