صنایع شیمیایی JAM . BGR


موسسه آموزش عالی جامی دلیجان

;
 

فرایند خوشه بندى

از انجا که عوامل بسیار متعددى در پاسخهاى این نمودارها موثر است، لذا طبیعى است که پاسخ یک ابزار در برابر رخساره اى خاص در موارد گوناگون تا حدى متفاوت باشد هرگاه به جاى یک لگ از مجموعه لاگها استفاده گردد تا همزمان خصوصیات بیشترى به یک رخساره خاص تعلق کیرد، پاسخهاى مجموعه ابزارها به مراتب پیچیده تر مى گردد تا آنجا که چشم انسان قادر به تقسیم بندى رخساره ها نخواهد بود. براین اساس تجزیه و تحلیل دقیق داده ها با روشهاى آمارى و گروه بندى آنها در دسته هاى جدا، اجتناب ناپذیر است.
روشى که دراین مقاله مورد استفاده قرار مى گیرد، براساس گروه بندى داده هایى است که پاسخهاى لاگ آنان حداکثر نزدیکى به یکدیگر را داشته و لذا بیشترین همسانى ( homegeneity) را نشان مید هند طبیعى است که این داده ها مى توانند در رخساره اى خاص قرار گیرند و این رخساره به وسیله زمین شناسى تفسیر گردیده و خصوصیات آن بیان گردد. براى محاسبه این نزدیکى ، قرائتهاى لاگ به عنوان مشاهده و لیه لاگهاى مورد استفاده به عنوان ارزش مشاهده مورد استفاده قرار مى گیرند. روشهاى مختلفى براى محاسبه فاصله وجود دارد که در این مقاله از روش City Block (از روشهاى موجود در نرم افزار مت لب ) استفاده مى گردد. این روش در داده هاى به کار رفته بهترین ضریب همبستگى را نشان مید هد. هرگاه تعداد I قرائت وجود داشته و j لاگ به آن نسبت داده شود.
درستونى از قرائتهاى لاگ از 1 تا m فاصله براى تمام زوج نقاط محاسبه مى گردد. به عبارت بهتر هرگاه y را پاسخ محاسبه فوال بدانیم، آرایش آن به صورت زیر خواهد بود :

Y=d(1,1),d(1,2),d(1,3), … ,d(1,m),d(2,3),d(2,4), …,d(m-1,m)
که در آن d فاصله و عددها نشان دهنده قرائتهاى لاگ مى باشند. در فرایند آنالیز خوشه اى ، کوچکترین فواصل براى تشکیل خوشه به یکدیگر متصل مى گردند. خوشه هاى مراتب پایینتر به نوبه خود به یکدیگر متل شده و خوشه بزرگترى را تشکیل مى دهند تا آنجا که تمامى داده ها تبدیل به یک خوشه بزرگ مى گردند. مى توان به سادگى کوچکترین قرائتهاى لاگ را در دو خوشه براى اتصال ملاک مقایسه قرار داد. به عبارت دیگر هرگاه قرائت I خوشه P داراى کمترین فاصله با قرائت J خوشه q بود، دو خوشه به یکدیگر متصلمى گردند. اما با این کار از تعداد زیادى از داده ها صرفنظر مى گردد. لذا در اینجا از روش « اتصال مرکزى» استفاده شده است. درا ینروش به جاى حداقل فاصله اعضا، از میانگین داده هاى یک خوشه به عنوان شاخص خوشه استفاده گردیده و خوشه هایى که داراى حداقل فاصله بین شاخصهاى خود باشند، براى اتصال و تشکیل یک خوشه بزرگتر، کاندید مى گردند.
از آنجا که تعداد داده هاى لاگ بسیار زیاد بوده و بررسى این خوشه ها از روى اعداد به دست آمده امکان پذیر نمى باشد، نتایج حاصل از این محاسبات به وسیله نمودار دندروگرام به نمایش درآمده است. این نمودار به صورت مجموعه اى از خطوط رسم مى گردد که داده هایى را که در محاسبات فوق صدق مى کنند، به یکدیگر متصل مى سازند، تا انجا که تعداد خوشه ها به یکى مى رسد (شکل 2). در این نمودارها، محور افقى نشان دهنده فاصله محاسبه شده بین خوشه ها است. باید توجه داشت که در عمل این فاصله چندان مورد توجه نبوده و قطع شدگى داده ها بیانگر اختلاف گروه هاى مختلف مى باشد. با توجه به توضیحات فوق، طبیعى است که داده هاى همسان به یکدیگر متصل دشه و مابین خوشه هایى که با یکدیگر اختلاف دارند، فاصله مى افتد.

باید توجه داشت که خصوصیات سنگها بسیار متفاوت بوده و ما در آنالیز لاگها ، همان چیزى را دسته بندى مى کنیم که به وسیله لاگها به دست آمده و از آنجا که ابزارهاى لاگ بسیار حساس هستند، لزومى ندارد که این رخساره ها کاملاً بر مرزهاى لیتولوژیکى منطبق باشند. اما از آنجا که یکى از موارد عمده تاثیرگذار بر داده هاى لاگ ، لیتولوژى فواصل مختلف مى باشد، لذا انتظار مى رود تا در صورت کاربرد لاگهایى که به طور عمده تحت تاثیر لیتولوژى بوده و براى تعیین لیتولوژى به کار میروند، رخساره هاى به دست آمده از این فراند تا حد زیادى با رخساره هاى لیتولوژى ( Lithofacies) منطبق باشند. مسأله اى که در اینجا باقى مى ماند آنست که مى تون براى یک نمودار دندروگرام بى نهایت بریدگى (Cutoff) تعریف نموده و از این رو افراد مختلف مى توانند تعداد رخساره هاى مختلفى را براى یک نمودار در نظر بگیرند، اما مرزهاى تعیین شده تغییر نخواهد کرد و در صورت کاهش عدد بریدگى ، تنها تعداد رخساره ها بیشتر خواهد شد ولى مرزهاى رخساره هاى اصلى ثابت باقى مى مانند.
بحث نتایج حاصل از اعمال روش در میدان مارون روش آنالیز خوشه اى در موارد مختلف با الگوریتمهایى غیر از آنچه که در اینجا استفاده گردیده و با استفاده از نرم افزارهاى مخصوص این کار (مانند C ONISS) ) ، هم بر روى سنگهاى آوارى و هم بر روى کربناتها آزمایش گردیده و نتایج قابل قبولى از آن به دست آمده است (براى مثالGill et al., 1993 ) . در اینجا الگوریتم جدیدى از این فرایند با استفاده از نرم افزار ریاضیاتى مت لب برنامه نویسى گردیده و مورد آزمایش قرار گرفته تا توانایى آن براى تعیین رخساره هاى لاگ و کاربرد این رخساره ها مشخص گردد. این مطالعه مورد بررسى رخساره هاى لاگ سازند آسمارى در یکى از چاه هاى میدان مارون مى باشد که در کنار این مطالعه تجزیه و تحلیل کاملى از مغزه ها و مقاطع نازک آن نیز صورت گرفته است.
سازند آسمارى در میدان مارون توسط پژوهشگران شرکت اینترا به لایه ها و زیر لایه هایى تقسیم گردیده است. از انجا که این تقسیم بندى مخزنى تا حد زیادى بر لیتولوژى لایه ها استوار گردیده و بر تقسیم بندى قلى پور ( Cholipour , 1989) نیز منطبق مى باشد (تقسیم بندى قلى پور شامل زیرلایه ها نمى گردد) در اینجا این تقسیم نبدى مبناى کار قرار گرفته است. خصوصیات لیتولوژى و عمق شروع این لایه ها در چاه مورد مطالعه در جدول 1 ارائه شده است. لاگهایى که در این مطالعه مورد بررسى قرار گرفته اند، چهار لاگ بسیاررایج LDL, CGR Sonic, و GR مى باشند. کاربرد فراوان این مجموعه لاگ باعث گردیده تا در اکثر چاههاى نفتى رانده شوند. به منظور نشان دادن درجه اطمینان (reliability) این روش ، از لاگهاى لیتولوژى استفاده گردیده تا رخساره هاى به دست آمده توسط این روش با رخساره هاى اینترا انطباق داشته باشند. کلیه لاگها در فواصل 15 سانتى مترى قرائت شده و جهت همسان سازى داده ها براى پردازش ، میانگین داده هاى یک لاگ از هر قرائت کسر گردیده و حاصل بر انحراف معیار داده ها بخش گردیده است.
Z=(V-mean (V))std(V)
که در آن V: ستون قرائتهاى یک لاگ
std: انحراف از معیار
در مرحله بعد داده ها مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفته اند. لانگهاى مورد استفاده ، تقسیم بندى رخساره اى و نمودار دندروگرام متناظر در شکل 1 نشان داده شده است. در دندروگرام حاصله هر چه که از چپ به راست حرکت کنیم، شاهد کاهش تعداد خوشه ها و به عبارت دیگر ، رخساره ها خواهیم بود. نمودار افقى نشان دهنده فاصله و محور قائم، نشان دهنده عمق مى باشد . از انجا که در هر زمان تنها تعداد معینى از خوشه ها مورد نظر ما مى باشند، در قسمتى از دندروگرام، این نمودار بریده مى شود. این حد را فاصله بریدگى ( Cutoff) مى نامند درشکل فوق ، این مقدار مساوى 8/0 قرار داد شده است در این حد بریدگى ، در آسمارى میانى و بالایى (بالاتر از زیر لایه 10/4 ) تعداد 11 رخساره لاگ تعریف گردیده است که 8 عدد از این رخساره ها دقیقاً بر مرزهاى رخساره هاى اینترا منطبق است. در نتیجه 3 رخساره جدید بر آنها افزوده شده است که با توجه به کلى بودن تقسیم بندى اینترا و تنوع لیتولوژیکى در داخل هر زون ، طبیعى است که استفاده از این روش با دقت بالاتر ، منجر به بیشتر شدن تعداد رخساره ها گردد. علت به وجود امدن این رخساره ها ، تقسیم بندى دقیقتر بازه ها و تصحیحات لازم، از موارد تحت بررسى میباشد.

 

 

 هرگاه حد بریدگى را کمتر کنیم، شاهد خواهیم بود که کلیه مرزهاى لیتولوژیکى بر مرزهاى رخساره هاى لاگ منطبق هستند. اما تعداد رخساره هاى لاگ افزایش مى یابد که این امر با توجه به تنوع لیتولوژیکى در زونهاى اینترا، دقت بالاى این داده ها را نشان مى دهد. با توجه به اینکه چاه مورد مطالعه داراى ستونکامل مغزه ازسازند اسمارى است و مى توان دندروگرامرا به راحتى با مرزهاى لیتولوژیکى منطبق ساخت، بهترین حد بریدگى براى این سازند در این میدان براى تطابق با تقسیم بندى اینترا ، عدد 8/0 مى باشد. از انجا که تقسیمات جزئى تر در بخش آسمارى زیرین بجز دربازه 80/40 صورت نگرفته و از آنجا که حاصل این نوع پردازش تعیین دقیق تغییرات برحسب داده هایلاگهاى ورودى مى باشد، لذا تعداد رخساره هاى تعیین شده توسط این روش در آسمارى پایینى در حد چشمگیرى بیشتر از تعداد رخساره هاى لیتولوژیکى مى باشد. جهت بررسى دقیقتر رخساره هاى تعیین شده ،آسمارى پایینى با حد بریدگى کمترى مورد بررسى قرار گرفت (شکل 3). در این حد بریدگى در آسمارى پایینى ، 14 رخساره لاگ از یکدیگر تفکیک گردید. این رخساره ها از F1 تا F12 نام گذارى شده و دو رخساره لیتولوژیکى توصیف شده توسط اینترا در بازه هاى 80/40 و 60/50 به دلیل آنکه به واحدهاى کوچکترى تقسیم نشدند، با نام خود ذکر شدند. دقت شگفت انگیز این نوع از پردازش در تعیین رخساره ها در اینجا به خوبى نمایان مى شود. خصوصیات این رخساره ها در جدول 2 ذکر شده است.