Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Analiza chemostratygraficzna różnowiekowych osadów budujących górotwór karpacki

Kowalska Sylwia

Nafta-Gaz

|

2023

|

R. 79, nr 10

623--639

PL

Artykuł prezentuje próbę przeprowadzenia analizy chemostratygraficznej dla różnowiekowych skał budujących górotwór karpacki. W pierwszej kolejności zdecydowano się stworzyć syntetyczny profil geologiczny dla osadów występujących we wschodniej części polskich Karpat. Wykorzystane próbki, w większości piaskowce, pochodziły z głównych poziomów stratygraficznych w obrębie jednostek skolskiej i śląskiej, gdzie zidentyfikowano skały od dolnej kredy po paleocen. Ze względu na dostępność materiału badawczego do badań wytypowano próbki o udokumentowanej stratygrafii z dwóch otworów, D-1 i H-1, zwracając głównie uwagę na ich klasyfikację stratygraficzną. Następnie dla porównania wykonano profil chemostratygraficzny dla otworu Kuźmina-1. Stwierdzono obecność bardzo dużego zróżnicowania składu chemicznego pomiędzy głównymi poziomami stratygraficznymi wyróżnianymi na podstawie badań paleontologicznych w badanych otworach, co pozwoliło wyznaczać zdecydowane granice pomiędzy poszczególnymi poziomami stratygraficznymi. Możliwość stworzenia unikalnych modeli chemostratygraficznych dla czterech analizowanych poziomów stratygraficznych: kredy górnej – senonu (warstwy inoceramowe), kredy górnej / paleocenu (warstwy istebniańskie), eocenu (warstwy pstre) oraz oligocenu (warstwy krośnieńskie) potwierdziło również wykonanie diagramu klasyfikacyjnego Herrona. Największe zróżnicowanie cech chemostratygraficznych uzyskano w przypadku utworów kredowych. Wstępnie badania wykonano w laboratorium akredytowanym Actlabs, tak aby móc później przeprowadzić ewaluację wyników uzyskanych za pomocą przenośnych spektrometrów (pXRF Titan, o zakresie pomiarowym od Mg do U, oraz pXRF Tracer, który umożliwia również pomiar zawartości Na, oba aparaty firmy Bruker). Potwierdzono, że wyraźne zróżnicowanie zawartości poszczególnych pierwiastków widoczne jest zarówno dla pierwiastków głównych, jak i śladowych. Pierwiastki najbardziej diagnostyczne to Na, Mg, Fe, K, Ca, również Si, choć w tym przypadku zakres zmienności jest nieco mniejszy. W przypadku pierwiastków śladowych są to S, P, Mn, Ti, Sr, Zr, Ba, Rb i Zn, które można również analizować za pomocą przenośnych spektrometrów pXRF. Wykonane porównanie wyników składu chemicznego uzyskiwanych przenośnym spektrometrem pXRF oraz w laboratorium Actlabs wykazało, że możliwe jest wykorzystanie na większą skalę samych pomiarów spektrometrem pXRF. Dla większości pierwiastków diagnostycznych uzyskano wystarczająco precyzyjne wyniki przy wykorzystaniu przenośnych spektrometrów pXRF.

EN

The article presents an attempt to conduct a chemostratigraphic analysis of the different-age rocks that form the Carpathian orogen. First, it was decided to create a synthetic geological profile for sediments occurring in the eastern part of the Polish Carpathians. The samples, mostly sandstones, were sourced from the primary stratigraphic layers in the Skole and Silesian Units, where rocks from the Lower Cretaceous to the Paleocene were identified. Due to the availability of research material, samples with well-documented stratigraphy were chosen from two wells, D-1 and H-1, with a particular focus on their stratigraphic classification. Subsequently, for comparison, a chemostratigraphic profile was generated for the Kuźmina-1 well. The analysis revealed significant disparities in chemical composition among the primary stratigraphic layers, which had been distinguished through paleontological studies in the examined boreholes. This made it possible to establish distinct boundaries between individual stratigraphic layers. The ability to create distinct chemostratigraphic models for the four examined stratigraphic horizons: Upper Cretaceous – Senonian (Inoceramian Beds), Upper Cretaceous/Paleocene (Istebnian Beds), Eocene (Variegated Shales), and Oligocene (Krosno Beds) was also confirmed through the creation of a Herrón classification diagram. The greatest variability of chemostratigraphic characteristics was observed in the Cretaceous formations. Initially, the tests were carried out in an accredited laboratory at ACTLABS, enabling the subsequent evaluation of results obtained using portable spectrometers (pXRF Titan, covering a measurement range from Mg to U, and pXRF Tracer, capable of also measuring Na content, both manufactured by Bruker). It was confirmed that clear variations in the content of individual elements were discernible for both major and trace elements. The most diagnostic elements include Na, Mg, Fe, K, Ca, and also Si, although the variability range is slightly narrower for the latter element. As for trace elements, these comprise S, P, Mn, Ti, Sr, Zr, Ba, Rb, and Zn, which can also be analyzed using portable pXRF spectrometers. A comparison between the chemical composition results obtained with the portable pXRF spectrometer and those from the ACTLABS laboratory revealed the feasibility of using pXRF measurements on a larger scale. For most diagnostic elements, sufficiently precise results were obtained using pXRF.

2

Crystallization of simonkolleite (Zn5Cl2(OH)8 · H2O) in powder samples prepared for mineral composition analysis by quantitative X-ray diffraction (QXRD)

Zagórska Urszula, Kowalska Sylwia

Nafta-Gaz

|

2021

|

R. 77, nr 5

293--298

EN

The analysis of mineralogical composition by quantitative X-ray diffraction (QXRD) is one of the standard research methods used in hydrocarbon exploration. In order to improve it and to obtain better results, the methodology of quantitative analysis used at Well Logging Department is being periodically (more or less) modified. After the introduction of the improvements, comparative analyses were performed on archival samples. Reflections from an unidentified phase which did not occur in the tested Rotliegend sandstone samples were noticed on X-ray diffractograms of archival samples. Reflections of a mineral called simonkolleite were identified in the X-ray diffraction database. Chemically it is a hydrated zinc chloride of the formula: Zn5Cl2(OH)8  H2O. Analysis of the composition of samples in which simonkolleite crystallised, indicated that the mineral is being formed in the result of the slow reaction of zinc oxide with halite (NaCl) and water vapour. An attempt was made to determine the influence of the presence of this mineral on the results of the quantitative analysis of mineralogical composition. The above methodology was applied on a group of ten samples. The results of the quantitative analysis conducted for archival samples stored with added zincite standard containing simonkolleite and for new, freshly grinded (without artifact) samples were compared. The comparison of the obtained results showed a slight influence of this mineral on the quantitative composition of the remaining components. The difference between the results usually did not exceed the method error. At the same time a significant difference in the calculated content of the internal standard was noted – on average 1% less in archival than in new samples. This shows that the reaction occurring in the archival samples will affect the evaluation of the quality of the obtained quantitative analysis, at the same time excluding the possibility of determining the rock’s amorphous substance content with the internal standard method.

PL

Analiza ilościowa składu mineralogicznego (QXRD) jest jedną z podstawowych analiz mineralogicznych przeprowadzanych w celu rozpoznania skał przewiercanych w czasie poszukiwania złóż węglowodorów. Do metodyki analizy ilościowej stosowanej w Zakładzie Geofizyki Wiertniczej okresowo wprowadzane są (mniejsze lub większe) zmiany mające na celu jej udoskonalenie i uzyskiwanie lepszych rezultatów. Po tego rodzaju zmianach wykonywane są analizy porównawcze na próbkach archiwalnych. W trakcie przeprowadzania takiej serii analiz próbek archiwalnych – na dyfraktogramach rentgenowskich zauważono refleksy od niezidentyfikowanej fazy, która nie występowała w badanych próbkach czerwonego spągowca. Po przeszukaniu bazy danych dyfrakcji rentgenowskiej zidentyfikowano refleksy minerału o nazwie simonkolleit. Chemicznie jest to uwodniony chlorek cynku o wzorze Zn5Cl2(OH)8  H2O. Po przeanalizowaniu składu próbek, w których doszło do krystalizacji simonkolleitu, stwierdzono, że powstaje on wskutek powolnej reakcji tlenku cynku z halitem (NaCl) przy obecności pary wodnej. Na grupie 10 próbek wykonano próbę określenia wpływu obecności tego minerału na wyniki analizy ilościowej składu mineralogicznego według stosowanej metodyki. Porównano wyniki analizy ilościowej dla preparatów archiwalnych przechowywanych z dodanym wzorcem, w których występował simonkolleit, oraz dla preparatów nowych po powtórnym zmieleniu nowej porcji próbki (bez artefaktu). Zestawienie uzyskanych wyników pokazało niewielki wpływ obecności tego minerału na ilościowy skład pozostałych składników badanych próbek. Błąd pomiędzy analizami zazwyczaj mieścił się w granicach błędu metody. Jednocześnie zauważono istotną różnicę w obliczonej zawartości wzorca wewnętrznego – średnio o 1% mniej. To pokazuje, że zachodząca reakcja w próbkach archiwalnych będzie wpływała na ocenę jakości uzyskanych wyników analizy ilościowej i jednocześnie wyklucza możliwość określenia metodą wzorca wewnętrznego zawartości substancji amorficznej w skale.

3

Możliwości wykorzystania profili litologicznych opracowywanych na podstawie wyników pomiarów składu chemicznego metodą pXRF na próbkach rdzeniowych i okruchowych

Kubik Benedykt, Kowalska Sylwia, Skupio Rafał, Zagórska Urszula, Wolański Krzysztof

Wiadomości Naftowe i Gazownicze

|

2020

|

R. 23, Nr 2 (256)

4--8

PL

Określenie profilu litologicznego na podstawie pomiarów geofizycznych składu chemicznego sondami typu GEM lub LithoScaner staje się coraz częściej wykorzystywanym narzędziem interpretacji geofizycznej. Analogiczny do pomiarów GEM profil chemiczny, można uzyskać na podstawie pomiarów wykonywanych przenośnym spektrometrem pXRF. Artykuł przedstawia metodykę określania składu mineralnego przewiercanych skał na podstawie tanich i szybkich pomiarów pXRF, w oparciu o modele łączące wyniki analizy składu chemicznego z wynikami badań składu mineralnego (XRD). Dużą zaletą proponowanej metody jest możliwość jej stosowania na próbkach okruchowych, jak również na archiwalnych rdzeniach. Profile litologiczne wykonywane na podstawie analizy składu chemicznego mogą być również stosowane przy profilowaniu geologicznym, dzięki czemu równolegle z opisem sedymentologicznym możemy śledzić zmiany składu mineralnego analizowanych skał, mogą stanowić podstawę interpretacji w ośrodkach cienkowarstwowych, czy wspomagać sterowanie trajektorią otworów kierunkowych.

EN

Determination of lithological profile on the basis of geophysical measurements of chemical composition with GEM or LithoScaner probes is becoming a more and more frequently used tool for geophysical interpretation. A chemical profile analogous to GEM measurements can be obtained on the basis of measurements performed with a portable pXRF spectrometer. The paper presents a methodology for determining the mineral composition of drilled rocks on the basis of cheap and fast pXRF measurements, based on models combining the results of chemical composition analysis with the results of mineral composition tests (XRD). A great advantage of the proposed method is the possibility to use it on aggregate samples, as well as on archival cores. Lithological profiles made on the basis of chemical composition analysis can also be used in geological profiling, so that parallel to sedimentological description we can track changes in mineral composition of analyzed rocks. They can be the basis for interpretation in thin-layer centers or support trajectory control of directional holes.

4

Kalibracja wyników analiz chemicznych piaskowców czerwonego spągowca wykonanych przenośnym spektrometrem XRF

Skupio Rafał, Zagórska Urszula, Kowalska Sylwia

Nafta-Gaz

|

2020

|

R. 76, nr 1

12--17

PL

Przenośne spektrometry fluorescencji rentgenowskiej z dyspersją energii (EDXRF) coraz częściej wykorzystywane są do określania składu chemicznego skał na potrzeby przemysłu naftowego. Wyniki badań pozwalają na wspomaganie interpretacji litologicznej lub jej wykonywanie na podstawie modeli mineralogicznych. W przypadku interpretacji ilościowej opartej na wynikach pomiarów przenośnym aparatem XRF wymagana jest wysoka dokładność analiz. W niniejszej pracy przedstawiono problemy, na które trzeba zwrócić uwagę podczas stosowania założonej metodyki pomiarowej, związane głównie z zaniżonymi wynikami dla pierwiastków lekkich (głównych). Testy przeprowadzono na próbkach sproszkowanych, pobranych z rdzeni wiertniczych uzyskanych podczas realizacji otworu wiertniczego ukierunkowanego na skały czerwonego spągowca. Pomiary wykonano przy użyciu spektrometru XRF S1 TITAN firmy Bruker. Przeprowadzone badania dotyczące kalibracji i wprowadzania poprawek pozwoliły na wyeliminowanie dwóch czynników wpływających na niedokładność analiz. Pierwszy z nich to postępujące zużycie lampy rentgenowskiej, które należy sprawdzać poprzez prowadzenie systematycznych pomiarów wzorca. Drugi dotyczy wpływu zmiany gęstości próbki po zmieleniu, co jest istotne w przypadku pierwiastków lekkich (głównie krzemu i glinu), gdyż powoduje obniżenie bezwzględnych wartości w wynikach pomiarów ręcznym aparatem XRF. Z uwagi na rodzaj analizowanego materiału skalnego skupiono się na kalibracji wyników głównych pierwiastków budujących matryce piaskowców czerwonego spągowca. Przedstawiono możliwość kalibracji wyników bezpośrednio w aparaturze, co skutkuje otrzymywaniem skalibrowanych wyników po każdym pomiarze, jak również kalibrację wyników w pliku zewnętrznym. Stosując kalibrację zewnętrzną, można uniknąć błędów spowodowanych zmianą matrycy skalnej, jednocześnie zapewniając możliwość ponownego przeliczenia wyników. Otrzymane współczynniki kalibracyjne znajdują zastosowanie w przypadku skał czerwonego spągowca i wykorzystanego spektrometru XRF z aktualnym oprogramowaniem i kalibracją GeoChem dostarczoną przez producenta. Zmiana któregoś z czynników wymaga przeprowadzenia ponownych badań i rekalibracji wyników. Modele mineralogiczne przygotowane na podstawie analiz XRF mogą być wykorzystane w przyszłości pod warunkiem stosowania odpowiednich współczynników kalibracyjnych.

EN

Handheld X-ray fluorescence spectrometers with energy dispersion (EDXRF) are increasingly used to determine the chemical composition of rocks for the oil and gas industry. The results of our research allow to create or support the lithological interpretation based on mineralogical models. In the case of quantitative interpretation based on the results of measurements using a handheld XRF device, high accuracy of measurements is required. This paper presents the problems to which attention should be paid when applying the assumed methodology, mainly related to the underestimated percentages for light (main) elements. The tests were carried out on powdered samples of drill cores taken from borehole directed to Rotliegend rocks. The measurements were carried out using Bruker’s XRF S1 TITAN spectrometer. The calibration and correction tests led to the elimination of two factors affecting the inaccuracy of the analyses. The first is the progressive aging of the X-ray tube, which should be checked by conducting systematic measurements of the standard reference material. The second concerns the effect of a change in the density of the sample after grinding, which has a significant impact on light elements (mainly silicon and aluminium), causing a decrease in absolute values in the results of measurements using a handheld XRF device. Due to the type of rock material analysed, the focus was on the calibration of the results of the main elements building the Rotliegend sandstone rock matrix. The paper presents the possibility of calibrating the results directly in the device, which results in obtaining calibrated results after each measurement, as well as calibration of results in an external file. By using external calibration, errors caused by changing the rock matrix can be avoided while ensuring that possibility the results can be recalculated. The resulting calibration coefficients are applicable to the Rotliegend rocks and the XRF spectrometer with current software and GeoChem calibrations provided by Bruker. A change in any of the factors requires re-testing and recalibration of the results. Mineralogical models prepared based on XRF analyses can be used in the future, if those appropriate calibration coefficients are used.

5

Zachowania konsumentów w obliczu rozwoju sharing economy

Kowalska Sylwia

Problemy Transportu i Logistyki

|

2019

|

nr 3 (47)

39--52

PL

Głównym celem artykułu jest zrozumienie przyczyn oraz prognozowanie kierunków rozwoju ekonomii współdzielenia w Polsce i we Włoszech. Jedno z pytań dotyczyło poziomu rozwoju trendu w obrębie dwóch grup społecznych - studentów narodowości polskiej oraz włoskiej. Przeprowadzone badania oraz opracowanie, które jest ich efektem, pozwoli na rozwiązanie problemu badawczego wiążącego się z nieznajomością obszarów, gdzie rozwój ten był najbardziej dynamiczny. Podstawowym narzędziem wykorzystanym do osiągnięcia celu był kwestionariusz ankiety wysłany do respondentów z Włoch oraz Polski - na podstawie analizy uzyskanych wyników zostały sformułowane wnioski. Podstawową konkluzją, którą można sformułować na podstawie przeprowadzonych badań, jest stwierdzenie, że trend ekonomii współdzielenia w większym stopniu jest rozwinięty we Włoszech.

EN

The main purpose of the article is to understand the causes and development path of the sharing economy in Poland and Italy. The main question that has been asked concerns the level of trend development within two social groups. The work and research carried out are to help guess in which areas this development has occurred to a greater extent. The basic tool used to achieve the goal is a questionnaire sent to respondents from Italy and Poland. Based on the analysis of the results obtained, conclusions were made. The main conclusion that can be drawn from the research carried out is that the sharing economy trend is more developed in Italy.

6

The national road fund and the railway fund as a source of financing for the development of transport infrastructure in Poland

Kowalska Sylwia

Problemy Transportu i Logistyki

|

2019

|

nr 2 (46)

29--38

EN

The article is a review paper whose main objective is to analyze and evaluate the National Road Fund and the Railway Fund as sources of financing infrastructural investments in the transport sector in Poland. The first part of the article presents the theoretical approach to the financing of transport infrastructure. The essence of investments in both road and rail infrastructure is presented. In addition, selected sources of fundraising for infrastructure investments were discussed on the basis of a literature review. The second part presents and compiles secondary data on financial flows in the National Road Fund and the Railway Fund. The receipts and expenditures of both Funds were analyzed and their importance in infrastructure financing was determined.

PL

Artykuł jest pracą przeglądową, której głównym celem jest analiza oraz ocena Krajowego Funduszu Drogowego oraz Funduszu Kolejowego jako źródeł finansowania inwestycji infrastrukturalnych w sektorze transportu w Polsce. W pierwszej części artykułu przedstawiono ujęcie teoretyczne finansowania infrastruktury transportu. Przedstawiona została istota inwestycji w infrastrukturę zarówno drogową, jak i kolejową. Ponadto zostały omówione wybrane źródła pozyskiwania funduszy na realizację inwestycji infrastrukturalnych na podstawie przeglądu literatury. W części drugiej przedstawiono oraz zestawiono dane wtórne dotyczące przepływów finansowych w Krajowym Funduszu Drogowym oraz Funduszu Kolejowym. Przeanalizowano wpływy i wydatki obu funduszy oraz określono ich znaczenie w finansowaniu infrastruktury.

7

Możliwości rozpoznania wybranych cech skał węglanowych na podstawie obrazu tomografii komputerowej (CT) oraz skanera mikroopornościowego (XRMI)

Urbaniec Andrzej, Drabik Katarzyna, Dohnalik Marek, Zagórska Urszula, Kowalska Sylwia

Prace Naukowe Instytutu Nafty i Gazu

|

2019

|

nr 225

1--230

PL

W monografii przedstawiono możliwości wykorzystania metody rentgenowskiej tomografii komputerowej (CT) pod kątem oceny stopnia odzwierciedlenia różnego typu cech skał węglanowych w uzyskanym obrazie tomograficznym. Wspomniana metoda stanowi jedno z bardziej precyzyjnych narzędzi stosowanych do analizowania metrowych odcinków rdzeni wiertniczych, zapewniających jednocześnie nieinwazyjny sposób badania skał i obrazowania ich struktury wewnętrznej. Skały węglanowe stanowią dosyć trudną do interpretacji grupę skał ze względu na swą bardzo dużą, często trudną do przewidzenia, zmienność szeregu cech i parametrów, takich jak: wykształcenie litologiczne, skład mineralny, historia procesów diagenetycznych, zawartość szczątków organicznych, porowatość, przepuszczalność oraz wiele innych. Metodyka tomografii komputerowej, z uwagi na swoją specyfikę określania zróżnicowania gęstościowego ośrodka skalnego, ma teoretycznie duży potencjał uzyskania lepszej rozdzielczości obrazowania niektórych cech, które mogą być niewidoczne bezpośrednio na powierzchni rdzenia (np. ze względu na jednolitą barwę lub stopień przekrystalizowania skały). Efektem pomiarów jest otrzymanie przestrzennego obrazu rdzenia w skali odcieni szarości. Kolory jasne odpowiadają fragmentom rdzenia o wysokiej absorpcji promieniowania X, a ciemne – obszarom o niskiej absorpcji. Na wielkość absorpcji promieniowania rentgenowskiego wpływ ma przede wszystkim gęstość ośrodka skalnego, jak również liczby atomowe pierwiastków wchodzących w skład poszczególnych minerałów. Badania tomograficzne, w celu uzyskania możliwie najbardziej wiarygodnych wyników, wykonano dla 72 interwałów rdzeniowych skał węglanowych o długości około 1 m, pochodzących łącznie z 8 otworów wiertniczych, zlokalizowanych na obszarze przedgórza i brzeżnej części Karpat. Wytypowany materiał rdzeniowy reprezentuje utwory węglanowe różnego wieku, od dewonu po kredę. Interpretację badań tomograficznych porównano ze szczegółową analizą sedymentologiczną wszystkich analizowanych odcinków rdzeni, co dało możliwość bezpośredniego porównania, które z badanych cech i w jakim stopniu ujawniły się w obrazie tomograficznym, a także czy obraz ten jest w stanie uzupełnić lub uszczegółowić wykonane opisy cech makroskopowych skał. Przedstawione informacje mają charakter jakościowy, tj. odnoszący się głównie do cech opisowych analizowanych skał węglanowych. Kolejnym celem niniejszej pracy było wykonanie korelacji głębokościowej obrazu ściany otworu uzyskanego w wyniku pomiaru skanerem elektrycznym XRMI™ firmy Halliburton z obrazem tomograficznym analizowanych interwałów rdzeniowych oraz rozpoznanie możliwości uszczegółowienia interpretacji obrazu mikroopornościowego na podstawie jego porównania z obrazem CT. W rozdziale 2 pracy przedstawiono ogólną charakterystykę pomiaru metodą rentgenowskiej tomografii komputerowej, uwzględniając specyfikę zastosowanego urządzenia pomiarowego. W rozdziale 3 omówiono podstawy teoretyczne pomiaru skanerem elektrycznym (XRMI™) oraz przetwarzania i interpretacji obrazu mikroopornościowego ściany otworu wiertniczego. W rozdziale 4 przedstawiono szczegółową charakterystykę sedymentologiczną i litofacjalną wykonaną na podstawie analizy cech makroskopowych wytypowanych do badań interwałów rdzeniowych. Rozdział 5 zawiera analizę stopnia odzwierciedlenia w zapisie tomograficznym wybranych cech strukturalnych i teksturalnych skał węglanowych, których geneza związana jest najczęściej bezpośrednio z procesem sedymentacji osadów lub też oddziaływaniem procesów diagenetycznych. Spośród różnych przebadanych elementów uwagę zwrócono na: strukturę gruzłową, teksturę biolitytową, teksturę onkolitową, brekcje i zlepieńce węglanowe, spotykane w skałach węglanowych typy warstwowania, szwy stylolitowe oraz efekty dolomityzacji. Rozdział 6 obejmuje analizę możliwości odtworzenia struktur biogenicznych spotykanych najczęściej w skałach węglanowych na podstawie ich zapisu tomograficznego. W ramach tego zagadnienia przebadano cały szereg form zapisu w stanie kopalnym charakterystycznych dla następujących grup organizmów: gąbek krzemionkowych i wapiennych, amfipor, koralowców kolonijnych i osobniczych, serpul, ślimaków, małżów (w tym charakterystycznych grup, takich jak inoceramy, skałotocza i małże z rodzaju Trichites), ramienionogów, liliowców i jeżowców. Ponadto zwrócono również uwagę na obecność bioturbacji. W rozdziale 7 przeanalizowano możliwości obrazowania za pomocą rentgenowskiej tomografii komputerowej różnych typów porowatości, kawernistości, a także szczelinowatości, zwracając uwagę na zróżnicowany stopień zabliźnienia szczelin (szczeliny otwarte i zabliźnione), jak również możliwość ich wypełnienia różnym materiałem mineralnym (np. cementem węglanowym lub anhydrytowym czy też substancją ilastą lub ilasto-marglistą). W rozdziale 8 omówiono wyniki korelacji obrazu tomograficznego rdzeni skał węglanowych z wysokorozdzielczym zapisem sondy XRMI™ na przykładzie czterech wybranych interwałów rdzeniowych. Na podstawie przeprowadzonych badań stwierdzono, że metoda rentgenowskiej tomografii komputerowej (CT) jest bardzo pomocna przy analizie różnego typu cech sedymentacyjnych i biogenicznych skał węglanowych. Należy podkreślić, że jest to metoda nieinwazyjna, dająca możliwość odtwarzania obrazu tomograficznego w różnych kierunkach bez konieczności mechanicznej ingerencji w materiał skalny, prowadzącej do niszczenia rdzenia. Wykonanie tomografii komputerowej rdzenia przed jego przecięciem i podziałem na część archiwalną i tzw. roboczą może być również bardzo przydatne dla potrzeb jego dokumentacji i archiwizacji, gdyż proces przecięcia rdzenia, a następnie pobór materiału do badań laboratoryjnych niosą ze sobą możliwość utraty niektórych istotnych informacji. Ma to szczególne znaczenie w przypadku skał węglanowych, które ze względu na swoją naturę mogą cechować się bardzo dużą zmiennością (pionową i poziomą) nawet na niewielkim odcinku rdzenia (rzędu kilku centymetrów). Wykonane w odpowiednim czasie badanie tomograficzne pozwala zachować kompletny obraz rdzenia, który może później zostać wykorzystany do różnego rodzaju analiz i interpretacji, jak również reinterpretacji pomiarów geofizycznych (w tym zwłaszcza pomiarów wykonanych skanerem elektrycznym). Do cech strukturalnych i teksturalnych najlepiej odzwierciedlonych w zapisie tomograficznym należały: struktura gruzłowa, różne typy warstwowania, przewarstwienia margliste lub ilasto-margliste, brekcja dolomityczna o teksturze agmatycznej, biolityty koralowcowe charakteryzujące się stosunkowo niewielkimi zmianami diagenetycznymi, szwy stylolitowe, a także efekty procesów selektywnej dolomityzacji. Spośród przebadanych struktur biogenicznych najlepiej odwzorowane w zapisie tomograficznym zostały: koralowce kolonijne, amfipory i kolce jeżowców, a w mniejszym stopniu także gąbki krzemionkowe oraz muszle mięczaków. Analiza różnych przykładów struktur biogenicznych zachowanych w skałach węglanowych wskazała wyraźnie na bardzo istotną rolę zarówno pierwotnego składnika mineralnego budującego elementy szkieletowe, jak też procesów diagenetycznych, mających bezpośredni wpływ na stan zachowania tych elementów. Na podstawie przeanalizowanych materiałów stwierdzono, że porowatość i szczelinowatość są jednymi z najlepiej odwzorowanych w zapisie tomograficznym cech skał węglanowych. W obrazie CT na ogół w bardzo dobrym stopniu czytelne są szczeliny otwarte, szczeliny wypełnione anhydrytem oraz szczeliny wypełnione materiałem ilastomarglistym. Natomiast szczeliny zabliźnione kalcytem rozpoznawalne są w różnym stopniu, w zależności od składu mineralnego tła skalnego. Obraz tomograficzny rdzeni może mieć również duże znaczenie w interpretacji pomiarów geofizycznych, w tym zwłaszcza wykonanych skanerem elektrycznym. Przydatność metody CT jest szczególnie istotna w przypadku odwiertów z zachowanym materiałem rdzeniowym, w których nie wykonano kompletu badań geofizyki otworowej, gdyż umożliwia ona wyliczenie ciągłych profilowań dla niektórych parametrów (takich jak gęstość czy porowatość) wzdłuż przebadanych interwałów rdzeniowych.

EN

The monograph presents the possibilities of using X-ray computed tomography (CT) method to reflect various types of carbonate rock features in an obtained tomographic image. The technique discussed is one of the most accurate methods used in the analysis of drill cores, providing a non-invasive method of studying rocks and imaging their internal structure. Carbonate rocks are a specific group of rocks, very difficult to interpret due to a high variability of a number of parameters, such as: lithology, mineral composition, biogenic structure content, porosity, permeability, and others. The method of X-ray computed tomography (CT) can be very helpful in the analysis of various carbonate rocks features because of it enables density diversification determination of a rock medium. This methodology has a high potential to obtain better resolution with respect to certain features, macroscopically invisible in the core (e.g. due to a homogeneous colour or the effect of recrystallization). The measurements result in obtaining a spatial image of the core in the greyscale. Light colours correspond to the core fragments with a high X-ray absorption, and the dark ones to the areas of low absorption. The amount of X-ray radiation absorption is primarily affected by the density of the rock medium, as well as the atomic number of the elements included in the individual minerals. 72 sections of drill cores, approx. 1m long each, were selected for tomographic examinations to obtain results as reliable as possible. The selected core material represents carbonate formations of various ages (from Devonian to Cretaceous), originating from the boreholes situated in the Carpathian Foreland and Carpathian basement areas. The interpretation of tomographic examinations was connected with a detailed sedimentological analysis of all core sections, allowing to carry out direct comparisons, as to which of the studied features and to what extent were disclosed in the CT images, and also whether this image can supplement or make the prepared descriptions more detailed. The presented information has a qualitative nature, i.e. referring mainly to descriptive features of the analyzed carbonate rocks. Another aim of this work was to compare and refine the interpretation of the borehole micro-imager, obtained as a result of measurements by Halliburton’s XRMI™ electrical scanner, based on its comparison with the tomographic image of the analyzed core intervals. Chapter 2 describes the general characteristic of the X-ray computed tomography method measurement, as well as the specificity of the measuring equipment. Chapter 3 includes the theoretical framework of the measurement principles, image processing and application of X-tended Range Micro Imager (XRMI™) (the wireline borehole imaging tool). Chapter 4 presents detailed sedimentological and lithofacial characterization based on the analysis of macroscopic features of the selected core intervals. Chapter 5 includes the analysis of selected structural and textural features of carbonate rocks in the tomographic imaging. The following features were analyzed: nodular structures, texture of biolithites, oncolithic textures, carbonate breccias and conglomerates, various types of stratification found in carbonate rocks, stylolites, dolomitization effects. Chapter 6 contains the analysis of the biogenic structures, most often found in carbonate rocks, based on their tomographic image. As part of this issue, a number of fossil record forms were studied. They are characteristic of the following groups of organisms: siliceous and calcareous sponges, amphiporas, colonial and individual corals, serpulids (tube-dwelling polychaetes), gastropods, bivalves (including characteristic groups such as inoceramids, boring and nestling bivalves, as well as thick-walled Trichites shells), brachiopods, crinoids and echinoids. In addition, attention was paid to the presence of bioturbations. Chapter 7 presents the possibilities of X-ray computed tomography imaging of various types of porosity, cavernosity and fractures. The open fractures, calcite and anhydrite-filled fractures, as well as fractures filled with clay minerals were analyzed. Chapter 8 includes the correlation possibilities of the carbonate rock cores tomographic images with the high-resolution XRMI™ images on the example of four selected core intervals. The method of X-ray computed tomography (CT) can be very helpful in the analysis of various carbonate rocks features, such as structural and textural features, as well as biogenic structures. The discussed technique, as a non-invasive method, renders a possibility to reflect the CT image in various directions, without the necessity of mechanical interference in the rock material, resulting in the core destruction. Application of the X-ray computed tomography before dividing the core into archive and so-called ‘working’ parts can be very useful for the core documentation and archiving. The tomographic examination, carried out at the appropriate time, allows to preserve a complete image of the core. X-ray computed tomography data can also be used for various analyses and interpretations, including geophysical logs reinterpretation and borehole imaging. The structural and textural features, best reflected in the tomographic record, included: the nodular structures, different types of stratification, the marly or clay-marly interlayers, the dolomitic breccia with agmatitic texture, the coral biolithites which had not changed much as a result of diagenetic processes, the stylolitic seams, as well as the effects of selective dolomitization processes. Among the examined biogenic structures, the following were best represented in the tomographic records: colonial corals, amphiporas and echinoid spines. Siliceous sponges and shells of molluscs were also relatively well reflected. The analysis of various examples of biogenic structures preserved in carbonate rocks clearly indicated the very important role, of both the original mineral component building skeletal elements, as well as diagenetic processes having a direct impact on the state of preservation of these elements. Porosity and fracturing are the best represented features of carbonate rocks in the CT image. Open fractures as well as fractures filled with anhydrite or with clay-marly material are generally well reflected in the CT image. Fractures filled with calcite are variously recognizable, depending on the mineral composition of the rock background. The tomographic imaging of the cores may also be very important in the interpretation of geophysical logs. The usefulness of the CT method is particularly important for wells with preserved core material, in which no complete set of borehole geophysics has been done. Continuous profiles of some parameters (such as density or porosity) along the studied core intervals can be calculated from the tomographic image.

8

Thermal history of Lower Palaeozoic rocks from the East European Platform margin of Poland based on K-Ar age dating and illite-smectite palaeothermometry - 481 – 509

Kowalska Sylwia, Wójtowicz Artur, Hałas Stanisław, Wemmer Klaus, Mikołajewski Zbigniew, Buniak Arkadiusz

Annales Societatis Geologorum Poloniae

|

2019

|

Vol. 89, No. 4

481--509

EN

Large-scale shale gas prospecting in the Polish part of the East European Platform did not discover large reserves of this resources. The article presents new research indicating that one of the reasons for the lack of shale gas relates to the thermal history of the Lower Palaeozoic rocks. Illite-smectite palaeothermometry was used to reconstruct the history of the platform and determine the maximum temperatures to which these rocks were subjected. The age of illitisation was also constrained using the K-Ar method. This method allowed precise dating of the maximum age of thermal transformations due to the deposition of numerous pyroclastic horizons (K-bentonite) throughout the entire geological profile from the Cambrian to the Silurian. Isotopic dating was made on over 53 samples of Lower Palaeozoic bentonites and low-grade metamorphic clays. These results were supplemented by analysis of the degree of thermal (smectite to illite) transformation in the profiles of 37 deep boreholes. 11 zones could be distinguished with different tectonic histories within the Polish part of the East European Platform edge. Maximum heating occurred in this region at about 320–340 Ma, corresponding to the Early Carboniferous or the turn of the Early and Late Carboniferous, phase A of the Variscan orogeny, known as the Sudetian phase. In the southern part of study area, the maximum of thermodiagenesis is slightly younger – 270–290 Ma, which responds to the Early Permian, the Asturian phase, the last phase of the Variscan orogeny. This means that the generation of hydrocarbons occurred before significant Mesozoic exhumation of the Polish part of the East European Platform, which led to the escape of a considerable amount of the gas generated. The study also presents the results of an interlaboratory comparison of illite age dating using the K-Ar and Ar-Ar methods. The comparison was conducted to find out what realistic error should be considered when interpreting geological K-Ar dating results.