Wyznaczanie porowatości ogólnej i parametrów szkieletowych utworów węglanowych na podstawie pomiarów prędkości fal sprężystych i gęstości

• Autorzy: Jarzyna J. , Puskarczyk E. , Ogórek E. , Motyka J.

Identyfikatory

DOI

10.5604/01.3001.0012.7707

Warianty tytułu

EN

Total porosity and matrix parameters of carbonate rocks based on the elastic wave velocity and density measurements

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Badania wykonano w celu wykazania zależności między prędkościami fal sprężystych uzyskanymi w wyniku pomiarów laboratoryjnych a parametrami otrzymanymi w badaniach hydrogeologicznych (porowatością i gęstością objętościową). Pomiary przeprowadzono na 73 próbkach skalnych, pochodzących w większości z poziomów wodonośnych z rejonu Olkusza. Informacja o prędkościach fal sprężystych w połączeniu z parametrami zbiornikowymi (porowatością, współczynnikiem filtracji i gęstością) dostarczyła dodatkowych informacji o badanych skałach. Zestawienie prędkości fali podłużnej P oraz gęstości objętościowej z porowatością otwartą, obliczoną w badaniach hydrogeologicznych, dało informację o zakresie zmian prędkości oraz gęstości szkieletowej w badanych skałach, które następnie wprowadzono do wzorów na obliczenie porowatości ogólnej badanych próbek. Na podstawie prędkości fal sprężystych, zmierzonych na próbkach wyciętych z rdzeni w dwóch prostopadłych kierunkach, wykonano także analizę anizotropii, co pozwoliło zidentyfikować szczeliny w skale. Analiza wyników hydrogeologicznych i petrofizycznych pokazała, że łącząc ze sobą różnorodne parametry można uzyskać dodatkowe informacje o właściwościach zbiornikowych poziomów wodonośnych.

EN

The purpose of the research was to find relationship between elastic waves velocities obtained from lab measurements and parameters from hydrogeological research. Measurements were conducted on 73 rock samples originating mostly from Jurassic limestone of the Olkusz area. Additional information about the rock samples was obtained when the elastic wave velocities were compared with reservoir parameters such as porosity, permeability and density. Plots of elastic waves velocities vs. porosity and bulk density vs. porosity gave information about the range of P wave velocities from the boundary velocity to the values when porosity is equal to zero. Matrix velocity and density values were introduced into the formulas used to calculate porosity. Anisotropy analysis was made on the basis of elastic wave velocities measured on cores cut in two perpendicular directions. This allowed for identification of fractures in rocks. Results showed that by comparing various petrophysical parameters it was possible to get better information about reservoir properties of aquifers.

Słowa kluczowe

PL

ULT-100 P&S Ultrasonic Velocity Measurement; fale sprężyste; obrazy falowe; parametry petrofizyczne; gęstość objętościowa; wapienie jurajskie; Olkusz

EN

ULT-100 P&S Ultrasonic Velocity Measurement; elastic waves; acoustic waveforms; petrophysical parameters; bulk density; Olkusz; Jurassic limestones

• Wydawca: Państwowy Instytut Geologiczny - Państwowy Instytut Badawczy
• Czasopismo: Biuletyn Państwowego Instytutu Geologicznego
• Rocznik: 2018
• Tom: nr 473
• Strony: 13--25
• Opis fizyczny: Bibliogr. 16 poz., tab., wykr., zdj.

Twórcy

autor

Jarzyna J.

• AGH Akademia Górniczo-Hutnicza w Krakowie, Wydział Geologii, Geofizyki i Ochrony Środowiska, al. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków

autor

Puskarczyk E.

• AGH Akademia Górniczo-Hutnicza w Krakowie, Wydział Geologii, Geofizyki i Ochrony Środowiska, al. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków

autor

Ogórek E.

• AGH Akademia Górniczo-Hutnicza w Krakowie, Wydział Geologii, Geofizyki i Ochrony Środowiska, al. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków

autor

Motyka J.

• AGH Akademia Górniczo-Hutnicza w Krakowie, Wydział Geologii, Geofizyki i Ochrony Środowiska, al. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków

Bibliografia

• 1. CATS, 1994–2004 – Ultrasonics 1.95. User’s Guide and Reference. Geotechnical Consulting & Testing Systems, United States.
• 2. CHOQUETTE P.W., PRAY L.C., 1970 – Geologic nomenclature and classification of porosity in sedimentary carbonates. Bull. Am. Assoc. Petrol. Geol., 54, 2: 207–250.
• 3. BIPM, IEC, IFCC, ISO, IUPAC, IUPAP, OIML, 1999 – Wyrażanie niepewności pomiaru. Przewodnik. Główny Urząd Miar, Warszawa.
• 4. JARZYNA J., BAŁA M., ZORSKI T., 1999 – Metody geofizyki otworowej: pomiary i interpretacja. Wydaw. Nauk.-Dydakt. AGH, Kraków.
• 5. JUŚKO K., MOTYKA J., POSTAWA A., 2015 – Porowatość matrycy wapieni i margli jury górnej w rejonie Olkusza. Prz. Geol., 63, 10–1: 801–804.
• 6. MOTYKA J., WILK Z., 1976 – Pionowe zróżnicowanie wodoprzepuszczalności węglanowych skał triasowych w świetle statystycznej analizy wyników próbnych pompowań (monoklina śląsko-krakowska). Kwart. Geol., 20, 2: 381–399.
• 7. MOTYKA J., 1998 – A conceptual model of hydraulic networks in carbonate rocks, illustrated by examples from Poland. Hydrogeol. J., 6, 4: 469–482.
• 8. MOTYKA J., PULDO-BOSCH A., BORCZAK S., GISBERT J., 1998 – Matrix hydrogeological properties of Devonian carbonate rocks of Olkusz (Southern Poland). J. Hydrol., 211: 140–150.
• 9. OGÓREK E., 2017 – Pomiary prędkości fal sprężystych na wybranych próbkach skał i interpretacja wyników w połączeniu z innymi parametrami petrofizycznymi. Bibl. WGGiOŚ AGH, Kraków [pr. magister.].
• 10. PLEWA M., PLEWA S., 1992 – Petrofizyka. Wydaw. Geol., Warszawa.
• 11. SCHÖN J., 2015 – Physical properties of rocks. Fundamentals and principles of petrophysics. Second edition. Elsevier, Austria.
• 12. STAŚKO S., 1992 – Wody podziemne w węglanowych utworach triasu opolskiego. Pr. Geol.-Miner. UWr, 32: 1–74.
• 13. TIAB D., DONALDSON E., 1996 – Petrophysics: Theory and Practice of Measuring Reservoir Rocks and Fluid Transport Properties. Gulf Publishing Company, Houston, Texas.
• 14. WILK Z., MOTYKA J., BORCZAK S., MAKOWSKI Z., 1985 – Własności mikrohydrauliczne utworów wapienia muszlowego i retu południowej części Monokliny Śląsko-Krakowskiej. Ann. Soc. Geol. Pol., 55, 3/4: 485–508.
• 15. WYLLIE M.R., GREGORY R.J., GARDNER H.F., 1956 – Elastic waves velocities in heterogeneous and porous media. Geophysics, 21, 1: 41–70.
• 16. ŻUREK A., CZOP M., MOTYKA J., 2010 – Azotany w wodach jurajskiego piętra wodonośnego w rejonie Olkusza. Geol. AGH, 36, 1: 109–134.

Uwagi

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2019)