اين مخزن يكي از بزرگترين مخازن كربناته ايران  بوده كه شامل سه لايه توليدي : آسماري – بنگستان و خامي مي باشد . طاقديس اين ميدان حدود   70 كيلومتر طول و 6 تا 15 كيلومتر عرض دارد . بستگي قائم هيدروكربور اوليه اين ميدان (rHydrocarbon  occupid closue ) حدود 2438 متر مي باشد .

اين مخزن در دماهاي 1302 تا 1303 مورد مطالعه قرار گرفت و پس از حفاريهاي متعدد قابليت توليد از اين مخزن در سال 1316 با حفر چاه شماره 3 با توليد آزمايشي 26000 بشكه در روز با API حدود 32 از عمق 1034- 1001 متري در لايه آسماري آغاز گرديد .

توليد اقتصادي از اين مخزن در سال 1319 با چاه شماره 13 آغاز كه Gor اوليه توليدي چاهها بين 450-500 scf/stb بوده است .

اين مخزن از لحاظ فشاري  به 9 بخش ( sector ) تقسيم شده بود كه جديداً به 6 بخش تغيير يافته است .

بالاتري از لحاظ توليدي بخشهاي غربي مخزن تخلخل ( ) و نفوذ پذيري ( k ) بالاري نسبت به بخشهاي شرقي دارند . در اين ميان دو بخش كم تراواي6   و5 ارتباط بين دو قسمت شرق و غرب مخزن را از يكديگر متمايز مي كند .

زمين شناسي :

سازند آسماري ميدان گچساران  شامل سنگهاي كربناته ، مارلي شيل ( marly shale ) و سنگهاي تبخيري مي باشند كه از بالا بوسيله توده گچ سازند گچساران و از پايين بوسيله سنگهاي مارلي سازند پابده محاط گرديده است . 

سازند آسماري اين ميدان به 4 زون A,B,C,D  تقسيم شده است و ضخامت سازند حدود 500 متر مي باشد .

در اين سازند از لحاظ رسوبگذاري سه قسمت قابل  تشخيص مي باشد . قسمت پايين كه مربوط به اعماق دريا مي باشد و تخلخل اين قسمت كه Limestone است نسبتاً ضعيف مي باشد .

همچنين در بعضي از نقاط اين قسمت Dolomitization اتفاق افتاده است.

 قسمت مياني تعريف شده از رسوبگذاري آبهاي كم عمق است كه از مشخصه آن مي توان كم شدن shale و Marl وجود Sand در بعضي نقاط آنرا ذكر نمود زياد شدن تخلخل در اثر Dolomitization نيز يكي از مشخصه هاي اين قسمت مي باشد .

قسمت بالاي كه رسوبگذاري پوش سنگ (Cap Roek )‌ را تشكيل مي دهد و داراي زير لايه هايي است كه از نظر ضخامت به هم نزديك مي باشند .

باتوجه به اينكه دراين پايان نامه تستهاي چاه آزمايي اين مخزنروي چاهاي سازند آسماري انجام گرفته است لذابه تشريح اين سازند مي پردازيم.

تشريح زونهاي مختلف سازند آسماري گچساران :

زون A :

اين واحد كربناتي قسمت فوقاني آسماري را تشكيل مي دهد و نشانگر تمايز آن پوش سنگ مي باشد كه به دو زير لايه : A₂  , A₁ با ضخامت مساوي تقسيم مي شود . اين واحد شديداً دو لوميته شده كه بشتر از 50% سنگ اين مخزن را دولوميت تشكيل مي دهد .

زون B :

كربناتهاي اين واحد نسبت به زون A تميز تر مي باشد . اگر چه قسمت فوقاني اين لايه تقريباً شيلي است ولي وجه تمايز زير لايه هاي آن تخلخلهاي مختلفي است كه با يكديگر دارند. اين زون شامل زير لايه هاي B1 ,B4 , B3 , B2  مي باشد كه شرح زير مي باشد .

B₁: اين لايه نسبتاً نازك بوسيله شيلي كه زير لايه  Shaly – Carbonateتميزي كه در زير لايه A₂ قرار دارد مشخص شده است و ضخامت اين لايه حدود 15 – 20 متر مي باشد .

B₂ : اين لايه قسمت ضخيم زون B مي باشد . كربناتهاي نسبتاً تميز كه روي پيكهاي نمودار گيري GR( Gama Ray ) مشخص مي شود بيانگر پديده Dolomitization  شديد در ميان اين لايه مي باشد .

B₃ : اين لايه نسبتاً نازك 10 الي 20 متري ، در ميان زون B قرار دارد كه عموماً مشخصه اين لايه پايين بودن تخلخل آن مي باشد .

B₄  : لايه پايين زون B₃ را تشكيل مي دهد. اين زون شامل كربناتهاي نسبتاً تميز بوده كه مقدار دو لوميت آن بش از 70%  مي باشد . اين لايه بوسيله تخلخل خوب مشخص مي شود .

زون C :

قسمت بالايي اين زون با اولين كربنات Tight كه حدوداً 150 متر زير لايه بالاييB  است قرار دارد اين زون هر چه به زون D نزديكتر مي شود سنگ آهك آن بيشتر مي شود توضيح : اينكه مشخصه مرز بين دو لوميت Porous زون B و  Lime هاي Tightزون C مي باشد.

زير لايه هاي زون C شامل :

اين لايه معمولاً با كربناتهاي نسبتاً  تميز مشخص مي شود .

C₂: اي لايه قسمت تحتاني زون  C است كه جنس آن كربنات مي باشد .

زون D :

اين زون شامل زير لايه هاي :

D₁ : از سنگ آهك تميز تشكيل شده كه در بعضي نقاط در انتهاي اين لايه Shale مي باشد . 

D₂: بيشتر اين لايه از شيل تشكيل شده است .

مطالعات انجام شده روي مخزن گچساران :

نخستين مطالعات انجام شده روي اين مخزن در سال 1962 بر روي 25 حلقه چاه انجام گرفت كه دبي ميدان 207 هزار بشكه در روز وتوليد انباشتي 136MMMARB و تخلخل  و  و  بوده كه نفت اوليه در جا original  oil in place : ooIP = 24.5 MMMSTB و گاز اوليه درجاOriginal gas in place : OGIP=167MMMU SCF برآورد شده است.

درسال 1972 اين مخزن توسط شركت كورلب مورد مطالعه قرارگرفت كه نتايج زيرحاصل گرديد.

روي 45 حلقه چاه بادبي هزار بشكه درروز وتوليد انباشتي MMMARB 2.8 و و md 2 =12 بدست آمد نفت اوليه درجا وگاز اوليه درجا OGIP:6601.mmmscF      ooIP=53.1mmmSTB .

 اويته در جا مخازن :

در سال 1991 مطالعه توسط شركت پترسيم انجام گرفت اين مطالعه بطور عملي آغاز و پس ازخاتمه مراحل جمع آوري اطلاعات توصيف مخزن و تطابق تاريخچه از اواسط سال  1995 وارد مرحله  پيش بيني گرديد . تاكنون براي ثبيت دبي  به ميزان 600  هزار بشكه در روز عملاً ممكن نشده است .

( علي رغم برنامه ريزي براي حفر 25 حلقه چاه جديدو تعمير  20 حلقه چاه در سال ) دبي روند نزولي داشته پس از پايان دوره 40 ساله پيش بيني مي شود دبي  به 85 هزار بشكه در روز كاهش يابد درپيش بيني با تزريق گاز ، با گذراندن بهترين منحني بهترين منحني از ميان اطلاعات دوره كاهش دبي ، پيش بيني مي شود كه در سال 2067 دبي اين مخزن به 50 هزار بشكه در روز خواهد رسيد كه در آن زمان توليد انباشتي  مخزن 11583 ميليون بشكه خواهد بود .

بر اساس كتابچه آمار ساليانه وضعيت نفت و گاز در جاي اوليه وتوليدي اين مخزن تا اسفند 1376 شمسي ( به ترتيب بر حسب ميليون بشكه متعارفي و تريليون فوت مكعب متعارفي ) بشكل زير مي باشد :

مخازن شكافدار سه نوع هستند :

1- ممكن است نفت در ماتريكس باشد و در شكاف نباشد .

2- نفت در شكاف باشد و در ماتريكس نباشد .

3- نفت هم در شكاف و هم در ماتريكس باشد .

در اين مخازن از ابتداء توليد يك چاه سه مرحله وجود دارد :

1-              توليد بيشتر بدليل انبساط و حركت در fracture مي باشد .

2-              توليد از matrix هم از fracture تأثير مي پذيرد كه در

3-      مكانيسم توليد و مقدار نفت از matrix مي باشد ولي طي اين مدت نفت خارج شده از مخزن عندتاً از مسير شكافها بسوي چاه حركت مي كند .

4-              لذا مراحل توليد از يك چاه عمدتاً در مخازن تركدار به شكل فوق انجام مي گيرد .

تاريخچه شبيه سازي مخازن تركدار :

عده زيادي جهت شبيه سازي مخازن تركدار تلاش نمودند اما شبيه سازي هاي موجود از مفاهيم تخلخل دوگانه ( Deual  Prosity ) كه توسط barenblatt به طور جدي در سال warren and Root , 1960 در سال 1963 با ارائه مدلهايي روي اين موضوع كارنمودند كه مدل Warren& Root هم اكنون هم به عنوان مبناء درشبيه سازي مورد استفاده قرار مي گيرد ودرنرم افزارهاي مختلف كاربرد فراوان دارد .

warren &Root مدلي را ارائه كردند كه از مكعبهاي متوازي الوجه تشكيل شده است دراين مدل بلوكها نشان دهنده  كه بلو كه انشاء دهند . ماتريكس و فضاي بين آنها تركها را نشان مي دهد . يكسري ازتركها افقي وعمودي است كه توسط بلوكهاي ماتريكس ازيكديگر مجزا مي گردند دراين سيستم جريان سمت چاه تنها از طريق شبكه تركها صورت مي گيرد لذا  Kt= KfKazemi اولين كسي بود كه جريان حالت ناپايدار رابصورت كاربردي براي مدل شعاعي مورد مطالعه قرارداد و نتيجه گرفت كه مدل warren and Root در مواردي كه توزيع ترك بصورت يكنواخت بوده و جريان بين ماتريكس و ترك زياد باشد قابل كاربرداست اين مدل ازيكسري لايه هاي افقي موازي تراوا تشكيل شده كه تركها مابين لايه ها مي باشند دراين مدل تراوايي سيستم از رابطه زير بدست مي آيد كه درآن  تراوايي ماتريكس وتراوايي ترك مي باشد يعني  Deswoan نيز مدل مخزن تركداري مشابه : kazemi ارائه داد با اين تفاوت كه لايه هاي ماتريكس بصورت بلوكهاي هندسي منظم به فرم كروي فرض شده اند  .

اكثر شبيه سازي ها از نگرش تخلخل دوگانه با تعريف معمولي نيروهاي موئينگي و گراويته در بين ماتريكس و ترك استفاده مي كند با وجود اين اختلاف عمده اي بين شبيه سازيهاي مخازن معمولي و تركدار در برخورد با نيروهاي موئينگي و گراويته وجود دارد . اول آنكه نيروي گراويته در مخازن هموژن به تغيير ارتفاع ساختماني بستگي داشته اما در مخازن تركدار به سطح آب در ترك و ماتريكس وابسته است .

دوم سطح آب و يا گاز در طي شبيه سازي بطور ديناميكي تغيير مي كند و بايد در هر گام محاسبه شود در صورتيكه اختلاف ارتفاع ساختماني ثابت است .

سوم : در جابجايي نفت با آب از يك ماتريكس آب تر ( wet water ) نيروهاي گراويته  و موئين در يك جهت عمل مي كنند يعني به سمت بالا فرآيند آشام را شدت مي بخشد ليكن در مخازن معمولي اين نيروها مخالف يكديگرند .

Yamamoto et.al: در سال 1971 مدل تركيبي از بلوك ماتريكس منفرد ارائه داد . وي مكانيسم مكان بازيابي براي اندازه بلوكهاي مختلف كه بوسيله نفت و يا گاز احاطه شده اند را مورد مطالعه قرار داد.

Rossen  : در سال 1978 مدلي ارائه داد كه  از منحني هاي بازيابي ورودي كه تابعي از فشار و خواص بلوك ماتريكس سيال داخل سيستم ترك بودند استفاده مي كرد از اين منحني ها بازيابي بر حسب فشار ودرجه اشباع مشتق گرفته مي شود  و با استفاده از يك شبيه ساز بصورت semi – implicit قرار داده مي شوند. در اين مدل جدا شدن كامل سيالات segregation  درتركها فرض شده است . بلوكهاي ماتريكس با گاز احاطه شده اند و فرض مي شود كه آب را از ماتريكس به ترك منتقل نمي كنند و ماتريكسهايي كه با آب احاطه شده بودند فرض مي شود گاز را از ماتريكس به ترك منتقل نمي كنند .

Thomas و همكارانش در سال 1983 يك مدل سه بعدي ، سه فازه با تخلخل دوگانه ( double  porosity ) براي شبيه سازي مخازن تركدار طبيعي ارائه  كرده است .

و نيروهاي گراويته و ويسكوز و فشار موئين و تراوايي  نسبي براي جريان درترك و ماتريس را در نظر گرفتند .

كاربرد منطقي فيزيك نيروهاي موئين و گراويته اولين  بوسيله litvak   در سال 1985 انجام شد . او يك مدل سه فازي سه بعدي با تخلخل دو گانه ارائه كرد كه براي كاربرد در مخزن طراحي شده بودو در عين حال جزئيات جابجايي توسط موئينگي و گراويته در يك بلوك ماتريكس به طور دقيق درنظر گرفته مي شود اين شبيه ساز تبادل بين ترك وماتريكس رابراي يك بلوك ماتريكس كه كاملاً در آب يا گاز فرو رفته است با درنظر گرفتن كليه مشخصات جريان ها مطالبات را انجام مي دهد .  بادرنظر گرفتن كليه مشخصات جريان ما محاسبات راانجام مي دهد سپس برنامه سطح آزاد آب درترك وقتي gridblock كل سهم ماتريكس درتوليد يك grid block را محاسبه مي كند . جدا سازي (segregation ) سيالات در ماتريكس مهم نيست اما در ترك محاسبه مي شودو تا وقتي كه تمام تركها در لايه پايين  از آب پر نشوند لايه بالايي آب وارد آن نمي شود .

اخيراً روشهاي مشابهي توسط ديگر پژوهشگران ارائه شده است
(sonier et al 1986  ) و ( Gilman - kazemi 1987 ) نيز سطح آزاد آب را تركهاي داخل grid block محاسبه كردند با وجود اين sonier فرضي را در نظر گرفت كه تمامي بلوكهاي ماتريكس داخل يك grid block يك مقدار مساوي از سيال به داخل تركها توليد مي كند . اين فرض ساده هميشه پاسخ يكساني  را در مقايسه با محاسبه با مقدار دقيق بلوكهاي ماتريكس كه در معرض پديده آشام يا ريزش ثقلي ( پديده آشام : هنگامي كه فاز wet  فاز wetnon را جابجا نمايد) هستند را نمي دهد . كه Gilman kazemi تقسيم بلوكهاي ماتريكس را به زير مجموعه هايي علاوه بر محاسبات ارتفاع سيال در تركها پيشنهاد نمودند اين تقسيم بندي مي تواند براي صحت شبيه سازي جابجايي نفت از يك بلوك ماتريكس بزرگ لازم باشد با وجود اين در شبيه سازي يك مخزن grid block ممكن است در ازاي ميليونها بلوك ماتريكس باشد اين تقسيم بندي محاسبات را پيچيده تر ساخته و اگر روش صحيحي براي محاسبه سهم گراويته  به توليد بلوكها با ماتريكس استفاده شود ديگر نياز به آن نمي باشد .