Wyznaczanie całkowitej zawartości węgla organicznego TOC w skałach łupkowych z wykorzystaniem profilowań geofizyki otworowej na przykładzie danych z basenu bałtyckiego

• Autorzy: Waszkiewicz S. , Karczewski J. , Krakowska P. , Jarzyna J.

Warianty tytułu

EN

Use of empirical methods based on well logging to calculate the total organic carbon content in Baltic Basin’s shale gas reservoir

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Wyznaczenie całkowitej zawartości węgla organicznego (TOC) jest ważnym elementem procesu oceny skał łupkowych jako niekonwencjonalnych złóż węglowodorów. TOC to podstawowy wskaźnik perspektywiczności skały. Jego pomiar w laboratorium przy zastosowaniu pirolizy Rock-Eval dostarcza jedynie informacji punktowej. Zwiększenie liczby próbek wiąże się ze znacznym wzrostem kosztów prowadzonych badań. W pracy dopasowano wybrane metody statystyczne do obliczania TOC w utworach syluru i ordowiku w basenie bałtyckim, wykorzystując profilowania geofizyki otworowej. Zastosowana metodyka pozwoliła na uzyskanie wartości tego parametru w sposób ciągły bez wzrostu kosztów prowadzonych badań. Wykorzystano aplikację TOC systemu GeoWin, będącą narzędziem do automatycznego obliczania zawartości węgla organicznego. Aplikacja ta stosuje metodę Passeya, a także znane z literatury wzory empiryczne, w których współczynniki zostały wyliczone na podstawie wielowymiarowych analiz statystycznych. Wykorzystano profilowania geofizyki otworowej, takie jak: spektrometryczne profilowanie gamma (K, U, TH), profilowanie gęstości objętościowej (RHOB), profilowanie porowatości neutronowej (NPHI) oraz profilowanie oporności elektrycznej w strefie niezmienionej (LLD). Analizie poddano także wyniki badań laboratoryjnych próbek z rdzeni wiertniczych z pięciu otworów leżących w obrębie syneklizy perybałtyckiej i wyniesienia Łeby, będących strukturalną częścią kratonu wschodnioeuropejskiego. Z punktu widzenia poszukiwania gazu w badanych profilach geologicznych interesujące są dwie formacje: sylurska (landower) formacja iłowców z Pasłęka z ogniwem z Jantaru w spągowej części oraz ordowicka (karadok/lanwirn) formacja iłowców z Sasina. W związku z położeniem otworów w obrębie różnych jednostek geologicznych akumulacja węglowodorów przebiegała w odmiennych warunkach, co odzwierciedla się w wyznaczonych na podstawie profilowań geofizyki otworowej parametrach. Obliczenia statystyczne wykonano dla badanych formacji w poszczególnych otworach. Wyznaczono również ogólne współczynniki równań dla analizowanego obszaru, pozwalające na szybką estymację całkowitej zawartości węgla organicznego.

EN

Calculations of total organic carbon (TOC) is one of the most important parts of interpretation in shale gas reservoirs and it is one of main indicators of perspective zones. Laboratory methods to measure total organic carbon such as Rock-Eval pyrolysis, give only the point data results. Increase in the number of samples causes a significant increase in the cost of surveys. This article fits the selected methods of total organic carbon determination based on well logging data, which allows to calculate TOC in all measured intervals without an increase in costs. In order to estimate TOC, different mathematical equations were used, such as that implemented in TOC application in the GeoWin system, which is a tool for automatic total organic carbon estimation based on the Passey method and other empirical equations. All factors were calculated using multidimensional statistical analysis made on well logs such as spectral gamma ray (K, U, TH), bulk density (RHOB), neutron porosity (NPHI), electric resistivity (LLD). Wells are placed in Poland, on the Łeba Elevation and the Peri-Baltic Syneclise, which is located on the onshore part of the Baltic Basin. The analysis was carried out on well logs and core data from five wells located within the Peri-Baltic Syneclise and the Łeba Elevation being a structural part of the East European Platform. The most perspective gas-bearing sediments are thought to be Silurian member of bituminous shales from Jantar and Ordovician level of the Sasino claystone formation, rich in organic matter. Due to the location of wells in different geological units, accumulation of hydrocarbons took place in different conditions, which is reflected in the calculated parameters. The Authors, using the calculations, have tried to fit the general coefficient of equations for the whole analyzed area, allowing for fast estimation of TOC.

Słowa kluczowe

PL

całkowita zawartość węgla organicznego TOC; profilowania geofizyki otworowej; metoda Passeya; metody empiryczne; łupki ordowickie i sylurskie

EN

total organic carbon – TOC; well logs; Passey method; empirical methods; Ordovician and Silurian shales

• Wydawca: Instytut Nafty i Gazu - Państwowy Instytut Badawczy
• Czasopismo: Nafta-Gaz
• Rocznik: 2018
• Tom: R. 74, nr 11
• Strony: 789--795
• Opis fizyczny: Bibliogr. 9 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Waszkiewicz S.

• AGH Akademia Górniczo-Hutnicza im. St. Staszica w Krakowie, Wydział Geologii, Geofizyki i Ochrony Środowiska

autor

Karczewski J.

• AGH Akademia Górniczo-Hutnicza im. St. Staszica w Krakowie, Wydział Geologii, Geofizyki i Ochrony Środowiska

autor

Krakowska P.

• AGH Akademia Górniczo-Hutnicza im. St. Staszica w Krakowie, Wydział Geologii, Geofizyki i Ochrony Środowiska

autor

Jarzyna J.

• AGH Akademia Górniczo-Hutnicza im. St. Staszica w Krakowie, Wydział Geologii, Geofizyki i Ochrony Środowiska

Bibliografia

• [1] Jarzyna J., Wawrzyniak-Guz K. (red.): Adaptacja do warunków polskich metodologii wyznaczania sweet spotów na podstawie korelacji pomiarów geofizycznych z rdzeniami wiertniczymi. Wydawnictwa AGH, Kraków 2017.
• [2] Kiersnowski H., Dyrka I.: Ordovician-Silurian shale gas resources potential in Poland: Evaluation of Gas Resources Assessment Reports published to date and expected improvements for 2014 forthcoming Assessment. Przegląd Geologiczny 2013, vol. 61, nr 11, s. 639–656.
• [3] Klaja J., Dudek L.: Geological interpretation of spectral gamma ray (SGR) logging in selected boreholes. Nafta-Gaz 2016, nr 1, s. 3–14, DOI: DOI: 10.18668/NG2016.01.01.
• [4] Krakowska P., Wawrzyniak-Guz K., Puskarczyk E., Karczewski J., Jarzyna J.: Aplikacja TOC w systemie GeoWin do obliczania całkowitej zawartości węgla organicznego na podstawie profilowań geofizyki otworowej. Prace Naukowe Instytutu Nafty i Gazu – PIB 2016, nr 209, wydanie konferencyjne, s. 575–579.
• [5] Modliński Z., Szymański B., Teller L.: The Silurian lithostratigraphy of the Polish part of the Peri-Baltic depression (N Poland). Przegląd Geologiczny 2003, vol. 54, nr 9, s. 787–796.
• [6] Passey Q.R., Creaney S., Kulla J.B., Moretti F.J., Stroud J.D.: A practical model for organic richness from porosity and resistivity logs. AAPG Bulletin 1990, vol. 74, nr 12, s. 1777–1794.
• [7] Podhalańska T., Waksmundzka M.I., Becker A., Roszkowska-Remin J., Dyrka I., Feldman-Olszewska A., Głuszyński A., Grotek I., Janas M., Karcz P., Nowak G., Pacześna J., Roman M., Sikorska-Jaworowska M., Kuberska M., Kozłowska A., Sobień K.: Strefy perspektywiczne występowania niekonwencjonalnych złóż węglowodorów w kambryjskich, ordowickich, sylurskich i karbońskich kompleksach skalnych Polski: integracja wyników badań. Przegląd Geologiczny 2016, vol. 64, nr 12, s. 1008–1021.
• [8] Renchun H., Yan W., Sijie C., Shuai L., Li C.: Selection of logging-based TOC calculation methods for shale reservoirs: A case study of the Jiaoshiba shale gas field in the Sichuan Basin. Natural Gas Industry B 2015, vol. 2, nr 2–3, s. 155–161.
• [9] Schmoker J.: Determination of organic content of appalachian devonian shales from formation density log. AAPG Bulletin 1979, vol. 63, nr 9, s. 1504–1537.

Uwagi

PL

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