Charakterystyka utworów czerwonego spągowca w aspekcie badań rentgenowskiej mikrotomografii komputerowej i mikroskopii optycznej

• Autorzy: Dohnalik Marek , Ziemianin Konrad

Identyfikatory

DOI

10.18668/NG.2020.11.01

Warianty tytułu

EN

Characteristics of Rotliegend sediments in view of X-ray microtomohraphy and optical microscopy investigations

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Artykuł prezentuje wyniki analiz mikrotomograficznych oraz petrograficznych piaskowców czerwonego spągowca pobranych z materiału rdzeniowego z otworów wiertniczych zlokalizowanych na obszarze monokliny przedsudeckiej, w jej części środkowej iźpółnocnej, oraz na granicy monokliny przedsudeckiej i synklinorium mogileńsko-łódzkiego. Do badań wytypowano 3 rejony: Czarna Wieś–Parzęczewo (19 próbek), Środa Wielkopolska–Kromolice (21 próbek) oraz Siekierki–Miłosław (21 próbek). Celem przeprowadzonych badań petrologicznych oraz mikrotomograficznych było zbadanie, w jaki sposób odmienne właściwości zbiornikowe piaskowców znajdą odzwierciedlenie w wynikach zastosowanych metod. Wykazano zdecydowane zróżnicowanie pomiędzy próbkami z rejonu Środa Wielkopolska–Kromolice a pozostałymi przebadanymi obszarami. Dla wspomnianego obszaru otrzymano najwyższą średnią wartość porowatości efektywnej, najwyższy średni udział podsystemów zaliczanych do VII klasy objętości porów, trzykrotnie większą średnią wartość współczynnika porowatości CT oraz największą długość średniej cięciwy. Również pod kątem petrograficznym (skład szkieletu ziarnowego, typ cementu) jest to region, gdzie zaznaczają się wyraźne różnice, zwłaszcza w porównaniu z rejonem Czarna Wieś–Parzęczewo. Na podstawie uzyskanych wyników możliwe było uszeregowanie przebadanych rejonów pod kątem własności zbiornikowych – od najgorszych (Czarna Wieś–Parzęczewo) do najlepszych (Środa Wielkopolska–Kromolice). Wyciągnięte wnioski znajdują także potwierdzenie w innych analizach petrofizycznych (np. porozymetria rtęciowa, analizy przepuszczalności). Połączenie otrzymanych wyników mikrotomograficznych i petrograficznych pozwoliło na uzyskanie pełnej charakterystyki badanych próbek – zarówno pod kątem składu mineralogicznego szkieletu ziarnowego, jak też wykształcenia przestrzeni porowej. Dane te, zwłaszcza w połączeniu z wynikami analizy gęstości i porowatości metodami piknometrii helowej oraz porozymetrii rtęciowej, otwierają szereg możliwości przeprowadzenia różnego typu modelowań (porowatość, przepuszczalność) zarówno w skali samej próbki, jak też w skali otworu lub nawet całego basenu, co ma kluczowe znaczenie dla tworzenia strategii poszukiwań złóż węglowodorów.

EN

The article presents the results of microtomographic and petrographic investigations of Rotliegend sandstones collected from core material from wells located in the area of the Fore-Sudetic Monocline in its central and northern parts and also on the border of the Fore-Sudetic Monocline and the Mogilno - Łódź Synclinorium. Three areas were selected for the study: Czarna Wieś–Parzęczewo (19 samples), Środa Wielkopolska–Kromolice (21 samples) and Siekierki–Miłosław (21 samples). The aim of the petrologic and microtomographic studies was to investigate how the different reservoir properties of sandstones will be reflected in the results of the methods used. Strong differences between samples from the region of Środa Wielkopolska–Kromolice and the other studied areas have been demonstrated. In the case of this area several key factors were noticed: the highest average value of effective porosity; the highest average content of pores belonging to class VII (pore volume subsystem classification); three times higher average value of the CT porosity coefficient and the largest length of the average chord. Also in terms of petrography (composition of grains, cement type) it is a region where major differences, especially compared to the region of Czarna Wieś–Parzęczewo, can be seen. Based on the obtained results, it was possible to rank the examined regions in terms of their reservoir properties – from the worst (Czarna Wieś–Parzęczewo) to the best (Środa Wielkopolska–Kromolice). These conclusions are also confirmed by other petrophysical analyses (eg. mercury porosimetry, permeability analysis). Combination of the obtained microtomographic and petrographic results allowed to obtain a full characterization of the investigated samples – both in terms of the mineralogical composition of grains, as well as the development of the pore space. These data, especially in combination with the results of density and porosity analyses (helium pycnometry and mercury porosimetry), open up a number of possibilities to carry out different types of modeling (porosity, permeability) both on the scale of the sample itself, as well as the scale of a single well or even the whole basin, which is crucial for creating a hydrocarbon exploration strategy.

Słowa kluczowe

PL

czerwony spągowiec; mikrotomografia; petrografia; własności zbiornikowe

EN

Rotliegend; microtomography; petrography; reservoir properties

• Wydawca: Instytut Nafty i Gazu - Państwowy Instytut Badawczy
• Czasopismo: Nafta-Gaz
• Rocznik: 2020
• Tom: R. 76, nr 11
• Strony: 765--773
• Opis fizyczny: Bibliogr. 16 poz.

Twórcy

autor

Dohnalik Marek

• Instytut Nafty i Gazu – Państwowy Instytut Badawczy

autor

Ziemianin Konrad

• Instytut Nafty i Gazu – Państwowy Instytut Badawczy

Bibliografia

• Buniak A., Kiersnowski H., Kuberska M., 2008. Perspektywy poszukiwań złóż gazu ziemnego w piaskowcach czerwonego spągowca o słabych właściwościach zbiornikowych w strefie Poznań-Konin-Kalisz. [W:] IV Krajowy Zjazd Branży Górnictwa Naftowego. Materiały konferencyjne. Łagów Lubuski, 11–13.09.2008: 125–138. PGNiG SA w Warszawie, Oddział w Zielonej Górze.
• 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.
• Dohnalik M., 2014. Zwiększenie możliwości wyznaczania parametrów zbiornikowych skał z wykorzystaniem rentgenowskiej mikrotomografii komputerowej. Prace Naukowe Instytutu Nafty i Gazu – PIB, 193: 1–162.
• Dohnalik M., Jarzyna J., 2015. Determination of reservoir properties through the use of computed X-ray microtomography – eolian sandstone examples. Geology, Geophysics & Environment, 41(3): 233–248. DOI: 10.7494/geol.2015.41.3.223.
• Dohnalik M., Zalewska J., 2013. Korelacja wyników badań laboratoryjnych uzyskanych metodą rentgenowskiej mikrotomografii, jądrowego rezonansu magnetycznego i porozymetrii rtęciowej. Nafta-Gaz, 10, 735–743.
• Kiersnowski H., 1997. Depositional development of the Polish Upper Rotliegend Basin and evolution of its sediment source areas. Geological Quarterly, 41(4): 433–456.
• 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.
• Lundegard P.D., 1992. Sandstone porosity loss – A „big picture” view of the importance of compaction. Jour. Sed. Petrol., 62: 250–260.
• Młynarczuk M., 2004. Zastosowanie automatycznej analizy obrazów w pomiarach struktur skał. Geotechnika i budownictwo specjalne. [W:] XXVII Zimowa Szkoła Mechaniki Górotworu, Zakopane 14–19.03.2004, KGBiG AGH, Kraków: 305–318.
• Osher J., Schladitz K., 2009. 3D Images of Material Structures. Wiley-Vch Verlag GmbH & Co. KGaA.
• Pettijohn F.J., Potter E., Siever R., 1987. Sand and Sandstone. Springer-Verlag, New York: 1–553.
• Toriwaki J., Yonekura T., 2002. Euler Number and Connectivity Indexes of a Three Dimensional Digital Picture. Forma, 17: 183–209.
• Urbaniec A., Drabik K., Dohnalik M., 2018. Selected features of carbonate rocks based on the X-ray computed tomography method (CT). Nafta-Gaz, 3: 183–192. DOI: 10.18668/NG.2018.03.01.
• Vogel H.-J., 2002. Morphology of Condensed Matter, Physics and Geometry of Spatially Complex Systems. [W:] Mecke K., Stoyan D. (eds): Topological Characterization of Porous Media. Springer-Verlag, Berlin, Heidelberg, 75–92.
• Wójcicki A., Kiersnowski H., Dyrka I., Adamczak-Biały T., Becker A., Głuszyński A., Janas M., Kozłowska A., Krzemiński L., Kuberska M., Pacześna J., Podhalańska T., Roman M., Skowroński L., Waksmundzka M.I., 2014. Prognostyczne zasoby gazu ziemnego w wybranych zwięzłych skałach zbiornikowych Polski. Państwowy Instytut Geologiczny – PIB, Warszawa.
• Zalewska J., Kaczmarczyk J., Dohnalik M., Cebulski D., Poszytek A., 2010. Analiza własności zbiornikowych skał węglanowych z wykorzystaniem mikrotomografii rentgenowskiej. Nafta-Gaz, 8: 653–662.

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa Nr 461252 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2020).