Structural and fracture analysis using EMI and FMI image Log in the carbonate Asmari reservoir (Oligo-Miocene), SW Iran

Document Type : Research Paper


1 Department Geology, Chamran, University, Ahvaz, Iran

2 National South Iranian Oil Company (NISOC), Studies office, Ahvaz, Iran


Assessment of the reservoir structure and determination of theinsitu stress direction arenecessary in oil production optimization and
field development. Today, the application of reservoir software and Image logsplay a central role in resolving this problem. Electric
and ultrasonic imaging tools record vast amounts of high-resolution data within the borehole wall. This enables the geoscientists to
describe in detailthe structuralfracture networksvery essential for stratigraphic and structural analysis and improved reservoir
characterization. A Six Arm Electrical Borehole Imaging (EMI) tool has recently been developed. This tool represents further
advancement in the evolution of electric borehole imaging. The electrode arrays mounted on six independent arms provide excellent
pad contact and produce very high resolution images for stratigraphic and structural analysis. Furthermore,the results of this study
indicate that EMI is a powerful technique for identifying thedominant porosity and defining the relationship between fractures and
permeability. In this study, data from two wells(well No.3 with FMI and well No.6 EMI image log) were utilized. The results of the
Velocity Deviation Log and images indicate that the production in the Asmari reservoir of this field is a combination of fractures and
rock matrix. Besides, the fractures and porous zones have effectively impacted the reservoir rock properties so that two general patterns
of tectonic fractures associated with longitudinal and diagonal wrinklingcan be identified. Longitudinal patterns are the dominant ones
and often form the open fractures. They are mainly oriented in the N45-90W direction and are chiefly observed in the upper Asmari
zones.Induced fractures and breakouts have been observed in the two wells, indicating a maximum horizontal stress orientation of
65°N in well No.6 and 295°N in well No.3. The stress direction in the western section of this oil field is therefore different from the
eastern one and does not follow the general Zagros trend.


Article Title [فارسی]

تحلیل ساختمانی و شکستگی های مخزن اسماری (الیگو-میوسن) با استفاده از نمودار تصویرگر EMI و ابزار FMI

Authors [فارسی]

  • قاسم عقلی 1
  • هاشم فردین 2
  • روح انگیز محمدیان 2
  • قاسم ساعدی 2
1 گروه زمین شناسی، دانشگاه شهید چمران، دانشکده علوم پایه، بخش زمین شناسی، اهواز، ایران
2 شرکت ملی مناطق نفت خیز جنوب، اداره مطالعات، اهواز، ایران
Abstract [فارسی]

در تحلیل ساختاری میادین نفتى، مطالعه شیب ساختاری و تعیین تنش‌های درجای مخزن در مراحل حفاری و توسعه میدان بسیار مهم و ضروری است. امروزه به کارگیری ابزارهای تصویرگر و نرم افزارهاى مخزنى در تحقق این مسئله به زمین شناسان نفتی کمک شایانی می‌نماید. ابزارهای تصویرگر الکتریکی و صوتی اطلاعات زیادی از دیواره چاه را ثبت می کنند که این موضوع به متخصصین اجازه می دهد تا سیستم شکستگی چاه را توصیف کنند. ابزار EMI که در سال های اخیر گسترش یافته است دارای توانایی‌هایی می‌باشد که آن را از سایر ابزار‌های تصویرگر متمایز می‌کند. از جمله این توانایی‌ها می‌توان به عمق نفوذ بالای این ابزار نسبت به سایر ابزار‌های تصویرگر و مستقل بودن هر یک از بازو‌ها اشاره کرد. این ابزار علاوه بر مطالعات ساختمانی برای مطالعات چینه شناسی نیز بسیار کاربردی می باشد. در این مطالعه دو چاه که یکی دارای ابزار تصویرگر EMI و دیگری ابزار FMI بودند مورد مطالعه قرار گرفتند. به طور کلی تولید در مخزن آسماری این میدان، تلفیقی از شکستگی‌ها و ماتریکس سنگ است. در این مخزن شکستگی‌ها و زون‌های متخلخل تأثیر فراوانی بر خصوصیات سنگ مخزن داشته‌اند به نحوی که دو الگوی کلى شکستگی تکتونیکی مرتبط با چین خوردگى از نوع طولی و مورب و همچنین انواع شکستگی مرتبط با گسل خوردگی در این مخزن دیده می‌شود. در میان آن‌ها الگوی طولی، غالبترین نوع محسوب شده و اغلب شکستگی‌های باز را تشکیل می‌دهند. امتداد کلی آن‌ها N45-90W بوده و بیشتر در زون‌های بالایی سازند آسماری مشاهده می‌شوند. شکستگی های القایی و ریزش دیواره در هر دو چاه مشاهده گردید که بر اساس آن ها تنش اصلی 65°N در چاه 6 و 295°N در چاه 3 تعیین گردید.

Keywords [فارسی]

  • شکستگی ها
  • گسل بالارود
  • نمودارهای تصویرگر
Aghli, G., 2013. Fracture analysis of Asmari reservoir in Balarud oil field using the image logs. Mc.S. thesis. Shahid
Chamran University, Ahvaz, Iran, 166 pp.
Ahmadhadi, F., Daniel, J., Azzizadeh, M., and Lacombe, O., 2007. Evidence for pre-folding vein development in the
Oligo-Miocene Asmari Formation in the Central Zagros Fold Belt, Iran. Tectonics, 1–22.
Alavi, M., 2004. Regional stratigraphy of the Zagros fold-thrust belt of Iran and its proforeland evolution. American
Journal of Science, 304 (1 ): 1- 20.
Alavi, M. (2007). Structures of the Zagros fold-thrust belt in Iran. American Journal of Science , 307 (9 ): 1064–1095.
Anselmetti, F.S., Eberli G.P.,1999. The Velocity Deviation Log; A Tool to Predict Pore Type Permeability Trends in
Carbonate Drill Holes From Sonics And Porosity or Density Logs, AAPG Bulletin, 83(3): 450-466
TECHNIQUES. Geoscience Canada; 23- 2
Berberian, M., King, G.C.P., 1981. Towards a paleogeography and tectonic evolution of Iran, Can. J. Earth Sci. 18: 210–
Darling, T., 2005. Well Logging and Formation Evaluation Elsevier Science. 336 p..
DeMets, C., Gordon, R.G. Argus, D.F., 2010. Geologically current plate motions. Geophys. J. Int. 181: 1–80.
Gholipour, A. M., 1998. Patterns and structural positions of productive fractures in the Asmari Reservoirs, Southwest
Iran. Journal of Canadian Petroleum Technology, 37(1): 44- 50.
Halliburton. 1996. Electrical Micro Imaging Service (Sales Kit). 71 pp.
Khoshbakht, F., Memarian, H., Mohammadnia, M., 2009. Comparison of Asmari, Pabdeh and Gurpi formation’s
fractures, derived from image log. Journal of Petroleum Science and Engineering, 67(1-2): 65–74.
McQuillan, H. (1973). Small-scale fracture density in Asmari formation of southwest Iran and its relation to bed thickness
and structural setting. AAPG Bulletin, 57: 2367–2385.
McQuillan, H. 1974. Fracture patterns on Kuh-e Asmari Anticline, Southwest Iran. AAPG Bulletin, 58(2): 236- 246.
Mohebbi, A., Haghighi, M., Sahimi, M. 2007. Conventional logs for fracture detection and characterization in one of the
Iranian field. In International Petroleum Technology Conference, 4-6 December, Dubai, U.A.E. Dubai: International
Petroleum Technology Conference.
Rajabi, M., Sherkati, S., Bohloli, B., Tingay, M., 2010. Subsurface fracture analysis and determination of in-situ stress
direction using FMI logs: An example from the Santonian carbonates (Ilam Formation) in the Abadan Plain, Iran.
Tectonophysics, 492(1-4): 192- 200.
Rezaee, M. R., Chehrazi, A. 2005. Fundamentals of Well Log Interpretation (First Edit., p. 699). Tehran: University of
Tehran (in Persian).
Rezaie, A. H., Nogole-Sadat, M. A., 2004. Fracture Modeling in Asmari Reservoir of Rag-e Sefid Oil-Field by using
Multiwell Image Log (FMS/FMI). Iranian International Journal of Science, 5(1): 107–121.
Ricou, L.E., 1974. L'évolution géologique de la région de Neyriz (Zagros iranien) et l'évolution structurale des zagrides,
Thèse. Université d'Orsay, France.
Rider, H., 1996. The Geological Interpretation of Well Logs. Gulf Publishing.
Roehl, P.O., Choquette, P. W. 1985. Carbonate Petroleum Reservoirs. Springer-Verlag. 622 pp.
Saedi, G., 2010. Fracture analysis of Asmari reservoir in Lali oil field using the FMI image log. Mc.S. thesis.Shahid
Chamran University, Ahvaz, Iran. 190 pp.
Sahabi, F. 2010. Study of Balarud rivers fault and its roles on the area structural. 6th International Conference on
Seismology and Earthquake Engineering. SEE6/ /IIEES, (In Persian).
Sepher, M, Cosgrove, J, 2005. The role of the Kazerun Fault Zone in the formation and deformation of the Zagros Fold–
Thrust Belt, Iran.Tectonics, 24
Schlumberger (1994). FMI Fullbore Formation MicroImager. Houston: Schlumberger Educational Services.
Schlumberger (2003). Using borehole imagery to reveal key reservoir features. In Reservoir Optimization Conference.
Tehran, Iran.
Schlumberger (2005). GeoFrame 4.2, BorView User’s Guide. Schlumberger Ltd.
Serra, O. (1989). Formation MicroScanner image interpretation (p. 117). Schlumberger Educational Services.
Serra, O., Serra, L., 2004. Well Logging: Data Acquisition and Applications (p. 674). Editions Technip. Retrieved from
Stocklin, J., (1968). Structural history and tectonics of Iran: a review. AAPG Bull. 52: 1229- 1258.
Tingay, M., Müller, B., Reinecker, J., Heidbach, O., Wenzel, F., & Flecknstein, P., 2005. Understanding tectonic stress in
the oil patch; the World Stress Map Project. Leading Edge, 24(12): 1276- 1282.
182 Aghli et al. Geopersia, 4 (2), 2014
Tingay, M., Reinecker, J., Müller, B., 2008. Borehole breakout and drilling-induced fracture analysis from image logs.
World Stress Map Project.
Tokhmechi, B. (2009). Identification and categorization of joints using data fusion approach, emphasizing on Asmari
Formation. University of Tehran. 155pp.
Ye, S., Rabiller, P., 1998. Automated fracture detection on high resolution resistivity borehole imagery. In SPE annual
technical conference and exhibition 777–784 pp.