Geofizyka otworowa w dobie poszukiwań gazu w łupkach : modele interpretacyjne i specyfika zastosowań w zagadnieniach rozpoznawania złóż gazu z łupków

Zorski, T.; Jarzyna, J.; Derkowski, A.; Środoń, J.

Artykuł - szczegóły

Tytuł artykułu

Geofizyka otworowa w dobie poszukiwań gazu w łupkach : modele interpretacyjne i specyfika zastosowań w zagadnieniach rozpoznawania złóż gazu z łupków

Autorzy

Zorski T. , Jarzyna J. , Derkowski A. , Środoń J.

Treść / Zawartość

Pełne teksty:

Pobierz

Identyfikatory

Warianty tytułu

Well logging in the world of shale gas plays : interpretative models and specific applications in the shale gas research

Języki publikacji

Abstrakty

The purpose of this article is to review the possibilities of using well logging in the exploration and completion of the shale gas plays. This presentation is addressed to a broad geological community. The article was divided in two parts: the first one, already published in PG, which was focused on the borehole logging tools and methods, and the current one, which deals with the construction of petrophysical models and considers some specific aspects of well-logging application in the shale gas plays. For more inquiring readers, a comprehensive list of literature is presented. The construction of petrophysical models in the thin-bedded shale-sand Miocene gas formation of the Carpathian Foredeep is presented briefly as a possible predecessor of the methodology applicable in the shale gas plays based on domestic experiences. However, the application of well logging in shale gas formations, both at the evaluation and completion steps, differs in the methodology in comparison to conventional and even to thin-bed formations. This specificity is also discussed, where attention is focused on the quantity and quality of organic matter and its relation to gas. Low porosity and a special kind of pore space in organic shales are considered as well.

Słowa kluczowe

analiza danych rdzeni gaz łupkowy geofizyka otworowa

core data analysis shale gas well logging

Wydawca

Państwowy Instytut Geologiczny - Państwowy Instytut Badawczy

Czasopismo

Przegląd Geologiczny

Rocznik

2013

Tom

Vol. 61, nr 8

Strony

478--488

Opis fizyczny

Bibliogr. 72 poz., wykr.

Twórcy

autor

Zorski T.

zorski@geol.agh.edu.pl

Wydział Geologii, Geofizyki i Ochrony Środowiska, Akademia Górniczo-Hutnicza im. Stanisława Staszica w Krakowie, al. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków

autor

Jarzyna J.

jarzyna@agh.edu.pl

Wydział Geologii, Geofizyki i Ochrony Środowiska, Akademia Górniczo-Hutnicza im. Stanisława Staszica w Krakowie, al. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków

autor

Derkowski A.

ndderkow@ cyf-kr.edu.pl

Ośrodek Badawczy w Krakowie, Instytut Nauk Geologicznych Polskiej Akademii Nauk, ul. Senacka 1, 31-002 Kraków

autor

Środoń J.

ndsrodon@cyf-kr.edu.pl

Ośrodek Badawczy w Krakowie, Instytut Nauk Geologicznych Polskiej Akademii Nauk, ul. Senacka 1, 31-002 Kraków

Bibliografia

1. ABOUELRESH M.O. & SLATT R.M. 2012 - Lithofacies and sequence stratigraphy of the Barnett Shale in east-central Fort Worth Basin, Texas. AAPG Bull., 96: 1-22.
2. AGUILERA R. 2010 - Flow units: from conventional to tight gas to shale gas reservoirs. [W:] Trinidad and Tobago Energy Resources Conference, Port of Spain, Trinidad, June 27-30, 2010. SPE Pap., 132845-MS.
3. AGUILERA M.S., AGUILERA R.F. & AGUILERA R. 2004 - Dual and Triple Porosity Models for petrophysical evaluation of naturally fractured reservoirs (or beware of scale problems when calculating matrix, fracture and vuggy porosity!); http://www.servipetrol.com/tech- note.htm.
4. BAŁA M. 2011 - Evaluation of electric parameters of anisotropic sandy-shaly Miocene formations on the basis of resistivity logs. Acta Geophys., 59: 954-966.
5. BLASINGAME T.A. 2008 - The characteristic flow behavior of low- -permeability reservoir systems. [W:] SPE Unconventional Reservoirs Conference, Keystone, Colorado, USA, February 10-12, 2008. SPE Pap., 114168-MS.
6. BOWMAN T. 2010 - Direct method for determining organic shale potential from porosity and resistivity logs to identify possible resource plays. Search Discov., article #110128; http://www.searchanddiscove- ry.com/documents/2010/110128bowman/ndx_bowman.pdf.
7. BOYER CH., KIESCHNICK J., SUAREZ-RIVERA R., LEVIS R.E. & WATERS G. 2006 - Producing gas from its source. Oilfield Rev., Autumn 2006: 36-49.
8. BRIE A., ENDO T., HOYLE D., CODAZZI D., ESMERSOY C., HSU K., DENOO S., MUELLER M.C., PLONA T., SHENOY R. & SINHA B. 1998 - New directions in sonic logging. Oilfield Rev., Spring 1998: 40-55.
9. BYRNES A.P., CLUFF R.M., WEBB J.C., VICTORINE J., STALDER K., OSBURN D.S., KNODERER A., METHENY O., HOMMERTZHEIM T., BYRNES J.P., KRYGOWSKI D.A. & WITTAKER S. 2009 - Final scientific/technical report: analysis of critical permeability, capillary pressure, and electrical properties for Mesaverde Tight Gas Sandstones from Western U.S. Basins. Univ. Kansas Center Res., Lawrence, USA, s. 249; http://www.kgs.ku.edu/PRS/publica- tion/2009/OFR09_10/KGS_OF2009-10-Byrnes_et_al.pdf.
10. CHALMERS G.R., BUSTIN R.M. & POWER I.M. 2012 - Characterization of gas shale pore systems by porosimetry, pycnometry, surface area, and field emission scanning electron microscopy/transmission electron microscopy image analyses: examples from the Barnett, Woodford, Haynesville, Marcellus, and Doig units. AAPG Bull., 96: 1099-1119.
11. CIECHANOWSKA M. & ZALEWSKA J. 2004a - Wskaźnik struktury porowej skał zailonych m*. [W:] Konferencja Naukowo-Techniczna GEOPETROL 2004. Efektywne technologie poszukiwania i eksploatacji złóż węglowodorów. Pr. INiG, 130: 335-338.
12. CIECHANOWSKA M. & ZALEWSKA J. 2004b - Porównanie wskaźników struktury porowej określonych z modelu Archie’go i Waxmana-Smitsa dla rdzeni wiertniczych z otworów Chałupki Dębniańskie-3 i Jasionka-4. [W:] Konferencja Naukowo-Techniczna GEOPETROL 2004. Efektywne technologie poszukiwania i eksploatacji złóż węglowodorów. Pr. INiG, 130: 819-823.
13. CLARKSON C.R., JENSEN J.L. & BLASTINGAME T.A. 2011 - Reservoir engineering for unconventional gas reservoirs: what do we have to consider? [W:] North American Unconventional Gas Conference and Exhibition, The Woodlands, Texas, USA, June 14-16, 2011. SPE Pap., 145080-MS.
14. CLUFF B. 2011 - Approaches to shale gas log evaluation - a petro-physicists perspective; http://discovery-group.com/pdfs/Appro- aches%20to%20shale%20gas%20log%20eval- uation%20-%20SPE%20luncheon %20talk.pdf.
15. CLUFF B. & MILLER M. 2010 - Log evaluation of gas shales: a 35-year perspective; http://discovery-group.com/pdfs/2010_DWLS_Log%20eval%20of%20gas%20sh-ales%20a%2035-yr%20perspective.pdf.
16. CURTIS M.E., SONDERGELD C.H., AMBROSE R.J. & RAI CH.S. 2012 - Microstructural investigation of gas shales in two and three dimensions using nanometer-scale resolution imaging. AAPG Bull., 96: 665-677.
17. CYWICKA-JAKIEL T. & ZORSKI T. 2007 - Improvement of the MCNP simulated n-gamma spectrometer response function using the new ENDF/B-VI evaluations for thermal neutron capture. Nucl. Inst. Meth. Phys. Res., A, 580: 94-97.
18. DARŁAK B., KOWALSKA-WŁODARCZYK M. & SUCH P. 2012 - Nowe możliwości analityczne i interpretacyjne w badaniach właściwości petrofizycznych skał łupkowych. Nafta-Gaz, 68: 783-787.
19. DEVARAJAN S., TOUMELIN E., TORRES-VERDÍN C. & THOMAS E.C. 2006 - Pore-scale analysis of the Waxman-Smits shaly sand conductivity model. [W:] SPWLA 47th Annual Logging Symposium, Vera Cruz, Mexico, June 4-7, 2006. Soc. Petrophys. Well Log Anal., Conf. Pap., 2006-M.
20. DUDEK L. & STADTMÜLLER M. 2010 - Wykorzystanie modelowania 3D w programie PetroCharge do określania zasobów ilościowych ropy naftowej i gazu ziemnego, z uwzględnieniem profilowań geofizyki wiertniczej. Nafta-Gaz, 66: 973-986.
21. DWORAK D., WOŹNICKAU., ZORSKI T. & WIĄCEK U. 2011 - Numerical modeling of the gamma-gamma density tool responses in horizontal wells with an axial asymmetry. Appl. Radiat. Isot., 69: 268-274.
22. FERGUSON G., JACOBI D., BRATOVICH M. & LECOMPTE B. 2008 - Application of pulsed neutron elemental spectroscopy measurements in heavy oil and shale gas reservoir evaluation. Back to exploration. 2008 CSPG CSEG CWLS Convention: 521-524.
23. GAMERO-DIAZ H., MILLER C. & LEWIS R. 2012 - sCore: a classification scheme for organic mudstones based on bulk mineralogy. Search Disc., article #40951; http://www.searchanddiscove- ry.com/documents/2012/40951diaz/ndx_diaz.pdf.
24. HARVEY P.K. & LOVELL M.A. 1992 - Downhole mineralogy logs: mineral inversion methods and the problem of compositional colinearity. [W:] Hurst A. i in. (red.) Geological application of Wireline Logs II. Geol. Soc. London Spec. Publ., 66: 361-368.
25. HERRON M.M. & HERRON S.L. 1990 - Geological applications of geochemical well logging. [W:] Hurst A. i in. (red.) Geological applications of Wireline Logs. Geol. Soc. London Spec. Publ., 48: 165-175.
26. HIZEM M., BUDAN H., DEVILLE B., FAIVRE O., MOSSE L. & SIMON M. 2008 - Dielectric dispersion: a new wireline petro- physical measurement. [W:] SPE Annual Technical Conference and Exhibition, Denver, Colorado, USA, September 21-24, 2008. SPE Pap., 116130-MS.
27. HOLMES M., HOLMES A. & HOLMES D. 2012 - A petrophysical model for shale reservoirs to distinguish macro-porosity, micro-porosity, and TOC. Search Disc., article #40916; http://www.searchanddiscovery.com/ documents/2012/40916holmes/ndx_holmes.pdf.
28. HOLMES M., HOLMES D. & HOLMES A. 2011 - A petrophysical model to estimate free gas in organic shales. Search Disc., article #40781; http://www.digitalformation.com/Documents/2011-06-23%20A%20Petrophysical%20Model%20To%20Est- imate%20Free%20Gas%20in%20Organic%20Shales.pdf.
29. JACKSON P.D., WILLIAMS J.F., LOVELL M.A., CAMPS A., ROCHELLE C. & MILODOWSKI A.E. 2008 - An investigation of the exponent in Archie’s equation: comparing numerical modeling with laboratory data: towards characterising disturbed samples from the Cascadia Margin. [W:] SPWLA 49th Annual Logging Symposium, Austin, Texas, May 25-28, 2008. Soc. Petrophys. Well Log Anal., Conf. Pap., 2008-HHH.
30. JARZYNA J. (red.), BAŁA M., CICHY A., GĄDEK W., GĄSIOR I., KARCZEWSKI J., MARZENCKI K., STADTMULLER M., TWARÓG W. & ZORSKI T. 2002 - Przetwarzanie i interpretacja profilowań geofizyki wiertniczej, system GeoWin. WGGiOŚ AGH, GK Sp. z o.o., IGNiG, Kraków, s. 136.
31. KASZA P. 2011 - Zabiegi hydraulicznego szczelinowania w formacjach łupkowych. Nafta-Gaz, 67: 874-883.
32. KENNEDY M.C. 2004 - Gold fool’s: detecting, quantifying and accounting for the effects of pyrite on modern logs. [W:] SPWLA 45th Annual Logging Symposium, Noordwijk, The Netherlands, June 6-9, 2004. Soc. Petrophys. Well Log Anal., Conf. Pap., 2004-WWW.
33. KIEŁT M. 2010 - Archiwalne analogowe profilowania geofizyczne: rodzaje i zestawy profilowań geofizycznych, reanimacja, restandary- zacja, bazy danych; http://www.petrophysics.pl/data/loganal08p.pdf. KIEŁT M. 2011 - Obserwacja obecności substancji macierzystej na cyfrowych profilowaniach geofizycznych: rozważania metodyczne; www.petrophysics.pl/data/loganal04p.pdf.
34. KOPEĆ M. & LENDA A. 1994 - Semiempiryczna kalibracja spektro- metrycznych profilowań naturalnej promieniotwórczości. Kwart. AGH Geologia, 20: 147-160.
35. LA VIGNE J., HERRON M. & HERTZOG R. 1994 - Density-neutron interpretation in shaly sands. [W:] SPWLA 35th Annual Logging Symposium, , Tulsa, Oklahoma, USA, June 19-22, 1994. Soc. Petrophys. Well Log Anal., Conf. Pap., 1994-EEE.
36. LECOMPTE B., MENDEZ F., JACOBI D. & LONGO J. 2008 - Defining clay type using NMR and geochemical logging measurements. [W:] SPWLA 49th Annual Logging Symposium, Austin, Texas, May 25-28, 2008. Soc. Petrophys. Well Log Anal., Conf. Pap., 2008-KKK.
37. LEVIS R., INGRAHAM D., PEARCY M., WILLIAMSON J., SAWYER W. & FRANTZ J. 2004 - New evaluation techniques for gas shale reservoirs; http://www.sipeshouston.com/presenta- tions/pickens%20shale%20gas.pdf.
38. LOUCKS R.G., REED R.M., RUPPEL S.C. & HAMMES U. 2012 - Spectrum of pore types and networks in mudrocks and a descriptive classification for matrix-related mudrock pores. AAPG Bull., 96: 1071-1098.
39. MODICA CH.J. & LAPIERRE S.G. 2012 - Estimation of kerogen porosity in source rocks as a function of thermal transformation: example from the Mowry Shale in the Powder River Basin of Wyoming. AAPG Bull., 96: 87-108.
40. MONTARON B. 2008 - Connectivity theory - a new approach to modeling „non-Archie” rocks. [W:] SPWLA 49th Annual Logging Symposium, Austin, Texas, May 25-28, 2008. Soc. Petrophys. Well Log Anal., Conf. Pap., 2008-GGGG.
41. MYSTKOWSKI K., ŚRODOŃ J., OSSOWSKI A. & ZORSKI T. 2004 - Porównanie przydatności sieci neuronowych i analizy statystycznej danych laboratoryjnych do identyfikacji mineralogicznej i oznaczania CEC metodami jądrowymi geofizyki wiertniczej - gazonośna formacja mioceńska przedgórza Karpat, otwory J4 i ChD3. [W:] Konferencja Naukowo-Techniczna GEOPETROL 2004. Efektywne technologie poszukiwania i eksploatacji złóż węglowodorów. Pr. INiG, 130: 797-802.
42. OGILVIE S.R., CUDDY S., LINDSAY C. & HURST A. 2002 - Novel methods of permeability prediction from NMR tool data; http://www.lps.org.uk/docs/Dialog(2002)_Final_draft3.pdf.
43. OMOTOSO O., MCCARTY D.K., HILLIER S. & KLEEBERG R. 2006 - Some successful approaches to quantitative mineral analysis as revealed by the 3rd Reynolds Cup contest. Clays and Clay Miner., 54: 748-760.
44. PASSEY Q.R., BOHACS K.M., ESCH W.L., KLIMENTIDIS R. & SINHA S. 2010 - From oil-prone source rock to gas-producing shale reservoir - geologic and petrophysical characterization of unconventional shale-gas reservoirs. [W:] International Oil and Gas Conference and Exhibition in China, June 8-10, 2010. SPE Pap., 131350-MS.
45. PASSEY Q.R., CREANEY S., KULLA J.B., MORETTI F.J. & STROUD J.D. 1990 - A practical model for organic richness from porosity and resistivity logs. AAPG Bull., 74: 1777-1794.
46. PASSEY Q.R., DAHLBERG K., SULLIVAN K., YIN H., XIAO Y., GUZMAN-GARCIA A. & BRACKETT R. 2004 - A systematic approach to evaluate hydrocarbons in thinly bedded reservoirs. [W:] SPWLA 45th Annual Logging Symposium, Noordwijk, The Netherlands, June 6-9, 2004. Soc. Petrophys. Well Log Anal., Conf. Pap., 2004-NNN.
47. PELTONEN CH., MARCUSSEN 0., BJ0RLYKKE K. & JAHREN J. 2009 - Clay mineral diagenesis and quartz cementation in mudstones: the effects of smectite to illite reaction on rock properties. Mar. Petrol. Geol., 26: 887-898.
48. PEVERARO R. 2004 - The Carpathian Foredeep Miocene hydrocarbon reservoirs: their characteristics and determination based on evaluation of results from two key wells. [W:] Konferencja Naukowo-Techniczna GEOPETROL 2004. Efektywne technologie poszukiwania i eksploatacji złóż węglowodorów. Pr. INiG, 130: 711-712.
49. POUPON A., CLAVIER C., DUMANOIR J., GAYMARD R. & MISK A. 1970 - Log analysis of sand-shale sequences - a systematic approach. J. Petrol. Tech., 22: 867-881.
50. QUIREIN J., WITKOWSKY J., TRUAX J., GALFORD J., SPAIN D. & ODUMOSU T. 2010 - Integrating core data and wireline geochemical data for formation evaluation and characterization of shale gas reservoirs. [W:] SPE Annual Technical Conference and Exhibition, Florence, Italy, September 19-22, 2010. SPE Pap., 134559-MS.
51. RADTKE R.J., LORENTE M., ADOLPH B., BERHEIDE M., FRICKE S., GRAU J., HERRON S., HORKOWITZ J., JORION B., MADIO D., MAY D., MILES J., PERKINS L., PHILIP O., ROSCOE B., ROSE D. & STOLLER CH. 2012 - Anew capture and inelastic spectroscopy tool takes geochemical logging to the next level. [W:] SPWLA 53rd Annual Logging Symposium, Cartagena, Colombia, June 16-20, 2012.
52. RANSOM B., BENNETT R.H., BAERWALD R. & SHEA K. 1997 - TEM study of in situ organic matter on continental margins: occurrence and the „monolayer” hypothesis. Mar. Geol., 138: 1-9.
53. RANSOM B., DONGSEON K., KASTNER M. & WAINWRIGHT S. 1998 - Organic matter preservation on continental slopes: importance of mineralogy and surface area. Geochim. Cosmochim. Acta, 62: 1329-1345.
54. SATO T., WATANABE T. & OTSUKA R. 1992 - Effects of layer charge, charge location, and energy change on expansion properties of dioctahedral smectites. Clays and Clay Miner., 40: 103-113.
55. SIGAL R.F., AKKUTLU I.Y., KANG S.M., DIAZ-CAMPOS M. & AMBROSE R. 2012 - The laboratory measurement of the gas storage capacity of organic shales; http://shale.ou.edu/Content/Mem- ber%20Area/Papers/GasStorage.pdf.
56. SLATT R.M. & O’BRIEN N.R. 2011 - Pore types in the Barnett and Woodford gas shales: contribution to understanding gas storage and migration pathways in fine-grained rocks. AAPG Bull., 95: 2017-2030.
57. SUCH P. 2012 - Przestrzeń porowa skał łupkowych. Nafta-Gaz, 68: 561-565.
58. SZEWCZYK J. 1988 - Kalibracja „starych” profilowań neutronowych. [W:] VII Krajowa Konferencja Naukowo-Techniczna Najnowsze Osiągnięcia Metodyczno-Interpretacyjne w Geofizyce Wiertniczej, Koninki k. Krakowa, kwiecień 1988: 335-343.
59. ŚRODOŃ J. 2009 - Quantification of illite and smectite and their layer charges in sandstones and shales from shallow burial depth. Clay Miner., 44: 421-434.
60. ŚRODOŃ J., PASZKOWSKI M., DRYGANT D.M., ANCZKIE- WICZ A.A. & BANAŚ M. 2013 - Thermal history of Lower Paleozoic rocks on the Peri-Tornquist margin of the East European Craton (Podolia, Ukraine) inferred from combined XRD, K-Ar, and AFT Data. Clays and Clay Miner., 61: 107-132.
61. ŚRODON J. & KAWIAK T. 2012 - Mineral compositional trends and their correlations with petrophysical and well-logging parameters revealed by Quanta + Bestmin analysis: Miocene of the Carpathian Foredeep, Poland. Clays and Clay Miner., 60: 63-75.
62. ŚRODON J., MYSTKOWSKI K., MCCARTY D.K.& DRITS V.A. 2006 - BESTMIN: a computer program for refining the quantities and the chemical composition of clays and other mineral components of fine-grained rocks. [W:] International Conference Clays and Clay Minerals, Pushchino, Russia, June 26-30, 2006. Abstracts: 41.
63. UTLEY L. 2005 - Unconventional petrophysical analysis in unconventional reservoirs - putting the puzzle together in gas shales; http://www.utleypetro.com/presentations/barnettshale.ppt.
64. WORTHINGTON P.F. 1985 - The evolution of shaly-sand concepts in reservoir evaluation. Log Anal., 26: 23-40.
65. WOŹNICKAU., CYWICKA-JAKIELT., DRABINA A., DWORAK D., TRACZ G., DROZDOWICZ K., ZORSKI T., OSSOWSKI A., SRODON J., KAWIAK T., BAKOWSKA D., ZIELIŃSKA M. & ZALEWSKA J. 2007 - Budowa modeli geochemiczno-mineralogicznych na podstawie danych uzyskiwanych z zaawansowanych metod geofizyki jądrowej. Część 1. Raport Nr 2008/AP. Inst. Fiz. Jądr. im. H. Niewodniczańskiego PAN; www.ifj.edu.pl/publ/repor- ts/2007/2008.pdf?lang=pl.
66. WOŹNICKA U., DWORAK D., WIĄCEK U. & ZORSKI T. 2012 - Geofizyczne profilowania neutronowe w asymetrycznych formacjach cienkowarstewowych (symulacje komputerowe na przykładzie sondy NNTE). Inst. Fiz. Jądr. im. H. Niewodniczańskiego PAN, Kraków, s. 125.
67. ZALEWSKA J. & KOWALSKA S. 2004 - Metodyka poboru prób oraz ich podział pod kątem realizacji programu badań mioceńskiego materiału skalnego. [W:] Konferencja Naukowo-Techniczna GEOPETROL 2004. Efektywne technologie poszukiwania i eksploatacji złóż węglowodorów. Pr. INiG, 130: 767-770.
68. ZORSKI T. 2002 - Dekonwolucja w geofizyce wiertniczej - korzyści i ograniczenia w praktycznym zastosowaniu przy poszukiwaniu węglowodorów. Nafta-Gaz, 58: 502-509.
69. ZORSKI T. 2004 - Metodyka interpretacji pomiarów geofizyki otworowej w cienkowarstwowych utworach gazonośnych przedgórza Karpat. Kwart. AGH Geologia, 30: 275-298.
70. ZORSKI T. 2009 - Recent improvements in interpretation methodology applied in GeoWin Satun application. Kwart. AGH Geologia, 35: 549-557.
71. ZORSKI T., JARZYNA J., DERKOWSKI A. & ŚRODOŃ J. 2013 - Geofizyka otworowa w dobie poszukiwań gazu w łupkach - przegląd metod pomiarowych. Prz. Geol., 61: 424-434.
72. ZORSKI T., OSSOWSKI A., ŚRODOŃ J. & KAWIAK T. 2011 - Evaluation of mineral composition and petrophysical parameters by the integration of core analysis data and wireline well log data: the Carpathian Foredeep case study. Clay Miner., 46: 25-45.

Typ dokumentu

Bibliografia

Identyfikator YADDA

bwmeta1.element.baztech-793efe6f-5c29-4f1c-b134-8609b76c4e87