Laboratoryjne badania akustyczne skał pod kątem potrzeb hydraulicznego szczelinowania

• Autorzy: Moska R.

Identyfikatory

DOI

10.18668/NG.2017.02.02

Warianty tytułu

EN

Laboratory acoustic measurements for the needs of hydraulic fracturing

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Niniejsza praca przedstawia wstępne wyniki badań laboratoryjnych dynamicznych parametrów sprężystości z wybranych polskich złóż węglowodorów. Do analiz zostały wybrane trzy próbki rdzeniowe: dolomit oraz dwa rodzaje piaskowca różniące się zawartością minerałów ilastych. Badania wykonano w warunkach odpowiadających tym, które panują w odwiercie. Zostały przeprowadzone symulacje zmian ciśnienia nadkładu, ciśnienia efektywnego i temperatury tak, aby zaobserwować ich wpływ na prędkość fal akustycznych P i S. Do przestrzeni porowej jednej z próbek zatłaczano media o zbliżonej gęstości i lepkości: solankę 2% KCl oraz „martwą”, lekką ropę naftową. Zaobserwowano przewidywany wzrost prędkości fal wraz ze wzrostem ciśnienia efektywnego i spadek prędkości wraz ze wzrostem temperatury, a także zmiany prędkości fal spowodowane obecnością mediów porowych. Zostały wyznaczone stałe sprężystości: współczynnik Poissona oraz moduł Younga. Uzyskane wyniki odniesiono do danych literaturowych. Sformułowano również wstępne wnioski dotyczące podatności badanych skał na zabiegi hydraulicznego szczelinowania.

EN

This paper presents the preliminary results of the laboratory measurements of the dynamic elasticity modules. The measurements were performed on selected Polish hydrocarbon reservoir rocks. Three core samples were chosen: dolomite and two types of sandstones which differed in the amount of clay minerals. The tests were performed under simulated reservoir conditions. During measurements, the simulations of the overburden pressure, effective pressure and temperature changes, were conducted in order to observe their influence on the velocities of the P and S waves. The studies of one of the samples were carried out on dry and saturated by 2% KCl brine and light dead oil. Both of these liquids had similar density and viscosity. Expected changes in velocity caused by changes of pressure, temperature and type of pore fluid were observed. Poisson’s and Young’s ratio, were calculated. The results were related to the data available in the literature. Finally, preliminary conclusions, concerning the susceptibility of the studied rocks to hydraulic fracturing treatment were formulated.

Słowa kluczowe

PL

geomechanika; geoakustyka; współczynnik sprężystości dynamiczny; hydrauliczne szczelinowanie

EN

geomechanics; laboratory acoustic measurements; dynamic elastic moduli; hydraulic fracturing

• Wydawca: Instytut Nafty i Gazu - Państwowy Instytut Badawczy
• Czasopismo: Nafta-Gaz
• Rocznik: 2017
• Tom: R. 73, nr 2
• Strony: 81--89
• Opis fizyczny: Bibliogr. 29 poz., fot., rys., tab.

Twórcy

autor

Moska R.

• Zakład Stymulacji Wydobycia Węglowodorów. Instytut Nafty i Gazu - Państwowy Instytut Badawczy ul. Lubicz 25 A 31-503 Kraków

Bibliografia

• [1] Ajufo A., Chapman D., Kier J.: Improved reservoir charakterization and delineation using acustic measurements on cores. Conference Materials Gas Technology Conference, Calgary, Canada 26.04-1.05.1996. SPE-35654-MS, s. 707-716.
• [2] Bała M.: Klasyfikacja skał osadowych na podstawie ich modułów sprężystości wyznaczonych z obrazów falowych. Przegląd Geologiczny 1990, nr 12, s. 556-559.
• [3] Bała M.: Określanie prędkości fal poprzecznych (Vs) na podstawie danych geofizyki otworowej. Przegląd Geologiczny 2009, vol. 57, nr 12, s. 1057-1066.
• [4] Bała M.: The Evaluation of the Influence of Various Parameters on the Velocity of Elastic Wave Propagation in a Rock Medium. Transport in Porous Media 1992, nr 9, s. 123-134.
• [5] Bała M.: The influence of pore media distribution on the elastic parameters of rock in Miocene sediments (Carpathian Foredeep, Poland, B deposit). Geology, Geophysics & Environment2015, vol. 41, nr 2, s. 155-167.
• [6] Bała M.: Wpływ obecności iłów, porowatości oraz nasycenia porów wodą i gazem na parametry sprężyste skał zbiornikowych określanych na podstawie teoretycznych modeli ośrodków porowatych i danych geofizyki wiertniczej. Przegląd Geologiczny 2007, vol. 55, nr 1, s. 46-53.
• [7] Bała M., Skupio R.: Wpływ ciśnienia i temperatury na kształtowanie się parametrów sprężystych i gęstość mediów złożonych. Nafta-Gaz 2013, nr 12, s. 887-893.
• [8] Bourbie T., Coussy O., Zinszner B.: Acoustic of porous media. Institut Francias du Petrole. Technip, Paris 1987, s. 175-242.
• [9] Ciechanowska M., Matyasik I., Such P., Kasza P., Lubaś J.: Uwarunkowania rozwoju wydobycia gazu z polskich formacji łupkowych. Nafta-Gaz 2013, nr 1, s. 7-17.
• [10] Czupski M., Kasza P., Wilk K.: Płyny do szczelinowania złóż niekonwencjonalnych. Nafta-Gaz 2013, nr 1, s. 42-59.
• [11] Dziedzic A., Łukaszewski P.: Metodyczne uwarunkowania badań geomechanicznych skał pobranych z dużych głębokości, w trójosiowym stanie naprężenia. Nafta-Gaz 2015, nr 1, s. 5-7.
• [12] Dziedzic A., Łukaszewski P.: Pomiary fali ultradźwiękowej w badaniach trójosiowego ściskania. Górnictwo i Geoinżynieria 2010, rok 34, zeszyt 2, s. 1-8.
• [13] Economides J., Nolte K.: Reservoir Stimulation. Third Edition. Schlumberger 2000, s. 3.1-3.34.
• [14] Ellis D., Singer J.: Well Logging for Earth Scientists, 2nd Edition. Springer 2008, s. 479-568.
• [15] Grieser B., Bray J.: Identification of Production Potential in Uncoventional Reservoirs. SPE Production and Operations Symposium, Oklahoma City, OK, USA, 31.03-3.04.2007, SPE 106623, s. 1-6.
• [16] Jizba D.: Mechanical and acoustical properties of sandstone and shales. A dissertation. Stanford University 1991, s. 175-260.
• [17] Kasza P.: Efektywne szczelinowanie łupków w Polsce. Nafta-Gaz 2013, nr 11, s. 807-813.
• [18] Kasza P.: Zabiegi hydraulicznego szczelinowania w formacjach łupkowych. Nafta-Gaz 2011, nr 12, s. 874-883.
• [19] Liana B.: Wyznaczanie parametru kruchości łupków dolnego paleozoiku basenu bałtyckiego na podstawie danych otworowych. Wiadomości Naftowe i Gazownicze 2015, nr 10, s. 8-12.
• [20] Market J., Quirein J., Wicher J., Hinz D., Buller D., Al.-Dammad C., Spain D., Odumosu T.: Logging-While-Drilling in Unconventional Shales. Conference materials SPE Annual Technical Conference and Exhibition, Florence, Italy 19-22.09.2010, SPE 122685, s. 1-18.
• [21] Morcote A., Mavko G., Prasad M.: Dynamic elastic properties of coal. Geophysics 2010, vol. 75, nr 6, s. E227-E234.
• [22] Moska R.: Metody geofizyki otworowej i ich wykorzystanie w projektowaniu i przygotowaniu zabiegów hydraulicznego szczelinowania. Nafta-Gaz 2016, nr 1, s. 23-31, DOI: 10.18668/NG2016.01.03.
• [23] Qiuliang Y., De-hua H.: Acoustic properties of coal form lab measurements. SEG Annual Meeting, Las Vegas, Nevada 9-14.11.2008, SEG-2008-1815, s. 1815-1817.
• [24] Rickman R., Mullen M., Petre E., Greiser B., Kundert D.: A practical Use of Shale Petrophysics for Stimulation Designing Optimalization: All Shale Plays Are Not Clones of the Barnett Shale. Conference Materials SPE Annual Technical Conference and Exhibition, Denver, Colorado, USA, 21-24.09.2008, SPE 115258, s. 3-4.
• [25] Tatham R.: Vp/Vs and litology. Geophysics 1982, vol. 41, nr 3, s. 336-344.
• [26] Toksoz M., Cheng C., Timur A.: Velocities of seismic waves in porous media. Geophysics 1976, vol. 41, nr 4, s. 837-849.
• [27] Tutuncu A., Sharma M.: Relating static and ultrasonic laboratory measurement to acoustic rock measurements in thight gas sands. Conference materials SPE Annual Technical Conference and Exhibition, Washington, DC, USA, 4-7.10.1992, SPE-24689-MS, s. 299-311.
• [28] Winkler K.W., Murphy W.F.: Acoustic Velocity and Attenuation in Porous Media. Rock Physics and Phase Relations: A Handbook of Physical Constants 1995, s. 21-34.
• [29] Zorski T., Jarzyna J., Derkowski A., Środoń J.: Geofizyka otworowa w dobie poszukiwań gazu w łupkach - przegląd metod pomiarowych. Przegląd Geologiczny 2013, tom 61, s. 424-434.

Uwagi

PL

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę (zadania 2017).