DYNAMIC YOUNG MODULUS VARIATION THROUGH A TURBIDITIC SEDIMENTARY INTERVAL

Abstract

ABSTRACT. In reservoir development, the integration of results from distinct disciplines aims at increasing oil and gas production. In this context, geoscientistsand engineers rely mainly on the records from geophysical well logging for controlling the spatial and depth variation of petrophysical properties of the formations.In this paper, we use geophysical well logging data through the turbiditic Namorado reservoir in Campos basin for calculating the spatial and depth variation of theisotropic Young modulus. The reservoir formation is mainly formed by subhorizontal thin layers of sandstones and shales. Such structural feature of the reservoircorroborated for approximating the sedimentary interval to a vertically transverse isotropic (VTI) medium using the Backus-averaging technique. We then calculated thecorrespondent Young moduli, in order to construct depth maps showing the spatial variation of VTI Young moduli in the reservoir formation. In the construction of themaps along depths selected a priori, an interpolation process was applied, which incorporates an inverse-distance square-weighted interpolator into a "search radiusscheme". We evaluated the uncertainties in the interpolated maps by calculating statistical measures, revealing the robustness of the inverse-distance square weightedinterpolator coupled to the proposed "search radius scheme". For a selected depth, the resulting maps for the isotropic Young modulus show higher magnitudes ifcompared to the magnitudes of the VTI Young moduli (i.e., perpendicular and parallel) maps. This result confirms previous works which point out the importance ofincorporating anisotropy in geomechanical studies, particularly in the analysis of in situ stresses in which use of elastic moduli is crucial. On the other hand, comparingthe VTI Young moduli depth maps reveals that, in the Namorado reservoir, anisotropy induced by thin layers has weak influence on the calculation of Young modulus.

Keywords: geophysical well logs, effective VTI elastic stiffnesses, Backus averaging, dynamic Young modulus, spatial interpolation, Namorado reservoir.

RESUMO. No desenvolvimento de reservatórios, a integração de resultados de diversas disciplinas visa ao aumento da produção de óleo e gás. Nesse contexto,geocientistas e engenheiros contam principalmente com os registros de perfilagem geofísica de poços para controlar as variações espacial e em profundidade daspropriedades petrofísicas das formações. Nesse artigo, usamos dados de perfilagem geofísica através do reservatório turbidítico de Namorado na bacia de Campospara calcular as variações espacial e em profundidade do módulo de Young isotrópico. A formação onde o reservatório se insere é composta principalmente porcamadas sub-horizontais delgadas de arenitos e folhelhos. Tal feição estrutural do reservatório corroborou para aproximar o intervalo sedimentar a um meio transversalmenteisotrópico vertical (TIV) usando a técnica de Backus. Calculamos então os módulos de Young correspondentes, a fim de construir mapas representativosda variação espacial dos módulos de Young TIV através da formação do reservatório. Na construção dos mapas ao longo das profundidades selecionadas a priori, aplicamos um processo de interpolação que incorpora um interpolador de distância inversa com pesos quadráticos num "esquema de raio de procura". Avaliamos asincertezas nos mapas interpolados através do cálculo de medidas estatísticas, revelando a robustez do interpolador de distância inversa com pesos quadráticos acopladoao "esquema de raio de procura" proposto. Para uma profundidade selecionada, os mapas resultantes para o módulo de Young isotrópico mostram magnitudes maioresse comparadas às magnitudes dos mapas para o módulo de Young TIV (i.e., perpendicular e paralelo). Esse resultado confirma trabalhos anteriores que salientam aimportância de incorporar a anisotropia em estudos geomecânicos, particularmente em análise de tensões in situ onde o uso de módulos elásticos é crucial. Por outrolado, a comparação dos mapas em profundidade para os módulos de Young TIV revela que, no reservatório Namorado, a anisotropia induzida por camadas delgadastem fraca influência no cálculo do módulo de Young.

Palavras-chave: perfis geofísicos de poços, rigidezas elásticas efetivas para meio TIV, média de Backus, módulo de Young dinâmico, interpolação espacial, reservatório Namorado.