Determination of reservoir properties through the use of computed X-ray microtomography – eolian sandstone examples

• Autorzy: Dohnalik M. , Jarzyna J.

Identyfikatory

DOI

10.7494/geol.2015.41.3.223

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The possibility of examining rock pore structure by the means of computed X-ray microtomography was presented. Parameters characterizing the pore structure, such as: porosity and coefficient of homogeneity of pore structure by local porosity examination, box counting dimension, mean chord length, normalized Euler number, as well as coordination number were all determined through pore structure image analyses. Complementary methods, such as helium pycnometry, mercury injection capillary pressure and NMR were used to determine the porosity along with other factors to make the comparison and determine mutual relationships between petrophysical properties obtained from various sources. The study covered the Rotliegend sandstones of eolian origin. Laboratory investigation of the reservoir properties was focused on three areas, according to their geological regions, where the Rotliegend sediments showed changeability in geological features and reservoir properties. Computed X-ray microtomography showed differentiation between the investigated areas, with respect to their pore structure and porosity development. This differentiation was confirmed by means of other applied laboratory methods.

Słowa kluczowe

EN

reservoir rocks; petrophysical properties; Rotliegend sandstones

• Wydawca: Wydawnictwa AGH
• Czasopismo: Geology, Geophysics and Environment
• Rocznik: 2015
• Tom: Vol. 41, no. 3
• Strony: 223--248
• Opis fizyczny: Bibliogr. 38 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Dohnalik M.

• Oil and Gas Institute – National Research Institute; ul. Lubicz 25a, 31-503 Krakow, Poland

autor

Jarzyna J.

• AGH University of Science and Technology, Faculty of Geology, Geophysics and Environment Protection, Department of Geophysics; al. A. Mickiewicza 30, 30-059 Krakow, Poland

Bibliografia

• 1. Akkurt R., Vinegar H.J., Tutunjian P.N. & Guillory A.J., 1995. NMR logging of natural gas reservoirs. Transactions of the SPWLA 36th Annual Logging Symposium , 26–29 June 1995, Paris, France, paper N, Society of Professional Well Log Analysts.
• 2. Aksamitowska A., 2003. Środowiska sedymentacji i rozwój depozycji osadów górnego czerwonego spągowca w rejonie Poznania. Przegląd Geologiczny, 51, 2, 168–174.
• 3. Buniak A. & Mikołajewski Z., 1997. Środowiska depozycyjne, petrografia i diageneza osadów czerwonego spągowca w rejonie Poznania . Geologos, 2, 201–214.
• 4. Buniak A., Kiersnowski H. & Kuberska M., 2008a. Perspektywy poszukiwań złóż gazu ziemnego w piaskowcach czerwonego spągowca o słabych właściwościach zbiornikowych w strefie Poznań-Konin-Kalisz. IV Krajowy Zjazd Branży Górnictwa Naftowego, Materiały konferencyjne, Łagów Lubuski, 11–13.09.2008, 125–138.
• 5. Buniak A., Kwolek K., Kiersnowski H. & Kuberska M., 2008b. Perspektywy odkrycia złóż gazu ziemnego (typu tight gas) w piaskowcach eolicznych w basenie górnego czerwonego spągowca. Międzynarodowa Konferencja Naukowo-Techniczna Geopetrol 2008 nt. Nauka, technika i technologia w rozwoju poszukiwań i wydobycia węglowodorów w warunkach lądowych i morskich. Zakopane, 15–18.09.2008, series: Prace Instytutu Nafty i Gazu, 150, Instytut Nafty i Gazu, Kraków, 61–66.
• 6. Buniak A., Kuberska M. & Kiersnowski H., 2009. Petrograficzno-petrofizyczna charakterystyka piaskowców eolicznych strefy Siekierki-Winna Góra (koło Poznania) w aspekcie poszukiwań złóż gazu zamkniętego w osadach czerwonego spągowca. Przegląd Geologiczny, 57, 4, 328–334.
• 7. Cnudde V., 2005. Exploring the potential of X-ray tomography as a new non-destructive research tool in conservation studies of natural building stones. IWT-Vlaanderen, Belgium.
• 8. Coates G.R., Lizhi X. & Prammer M.G., 1999. NMR logging. Principles and Interpretation. Halliburton Energy Service, Huston, Texas.
• 9. Dohnalik M. & Zalewska J., 2008. Zastosowanie mikrotomografii rentgenowskiej do rozwiązywania zagadnień geologicznych i geofizycznych. Instytut Nafty i Gazu – Państwowy Instytut Badawczy, Kraków, nr DK-4100-15/08 [research and development work].
• 10. Dohnalik M., Zalewska J. & Kaczmarczyk J., 2009. Ilościowa analiza parametrów wewnętrznej struktury porowej skał metodą rentgenowskiej mikrotomografii komputerowej. Instytut Nafty i Gazu – Państwowy Instytut Badawczy, Kraków [research and development work].
• 11. Dong H., Fjeldstad S., Alberts L., Roth S., Bakke S. & Øren P.-E., 2008. Pore network modelling on carbonate: a comparative study of different micro-CT Network extraction methods. International Symposium of the Society of Core Analysts Abu Dhabi, UAE 29 October-2 November, 2008 .
• 12. Fisher R., Perkins S., Walker A. and Wolfart E., 2003: A to Z of Image Processing Concepts, pixel connectivity. [on -line:] http://homepages.inf.ed.ac.uk/rbf/HIPR2/glossa ry.htm [access: September 2011].
• 13. Golab A., Ward Colin R., Permana A., Lennox P. & Botha P., 2013. High-resolution three-dimensional imaging of coal using microfocus X-ray computed tomography, with special reference to modes of mineral occurrence. International Journal of Coal Geology, 113, 97–108.
• 14. Karnkowski P.H., 1999. Wprowadzenie do konferencji pt. Polski basen czerwonego spągowca – geologia i złoża gazu ziemnego. Przegląd Geologiczny, 47, 5, 461–470.
• 15. Kiersnowski H., 1997. Depositional development of the Polish Upper Rotliegend Basin and evolution of its sediment source areas. Geological Quarterly, 41, 4, 433–456.
• 16. Kiersnowski H., 1998. Architektura depozycyjna basenu czerwonego spągowca w Polsce, Analiza basenów sedymentacyjnych Niżu Polskiego. [i n:] Narkiewicz M. (red.), Analiza basenów sedymentacyjnych Niżu Polskiego, series: Prace Państwowego Instytutu Geologicznego, 165, PIG, Warszawa, 113–128.
• 17. Kiersnowski H., Buniak A., Kuberska M. & Srokowska -Okońska A., 2010. Występowanie gazu ziemnego zamkniętego w piaskowcach czerwonego spągowca Polski. Przegląd Geologiczny, 58, 4, 335–346.
• 18. Klaja J. & Gąsior I., 2010. Ilościowa ocena przestrzeni porowej zajętej wodą związaną w iłach, z wykorzystaniem metody magnetycznego rezonansu jądrowego. Nafta Gaz, 3, 178–188.
• 19. Kwolek K., Solarski T. & Buniak A., 2004. Poszukiwanie pułapek litologicznych w utworach czerwonego spągowca na NE skłonie wału wolsztyńskiego. Nafta Gaz, 9, 406–415.
• 20. Law B.E. & Spencer C.W., 1993. Gas intight reservoirs-anemerging major source of energy. [in:] Howell D.G. (ed.), The Future of Energy Gasses, US Geological Survey, Professional Paper 1570 , 233–252.
• 21. Micromeritics.com, [on-line:] http://www.micromeritics.com/Product-Showcase/AccuPyc-II-1340.aspx [access: September 2012].
• 22. Młynarczuk M., 2004 : Zastosowanie automatycznej analizy obrazów w pomiarach struktur skał. Geotechnika i budownictwo specjalne 2004: XXVII Zimowa Szkoła Mechaniki Górotworu, Zakopane 14–19 marca 2004, KGBiG AGH, Kraków, 305–318, [on-line:] http://www.teberia. pl/bibliografia.php?a=showarticle&ArticleID=11162 [access: May 2010].
• 23. Mutina A. & Bruyndonckx P., 2013. Combined micro-X-ray tomography and micro-X-ray fluorescence study of reservoir rocks: applicability to core analysis. Microscopy and Analysis – Compositional Analysis Supplement, 27, 4, S4–S6.
• 24. Nadeev A., Mikhailov D., Chuvilin E., Koroteev D. & Shako V., 2013. Visualization of clay and frozen substances inside porous rocks using X-ray micro-computed tomography. Microscopy and Analysis – Tomography Supplement, 27, 2, S8–S11.
• 25. Osher J. & Schladitz K., 2009. 3D Images of Material Structures: Processing and Analysis. Wiley-Vch Verlag GmbH & Co. KGaA.
• 26. Peitgen H.-O., Äurgens H.J. & Saupe D., 1995: Fraktale: granice chaosu. Cz. 1. Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa .
• 27. Pokorski J., 1997. Perm dolny (czerwony spągowiec). [in:] Marek S. & Pajchlowa M., Epikontynentalny permi mezozoik w Polsce, series: Prace Państwowego Instytutu Geologicznego, 153, PIG, Warszawa, 35–62.
• 28. Raport z otworów: Czarna Wieś-6, 7, Parzęczewo-1, 2, Parzęczewo-1, Środa Wielkopolska-6, Kromolice-1, 2, Siekierki 3,4, Miłosław 2. Archiwum PGNiG S.A., Warszawa, Polska.
• 29. San Leon Energy, [on-line]: http://www.sanleonenergy.com/ search.aspx?search_string=siekierki&x=0&y=0 [access: July 2014].
• 30. Sato M., Bitter I., Bender M., Kaufnab A. & Nakajima M., 2000. TEASAR: Tree Structure Extraction Algorithm for Accurate and Robust Skeletons. The Eighth Pacific Conference on Computer Graphics and Applications, 2000. Proceedings, Hong Kong, 281–449.
• 31. Straley C., Rossini D., Vinegar H., Tutunjian P. & Morriss C., 1997. Core analysis by low field NMR . The Log Analyst, March-April, 84–94.
• 32. Toriwaki J. & Yonekura T., 2002. Euler Number and Connectivity Indexes of a Three Dimensional Digital Picture. Forma, 17, 183–209.
• 33. Tsakiroglu Ch.D. & Payatakes A.C., 2000. Characterization of the pore structure of reservoir rocks with the aid of serial sectioning analysis, mercury porosimetry and network simulation. Advances in Water Resources, 23, 773–789.
• 34. Vogel H.-J., 2002. Morphology of Condensed Matter, Physics and Geometry of Spatially Complex Systems. [in:] Mecke K. & Stoyan D. (eds), Topological Characterization of Porous Media, Springer-Verlag, Berlin, Heidelberg, 75–92.
• 35. Xiao L., Mao Z. Q., Xiao Z. X. & Zhang C., 2008. A new method to evaluate reservoir pore structure consecutively using NMR and capillary pressure data. SPWLA 49th Annual Logging Symposium, May 25-28, 2008, 1–6
• 36. Yang X., 2005. Three-Dimensional characterization of inherent and induced sand microstructure. Georgia Institute of Technology, USA [Ph.D. thesis].
• 37. Zalewska J., Dohnalik M., Cebulski D., Kowalska S., Klaja J. & Łykowska G., 2009. Trójwymiarowa wizualizacja struktury przestrzeni porowej skał metodą mikrotomografii komputerowej (micro-CT) piaskowców czerwonego spągowca z rejonu Cicha Góra – Czarna Wieś – Parzęczewo . Archiwum Instytutu Nafty i Gazu, Kraków, nr INiG DK-4100-145/08 [research work].
• 38. Ziemianin K., 2012. Archiwum Instytutu Nafty i Gazu, Kraków [unpublished research results performed in the Department of Geology and Geochemistry of Oil and Gas Institute].