Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Zastosowanie nieinwazyjnych pomiarów rdzeni wiertniczych do zwiększenia informacji na temat parametrów skał zbiornikowych

Skupio Rafał

Prace Naukowe Instytutu Nafty i Gazu

|

2022

|

nr 237

1--183

PL

Badania przeprowadzone w ramach przygotowywania monografi i ukierunkowane były na utworzenie systemu pomiarowo-interpretacyjnego, którego rezultatem jest otrzymanie wiarygodnych wyników profilowań geofizyki otworowej z dokładnością pomiarów laboratoryjnych. Ciągłe pomiary rdzeni wiertniczych pozwoliły na wygenerowanie profilowań pozbawionych wpływu otworu oraz ułatwiły dopasowanie głębokościowe rdzenia do pomiarów otworowych. W pracy wydzielono cztery główne rozdziały dotyczące: metodyki badawczej wraz z opisem stosowanych urządzeń, częściowych wyników pomiarów rdzeni wykonanych na różnych typach skał, propozycji systemu prowadzenia badań oraz kompleksowej interpretacji danych dla wybranych otworów. Część metodyczna dotyczyła opisu aparatury do ciągłych pomiarów rdzeni wiertniczych w zakresie naturalnej promieniotwórczości gamma (K, U, Th) wraz z aplikacją do pomiarów gęstości objętościowej metodą gamma-gamma, spektrometrów fluorescencji rentgenowskiej XRF do pomiarów składu chemicznego skał oraz tomografi i komputerowej CT do obrazowania struktury rdzeni, jak również wyznaczania gęstości radiologicznej w jednostkach Hounsfi elda (HU). Badania skał przeprowadzono na materiale reprezentującym utwory o zróżnicowanej litologii, takie jak: łupki, piaskowce, wapienie, dolomity, anhydryty, mułowce oraz heterolitowe kompleksy piaskowcowo-mułowcowo-iłowcowe. Wyniki pomiarów wykonanych z zastosowaniem poszczególnych metod zostały szczegółowo opisane oraz zestawione z punktowymi wynikami pomiarów laboratoryjnych i profilowaniami otworowymi. Pomiary testowe wraz z przetwarzaniem i interpretacją danych wykonano na rdzeniach pochodzących z pięciu otworów wiertniczych (T-1, O-4, Pt-1, L-7, P-5H), natomiast kompleksową interpretację wyników badań przeprowadzono dla trzech otworów wiertniczych (J-1, P-4, T-2). Nowa metodyka spektrometrycznych pomiarów gamma pozwoliła na uzyskanie dokładnych koncentracji potasu, uranu i toru, zarówno w skałach o wysokiej, jak i niskiej radioaktywności. Wyniki badań umożliwiły standaryzację archiwalnych profi lowań gamma, wykonanych sondami typu radzieckiego z imp/min do jednostek standardowych API oraz uzyskanie danych na temat zawartości K, U, Th w interwale rdzeni. Zastosowanie źródła Cs-137 w aparaturze do pomiarów gamma umożliwiło przeprowadzenie pomiarów gęstości objętościowej w jednostkach g/cm3. Interpretacja litologiczna wykonana na podstawie pomiarów XRF i modeli mineralogiczno-chemicznych pozwoliła uzyskać profi le o zwiększonej rozdzielczości oraz większej liczbie składników mineralnych w stosunku do interpretacji pomiarów otworowych. Ponadto wykazano, że metodyka pomiarowa XRF może być stosowana podczas kierowania trajektorią otworu wiertniczego. Wyniki badań rdzeni metodą tomografi i komputerowej CT przedstawiono w postaci połączonych obrazów oraz ciągłych krzywych zmian gęstości w jednostkach HU. Zdobyte doświadczenie i przedstawienie pełnego zakresu prac pomiarowych oraz interpretacyjnych pozwoliły na zaproponowanie procedury prowadzenia pełnego zakresu analiz, z uwzględnieniem różnego rodzaju materiału dostarczonego do badań. Procedura uwzględnia zarówno pełny zakres analiz, jak również pomiary wybranych parametrów, w zależności od zapotrzebowania zleceniodawcy.

EN

The research carried out in the monograph aimed to create a measurement and interpretation system which is to obtain reliable results of well logging with the accuracy of laboratory measurements. Continuous core measurements allow for the generation of logging results without the impact of the borehole and facilitate the depth matching of the core to well log data. Four main chapters can be distinguished in this work: research methodology with a description of the devices used; partial results of core measurements made on various types of rocks; a proposal for a research system, and comprehensive data interpretation for selected boreholes. The methodological part concerned the description of the equipment for continuous measurements of cores in the field of natural gamma radioactivity (K, U, Th) with the application for bulk density measurements using the gamma-gamma method, X-ray fl uorescence spectrometers (XRF) for measuring the chemical composition of rocks and computed tomography (CT) for imaging of the core structure as well as determination of radiological density in Hounsfi eld units (HU). Rock studies were carried out on material representing formations of diff erent lithologies, such as shales, sandstones, limestones, dolomites, anhydrite, siltstones and heterolithic sandstone-siltstone-claystone complexes. The results of measurements made using individual methods have been described in detail and compared with the results of laboratory measurements and well logging data. Test measurements with data processing and interpretation were made on the cores from five boreholes (T-1, O-4, Pt-1, L-7, P-5H), whereas a comprehensive interpretation of the results was carried out for three other boreholes (J-1, P-4, T-2). The new methodology of spectral gamma measurements made it possible to obtain precise concentrations of potassium, uranium and thorium in rocks with high and low radioactivity. The results made it possible to standardise the archival gamma-ray logs made with the Russian-type probes from imp/min to API standard units and to obtain data on the content of K, U, and Th in the core intervals. Using the Cs-137 source in the device for the gamma equipment made it possible to carry out measurements of the bulk density in g/cm3 units. The lithological interpretation based on XRF measurements and mineralogical-chemical models allowed to obtain logs with increased resolution and a more signifi cant number of minerals than was the case with the interpretation of the well logging. In addition, it has been shown that the XRF measurement methodology can be used during the geosteering procedure. The results of the core tests using the CT computed tomography method were presented in combined images and continuous curves of density in HU units. The experience and the presentation of the full scope of measurement and interpretation workflow allowed to propose a procedure for conducting a full range of analyses, considering various types of material provided for research. The procedure considers the full range of analyses as well as the measurements of selected parameters depending on the client’s needs.

2

Kompleksowa interpretacja profilu otworu obejmującego skały anhydrytowe, węglanowe i mułowcowe wykonana na podstawie badań rdzeni wiertniczych z zastosowaniem metod nieniszczących

Skupio Rafał, Kubik Benedykt, Drabik Katarzyna, Przelaskowska Anna

Nafta-Gaz

|

2022

|

R. 78, nr 9

641--653

PL

Niniejsza praca została poświęcona kompleksowej interpretacji interwałów otworu wiertniczego B-7, w przypadku którego dysponowano rdzeniami zbudowanymi z takich skał jak anhydryty, dolomity, węglany oraz mułowce. Do przeprowadzenia badań wykorzystane zostały dane uzyskane na podstawie ciągłych pomiarów rdzeni wiertniczych z zastosowaniem metod tomografii komputerowej (CT), fluorescencji rentgenowskiej (XRF) oraz naturalnej promieniotwórczości gamma (GR) wraz z pomiarem gęstości objętościowej (gamma-gamma). Wymienione metody wchodzą w zakres pomiarów nieniszczących; z wykorzystaniem odpowiednich kalibracji mogą być prowadzone na połówkach rdzeni archiwalnych. Dla uzyskania szczegółowej interpretacji profilowań rdzeni wiertniczych wymagane jest wykonanie laboratoryjnych pomiarów referencyjnych. W przypadku rdzeni z otworu B-7 badania laboratoryjne przeprowadzono na próbkach pobranych z roboczej części rdzenia. Zakres badań stacjonarnych obejmował pomiary składu chemicznego (ICP-MS/OES), mineralnego (XRD), promieniotwórczości naturalnej gamma (K, U, Th), gęstości objętościowej oraz porowatości. Wyniki pomiarów laboratoryjnych posłużyły do sprawdzenia jakości danych oraz do kalibracji ciągłych pomiarów rdzeni w postaci połówek walca (część archiwalna). Na podstawie skalibrowanych danych XRF i badań XRD utworzono modele mineralogiczno-chemiczne dla skał anhydrytowych, węglanowych i mułowcowych, dzięki którym przeprowadzono interpretację litologiczną. Badania gęstości i porowatości posłużyły do kalibracji krzywych gęstości uzyskanych z metody gamma-gamma oraz CT. W ramach kompleksowej interpretacji danych geofizycznych wyniki z ciągłych pomiarów rdzeni zostały porównane z profilowaniami geofizyki wiertniczej oraz z wynikami badań laboratoryjnych. Łącznie przebadano około 28 metrów rdzeni wiertniczych. Ponadto wykonano zestawienie wyników interpretacji litologicznej z pomiarów otworowych, jak i pomiarów na rdzeniach. Końcowe zestawienia zaprezentowano w postaci krzywych wynikowych oraz słupków litologicznych w domenie głębokości. Wybrane interwały rdzeni pozwoliły na przetestowanie stosowanej aparatury oraz metod interpretacji w szerokim zakresie zmienności litologicznej.

EN

This paper deals with the comprehensive interpretation of the B-7 borehole core intervals, which were composed of rock such as anhydrites, dolomites, carbonates and mudstones. Data obtained on the basis of continuous measurements of cores with the use of computed tomography (CT), X-ray fluorescence (XRF) and natural gamma radioactivity (GR) method with the application of bulk density measurement (gamma-gamma) were used to carry out the study. These methods are included in the scope of non-destructive measurements, and with the use of appropriate calibrations, they can be carried out on the halves of archival cores. For a detailed interpretation of core profiles, laboratory measurements are required for reference values. In the case of cores from the B-7 borehole, laboratory tests were carried out on samples taken from the part of the core intendent for research. The scope of stationary tests included the measurements of chemical composition (ICP-MS/OES), mineral composition (XRD), natural gamma radioactivity (K, U, Th), bulk density and porosity. The results of the laboratory measurements were used to check the quality of the data and to calibrate the continuous measurements of the cores in the form of half cylinders (archival part). On the basis of calibrated XRF data and XRD tests, mineralogical and chemical models were created for anhydrite, carbonate and mudstone rocks, with the use of which lithological interpretation was performed. The density and porosity tests were used to calibrate the density profiles obtained from the gamma-gamma and CT methods of the core measurements. As part of the comprehensive interpretation of geophysical data, the results of continuous core measurements results were compared with the well logging and the laboratory tests. About 28 meters of drill cores were tested in total. Furthermore, the final summaries are presented in the form of the well and core logs as well as lithological interpretation which was made based on the well logs and the measurements of the cores was presented in the depth domain. The selected core intervals allowed for the testing of the equipment and interpretation methods used in a wide range of lithological variability.

3

Określanie składu chemicznego i mineralnego skał z wykorzystaniem przenośnego spektrometru XRF pracującego w atmosferze helu

Skupio Rafał

Nafta-Gaz

|

2021

|

R. 77, nr 4

227--234

PL

W pracy przedstawiono możliwości prowadzenia pomiarów chemicznych z zastosowaniem przenośnego spektrometru fluorescencji rentgenowskiej z dyspersją energii EDXRF w atmosferze helu. Metodyka badawcza wraz z tworzeniem modeli i interpretacją danych powstała w oparciu o zastosowanie aparatu XRF firmy Bruker, model Tracer 5g. Prowadzenie pomiarów w atmosferze helu umożliwia obniżenie progów detekcji dla pierwiastków lekkich, w tym określanie udziałów sodu (Na) i magnezu (Mg) oraz pierwiastków wchodzących w zakres spektrometrycznego profilowania gamma: potasu (K), uranu (U) i toru (Th). Jednym z elementów nowej procedury pomiarowej jest przygotowanie preparatów w formie pastylek, przy użyciu prasy hydraulicznej o sile nacisku do 25 ton. Pomiary w atmosferze helu mogą być wykonywane jedynie na materiale skonsolidowanym (lita skała, rdzeń wiertniczy lub twarda pastylka). Materiał do badań został pobrany z rdzeni wiertniczych, następnie skwartowany i rozdzielony na poszczególne analizy. Wyniki analiz XRF uzyskane metodą, w której zastosowano przepływ helu, porównano z wynikami pomiarów wykonanych standardową aparaturą XRF, chemicznych badań laboratoryjnych, analiz składu mineralnego XRD oraz badań naturalnej promieniotwórczości gamma. Analizy XRF bez możliwości prowadzenia pomiarów w atmosferze helu wykonane zostały aparatem Titan S1 (firmy Bruker). Badania przeprowadzono na próbkach skał pochodzących z dwóch otworów wiertniczych – P4 (19 próbek) i J1 (11 próbek). W przypadku P4 dysponowano dokładnymi pomiarami laboratoryjnymi ICP-MS (ang. Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry), ICP-OES (ang. Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry) oraz wynikami XRD, natomiast w J1 – wynikami badań radiometrycznych i mineralnych. W próbkach z otworu J1 występowały skalenie oraz dolomit, co umożliwiło przetestowanie budowy modeli uwzględniających te minerały w odniesieniu do wyznaczenia udziałów sodu i magnezu. W końcowej części pracy przedstawiono wykresy korelacyjne dla wybranych, najważniejszych pierwiastków budujących matrycę skalną, modele mineralno–chemiczne zbudowane na ich podstawie oraz wykresy korelacyjne dla spektrometrycznych pomiarów gamma.

EN

In the paper, author presented the possibility of conducting chemical measurements in a helium atmosphere using a portable Energy Dispersive X-Ray Fluorescence spectrometer (EDXRF). The methodology, model creation and data interpretation were based on the Tracer 5g XRF (Bruker) application. Measurements in a helium atmosphere enable the reduction of detection limits for light elements, including the determination of sodium (Na) and magnesium (Mg), as well as elements applied in the spectral gamma-ray profiling range: potassium (K), uranium (U) and thorium (Th). One of the new measurement procedure aspects is the preparation of pellets using a hydraulic press with a pressure of up to 25 tons. Measurements with helium flow can only be performed on a consolidated material (solid rock, drill core, or pellet). The material for the research was taken from the cores, then quartered and divided into individual analyses. The results of the XRF analyses obtained with the helium flow method were compared to measurements made with standard XRF equipment, chemical laboratory tests, the results of XRD mineral analyses, and tests of natural gamma radioactivity. XRF analyses without the possibility of conducting measurements in a helium atmosphere were performed with the Titan S1 apparatus (Bruker). The tests were carried out on rock samples from two boreholes, P4 (19 samples) and J1 (11 samples). In P4, precise laboratory measurements ICP-MS (Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry), ICP-OES (Inductively Coupled Plasma Optical Emission Spectrometry) and XRD results were available, while in the J1, radiometric and mineral tests were performed. Feldspars and dolomites were present in the samples from the J1 borehole, which made it possible to test the construction of models incorporating these minerals in relation to sodium and magnesium. The final part of the work presents correlation diagrams for selected, most essential elements forming the rock matrix, mineral and chemical models built on their basis and correlation diagrams for gamma spectrometric measurements.

4

Pomiar gamma-gamma oraz komputerowa tomografia rentgenowska na rdzeniach wiertniczych skał osadowych

Skupio R., Dohnalik M.

Nafta-Gaz

|

2017

|

R. 73, nr 8

571--582

PL

Metody badawcze wykorzystujące absorpcję promieniowania elektromagnetycznego zostały zastosowane do ciągłych pomiarów gęstości rdzeni wiertniczych pobranych ze skał różniących się litologią oraz właściwościami petrofizycznymi. Pomiary gamma-gamma oraz tomografia komputerowa pozwalają na rejestrację profilu zmian gęstości z dużą rozdzielczością, bez ingerencji w analizowany materiał – metody nieinwazyjne. Zastosowanie badań całych rdzeni pozwoli na wprowadzenie oszczędności w budżetach firm poszukiwawczych, które często ograniczają rdzeniowanie, a przez to pomiary laboratoryjne do minimum. W przypadku występowania w badanych rdzeniach cienkich wkładek skał o odmiennej litologii, szczelin oraz żyłek kalcytowych – analizy wykonane na całym dostępnym materiale znacznie zwiększą możliwości interpretacyjne geofizyki otworowej. Do przeprowadzenia badań wykorzystano spektrometr gamma z aplikacją do pomiarów gęstości elektronowej (gamma logger core density – GLCD) oraz medyczny tomograf komputerowy z aplikacją konwertującą pliki graficzne na ciągły profil zmian gęstości wyrażonej w jednostkach Hounsfielda (computed tomography core density – CTCD). W pracy przedstawiono metodykę rejestracji parametrów oraz interpretację otrzymanych wyników.

EN

Methods based on electromagnetic radiation absorption were applied to continuous density measurements, on rock cores of diverse lithology and petrophysical properties. Non-destructive techniques such as gamma-gamma and computed tomography measurements, allow for high resolution density core logging. Application of the proposed methods to whole core studies, helps with saving budget of companies, that reduces coring and laboratory measurements to minimum. In case of the occurrence of thin layers with different lithology, fractures or calcium veins, analysis performed on the entire available material will significantly increase the capabilities of well logging interpretation. To perform the tests, gamma spectrometer with bulk density application (gamma logger core density – GLCD) and medical tomography with an application which converts image files to continuous profile of density changes expressed in Hounsfield units (computed tomography core density – CTCD) were used. In this study the measurement method and the results interpretation technique were presented.