Static and dynamic elastic properties, the cause of the difference and conversion methods – case study

• Autorzy: Słota-Valim M.

Identyfikatory

DOI

10.18668/NG2015.11.02

Warianty tytułu

PL

Statyczne i dynamiczne parametry sprężyste, fizyczna przyczyna obserwowanej różnicy i propozycja przeliczenia na przykładzie polskich formacji łupkowych

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

In this study the characteristics of elastic parameters of the lower Paleozoic shale formation is presented. Dynamic elastic properties are calculated based on available seismic data calibrated with elastic properties obtained from well logging. Comparison between dynamic and static elastic properties is conducted and the cause of observed difference is discussed. Finally, methods for conversion of dynamic to static elastic properties is presented. Detailed characterization of the shale formation helps highlight which zones are more susceptible to hydraulic fracturing while conversion of dynamic to static elastic properties is performed for further geomechanical modeling purposes and allow more advanced mechanical analysis of unconventional reservoir object.

PL

Dokładne rozpoznanie cech obiektu złożowego to podstawowy warunek, którego spełnienie owocuje trafnym wyznaczeniem lokalizacji wiercenia, projektem otworu wiertniczego i jego uzbrojeniem, a także planem efektywnych zabiegów udostępniania złoża węglowodorów. Z punktu widzenia eksploracji złóż typu niekonwencjonalnego, które od paru lat stały się tematem intensywnych badań również i w Polsce, spośród wymienionych wyżej etapów rozpoznania obiektu szczególnie istotny jest projekt otworu, a zwłaszcza jego poziomy odcinek oraz plan zabiegów udostępniania złoża. Niejednorodność formacji gazonośnej na horyzontalnym odcinku otworu, wzdłuż którego planowane są zabiegi szczelinowania hydraulicznego, nakazuje dokładne rozpoznanie ośrodka skalnego. Jego brak pociąga za sobą konsekwencje, gdyż niewłaściwe rozmieszczenie poszczególnych sektorów poddawanych kolejno zabiegom szczelinowania może przyczynić się do nachodzenia na siebie stref zczerpania gazu, co z kolei skutkuje niską lub zerową produkcją. W artykule przedstawiono charakterystykę parametrów elastycznych formacji łupkowej dolnego Paleozoiku, która pozwoliła na wytypowanie stref bardziej podatnych na zabieg szczelinowania hydraulicznego.

Słowa kluczowe

EN

shale formation; elastic properties; Young's modulus; Poisson’s ratio; Shear modulus; Bulk modulus; hydraulic fracturing

PL

formacja łupkowa; parametry sprężyste; moduł Younga; współczynnik Poissona; moduł sprężystości poprzecznej; moduł sprężystości objętościowej; szczelinowanie hydrauliczne

• Wydawca: Instytut Nafty i Gazu - Państwowy Instytut Badawczy
• Czasopismo: Nafta-Gaz
• Rocznik: 2015
• Tom: R. 71, nr 11
• Strony: 816--826
• Opis fizyczny: Bibliogr. 14 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Słota-Valim M.

• Department of Geology and Geochemistry Laboratory of Petrophysics Oil and Gas Institute – National Research Institute ul. Lubicz 25 A, 31-503 Kraków

Bibliografia

• [1] Akbar Ali A. H., Brown T., Delgado R., Lee D., Plumb D., Smirnov N., Marsden R., Prado-Velarde E., Ramsey L., Spooner D., Stone T., Stouffer T.: Watching Rocks Change-Mechanical Earth Modeling. Oilfield Review 2008, pp. 22–39.
• [2] Bjørlykke K., Høeg K., Haque Mondol M.: Introduction to Geomechanics: Stress and Strain in Sedimentary Basins. Petroleum Geoscience: From sedimentary Environments to Rock Physics 2010, pp. 281–298.
• [3] Butel N., Hossack A., Kizil M.: Prediction of in situ rock strength using sonic velocity. Extended abstracts from 14th Coal Operators’ Conference, University of Wollongong, The Australasian Institute of Mining and Metallurgy & Mine Managers Association of Australia, 12–14 February 2014, pp. 89–102.
• [4] Ciechanowska M., Matyasik I., Such P., Kasza P., Lubas J.: Uwarunkowania rozwoju wydobycia gazu z polskich formacji lupkowych. Nafta-Gaz 2013, no. 1, pp. 7–17.
• [5] Fjær E., Holt R. M., Horsrud P., Raaen A. M., Risnes R.: Petroleum Related Rock Mechanics. 2nd Ed. Elsevier 2008.
• [6] Herwanger J., Koutsabeloulis N.: Seismic Geomechanics: How to Build and Calibrate Geomechanical Models using 3D and 4D Seismic Data. EAGE Publications 2011.
• [7] Jedrzejowska-Tyczkowska H., Slota-Valim M.: Mechaniczny Model Ziemi – jako nowy i konieczny warunek sukcesu w poszukiwaniach i eksploatacji zloz niekonwencjonalnych. Nafta-Gaz 2012, no. 6, pp. 329–340.
• [8] Mashinsky E. I.: Differences between static and dynamic elastic moduli of rocks: Physical causes. Russian Geology and Geophysics 2003, vol. 44, no. 9, pp. 953–959.
• [9] Plumb R., Edwards S., Pidcock G., Lee D., Stacey B.: The Mechanical Earth Model Concept and Its Application to High-Risk Well Construction Projects Schlumberger. IADC/SPE Drilling Conference, New Orleans, Louisiana 23–25 February 2000.
• [10] Sayers C.: Geophysics under stress: geomechanical applications of seismic and borehole acoustic waves: Distinguished Instructor Short Course. SEG & EAGE 2010.
• [11] Slatt R. M.: Important geological properties of unconventional resource shales. Central European Journal of Geosciences December 2011, vol. 3, issue 4, pp. 435–448.
• [12] Sonmez H., Gokceoglu C., Nefeslioglu H. A., Kayabasi A.: Estimation of Rock Modulus: For Intact Rocks with an Artificial Neural Network and for Rock Masses with the new empirical equation. Rock Mechanics and Mining Sciences 2006, vol. 43, pp. 224–235.
• [13] Zoback M. D.: Reservoir Geomechanics. Cambridge University Press 2010.
• Other used materials
• [14] Schlumberger training materials.

Uwagi

EN

The article is the result of research conducted in connection with the project: The methodology for determining sweet spots on the basis of geochemical, petrophysical, geomechanical properties based on the correlation of laboratory test results with geophysical measurements and 3D generating model, co-funded by the National Centre for Research and Development as part of the programme BLUE GAS – POLISH SHALE GAS. Contract No. BG1/MWSSSG/13.