Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

The use of non-invasive ERT method to diagnose karst in road engineering in the Lublin Upland (Poland)

Maślakowski Maciej, Lejzerowicz Anna, Pacanowski Grzegorz, Kuszyk Rafał

Archives of Civil Engineering

|

2024

|

Vol. 70, nr 1

557--571

EN

Appropriate design in linear construction depends on many factors, including detailed geological conditions. One of the biggest problems are unrecognized erosion forms, in particular karst ones, which have a huge impact on the design and subsequent operation of roads. For this purpose, in addition to conventional methods such as drilling or geotechnical probing, which are point-based, non-invasive spatial geophysical methods are used. This article presents an example of the use of geoelectrical surveys, Electrical Resistivity Tomography (ERT) for the recognition of karst zones for linear investments. The article describes ERT investigations, which to some extent allows to identify dangerous karst phenomena occurring in the Lublin Upland (Poland), which are of great importance at the design stage of roads and in their further safe operation. Non-invasive geophysical research has been verified and confirmed by traditional geotechnical research, which confirms the effectiveness of their use. The Electrical Resistivity Tomography was used as a method providing a broader spectrum of knowledge on the spatial arrangement of soil layers in the subgrade of the planned road investments. It also enabled a more accurate, more detailed interpretation of geotechnical studies. The described geophysical investigations opens wide possibilities for their application to researchers. In the future, non-invasive methods have a chance to become as reliable as geotechnical methods, but this requires a lot of research to improve the effectiveness and accuracy of the interpretation of the obtained results.

PL

Odpowiednie projektowanie w budownictwie liniowym zależy od wielu czynników, w tym szczegółowo rozpoznanych warunków geologicznych. Jednym z największych problemów stanowią nierozpoznane formy erozyjne w szczególności krasowe mające ogromny wpływ na projektowanie i późniejszą eksploatację dróg. W tym celu poza metodami konwencjonalnymi takimi jak wiercenia czy sondowania geotechniczne które s ą punktowe, wykorzystuje się metody geofizyczne przestrzenne – nieinwazyjne. W niniejszym artykule przedstawiono przykład zastosowania badan geoelektrycznych dla rozpoznania stref krasu dla projektów liniowych. Metody geofizyczne od lat cieszą się dużą popularnością w trakcie rozpoznawania warunków gruntowo-wodnych. Mimo, iż w dalszym ciągu uchodzą za metody nowatorskie to już na stałe zostały wpisane jako obowiązkowe podczas rozpoznawania warunków geologicznych czy geotechnicznych. Są oczywiście weryfikowane przez szczegółowe badania geotechniczne, nie mniej jako badania uważane za przestrzenne pozwalają na szersze spojrzenie pod powierzchnię terenu i wyłapania ewentualnych zagrożeń do których należą różnego rodzaju zagłębienia erozyjne wypełnione słabonośnymi gruntami czy nawet pustki powstałe na skutek procesów krasowych. Do najdokładniejszych metod geofizycznych należy tomografia elektrooporowa (Electrical Resistivity Tomography, ERT) wykorzystująca zjawisko różnego przewodnictwa prądu elektrycznego gruntu w zależności od jego składu i struktury. W artykule zostały opisane badania ERT pozwalające w pewnym stopniu rozpoznać niebezpieczne zjawiska krasowe zachodzące na Wyżynie Lubelskiej, które mają bardzo duże znaczenie na etapie projektowania dróg oraz w ich dalszej bezpiecznej eksploatacji. Nieinwazyjne badania geofizyczne zostały zweryfikowane i potwierdzone tradycyjnymi badaniami geotechnicznymi co potwierdza skuteczność ich stosowania. Przedstawiona metoda tomografii elektrooporowej (ERT) została wykorzystywana jako metoda dająca szersze spektrum wiedzy na temat przestrzennego ułożenia warstw gruntowych w podłożu projektowanych inwestycji drogowych. Umożliwiła również dokładniejszą, bardziej szczegółową interpretację ę badan geotechnicznych. Dzięki metodzie ERT ułatwione zostało wskazanie strefy możliwego występowania krasu lub rozcięć erozyjnych – w skałach węglanowych, możliwych pustek krasowych lub rozcięć wypełnionych osadami czwartorzędowymi, głównie w postaci piaszczystych lub gliniastych zwietrzelin. Na ich podstawie wytypowano obszary trwających procesów geodynamicznych, które zakwalifikowano do skomplikowanych warunków gruntowych. Przedstawiona interpretacja wyników badan ERT niestety w dalszym ciągu nie jest jednoznaczna i wymaga potwierdzenia badaniami szczegółowymi za pomocą inwazyjnych badan geologicznych, takich jak wiercenia lub sondowania. Poza rozpoznaniem w miarę dokładnych granic poszczególnych wydzieleń nie otrzymano żadnych informacji szczegółowych, takich jak dokładny skład gruntu czy tez jego stan, stąd tez wskazanie miejsc występowania realnych dysfunkcji nie było proste. Opisane badania geofizyczne otwierają przed badaczami szerokie możliwości ich zastosowania. W przyszłości metody nieinwazyjne mają szansę stać się równie wiarygodne jak metody geotechniczne, lecz wymaga to przeprowadzenia wielu badań poprawiających skuteczność i trafność interpretacji uzyskiwanych wyników.

2

Fusion of differential analysis of volumetric strain method (dilatometric thermoporometry) and mercury intrusion porosimetry method for pore space characterization in carbonate rocks

Skowera Karol

Structure and Environment

|

2023

|

Vol. 15, no. 2

90--98

EN

Many characteristics of capillary-porous materials, including limestones and dolomites, depend on the structure of the pore space of a given material, so the article attempts to accurately determine the geometric characteristics of pores and their ability to transport water. Much information on the pore structure of carbonate rocks can be obtained from literature studies. There is a lack of information on the use of full hysteresis dilatometric thermoporometry methods for this purpose, as well as the fusion of differential analysis of volumetric strain (DAVS) results with mercury intrusion porosimetry (MIP) results. The subject of the research presented in this article is the analysis of pore structure in carbonate rocks using the method of differential analysis of volumetric strain and mercury intrusion porosimetry. Based on the measurements made, the pore size, pore volume, content of empty pores and pores containing water incapable of phase transformation were analyzed. The geometry of mesopores of rock samples examined by differential analysis of volumetric strain and mercury intrusion porosimetry was compared. A fusion of the distribution of mesopores from the DAVS study with a part of the distribution of meso- and macropores obtained by the MIP study was performer.

PL

Wiele cech materiałów kapilarno-porowatych, w tym wapieni i dolomitów, zależy od struktury przestrzeni porowej danego materiału, dlatego w artykule podjęto próbę dokładnego określenia cech geometrycznych porów i ich zdolności do transportu wody. Wiele informacji na temat struktury porów skał węglanowych można uzyskać ze studiów literaturowych. Brakuje informacji na temat wykorzystania w tym celu metod termoporometrii dylatometrycznej z pełną histerezą, a także połączenia wyników różnicowej analizy odkształceń (DAVS) z wynikami porozymetrii rtęciowej (MIP). Przedmiotem badań przedstawionych w niniejszym artykule jest analiza struktury porów w skałach węglanowych z wykorzystaniem metody różnicowej analizy odkształceń i porozymetrii rtęciowej. Na podstawie przeprowadzonych pomiarów przeanalizowano wielkość porów, objętość porów, zawartość porów pustych oraz porów zawierających wodę niezdolną do przemiany fazowej. Porównano geometrię mezoporów próbek skalnych badanych metodą różnicowej analizy odkształceń i porozymetrii rtęciowej. Wykonano fuzję rozkładu mezoporów z badania DAVS z częścią rozkładu mezo- i makroporów uzyskanych w badaniu MIP.

3

Wstępne badania diagenezy utworów wapienia muszlowego w północnej części regionu śląsko-krakowskiego (otwór 25-BN Biskupice)

Dymowski Witold

Przegląd Geologiczny

|

2023

|

Vol. 71, nr 5

274--278

EN

The paper presents investigation on diagenesis of Muschelkalk carbonates in the 25-BN Biskupice borehole, NE part of the Silesian-Cracow region. A cycle of dissolution and neomorphic alterations has been identified in the dolomites, Fe-dolomites and calcites occurring at the medium and late stages of diagenesis based on the analytical results of petrographic, cathodoluminescence and SEM methods.

4

Potencjał geotermalny utworów węglanowych górnej jury w rejonie Tarnowa

Miziołek Mariusz, Urbaniec Andrzej, Filipowska-Jeziorek Kinga, Bartoń Robert, Filar Bogdan, Moska Agnieszka, Kwilosz Tadeusz

Nafta-Gaz

|

2023

|

R. 79, nr 5

300--315

PL

W artykule zaprezentowano wyniki analizy sejsmicznej i otworowej dla utworów jury górnej z rejonu usytuowanego na południe i południowy wschód od Tarnowa, której celem było określenie potencjału geotermalnego tego obszaru. Przeprowadzona analiza geologiczno-złożowa wykazała, że skały węglanowe górnej jury są dobrym kolektorem wód geotermalnych, a najbardziej perspektywiczne do uzyskania większych wydajności są strefy uskokowo-szczelinowe oraz strefy pogrążonego paleokrasu. Świadczą o tym opróbowania przeprowadzone w otworach wiertniczych w interwale skał górnojurajskich, które wykazały przypływy wód termalnych o wydajnościach do 30 m3 /h i temperaturze rzędu 50–80°C. Duża część z tych opróbowań związana jest bądź to ze strefami spękań i uskoków, bądź też z przypowierzchniową strefą rozwoju paleokrasu. Wspomniane utwory górnej jury zalegają w obszarze badań na głębokości od 1600 m do ponad 3000 m p.p.m. W ich nadkładzie występują węglanowe utwory kredy górnej, klastyczne utwory miocenu (autochtonicznego i jednostki zgłobickiej) oraz utwory jednostek tektonicznych Karpat. Zakres przeprowadzonych badań pozwolił na rozpoznanie budowy geologicznej oraz warunków złożowych analizowanego rejonu. Było to podstawą do wytypowania obszaru perspektywicznego, zlokalizowanego we wschodniej części obszaru badań, w obrębie którego można spodziewać się wyższych temperatur oraz możliwości uzyskania większych wydajności wód termalnych, koniecznych do zasilania obiektów energetycznych, ciepłowniczych czy też rekreacyjnych. W rejonie tym na podstawie danych sejsmicznych wyinterpretowano obecność skomplikowanego systemu uskoków, w większości o przebiegu z NW na SE. Dla wytypowanego obszaru perspektywicznego przedstawiono szczegółową charakterystykę parametrów złożowych, istotnych w kontekście poszukiwania i eksploatacji wód geotermalnych.

EN

The article presents the results of a seismic and well analysis conducted for the Upper Jurassic formations in the area south and southeast of Tarnów, aimed at determining the geothermal potential of this area. A geological and reservoir analysis has shown that the Upper Jurassic carbonate rocks are a good collector of geothermal water, and the fault and fracture zones as well as the buried paleokarst zones are the most promising for higher yields. Tests conducted in wells in the interval of the Upper Jurassic rocks, showed thermal water flows of up to 30 m3 /h and temperatures in the range of 50–80°C. A large number of these tests are either associated with zones of faults and fractures, or with the near-surface paleokarst zone. These Upper Jurassic sediments occure in the study area at depths ranging from 1600 meters to more than 3000 meters below sea level. In their overburden are carbonate formations of the Upper Cretaceous, clastic sediments of the Miocene (autochthonous and the Zgłobice Unit) and formations of the tectonic units of the Carpathians. The scope of the study helped determine the geological structure and reservoir conditions of the analyzed region. This was fundamental to the selection of a prospective area, located in the eastern part of the study area, within which higher temperatures and the possibility of higher thermal water yields, necessary for power, heating or recreational facilities, can be expected. In this area, the presence of a complex fault system, mostly running NW-SE, was interpreted from seismic data. A detailed characterization of reservoir parameters relevant to geothermal water exploration and exploitation is presented for the selected prospective area.

5

Detekcja stref o lepszych parametrach zbiornikowych na podstawie atrybutów obliczanych z inwersji sejsmicznej

Bartoń Robert, Urbaniec Andrzej, Filipowska-Jeziorek Kinga

Nafta-Gaz

|

2022

|

R. 78, nr 12

845--860

PL

Celem artykułu było wyodrębnienie stref o korzystniejszych parametrach zbiornikowych na podstawie analizy atrybutów sejsmicznych obliczanych z inwersji sejsmicznej w połączeniu z danymi otworowymi. Obliczenia przeprowadzono na wolumenie sejsmicznym ze zdjęcia 3D usytuowanego w środkowej części przedgórza Karpat. Przedmiotem badań była stropowa część kompleksu węglanowego górnej jury. Do identyfikacji stref o preferowanych parametrach wykorzystane zostały wykresy krzyżowe atrybutów impedancji fali podłużnej względem Lambda-Rho (Zp – λρ) oraz Lambda-Rho względem Mu-Rho (λρ – μρ). W obliczeniach wykorzystano opcję horizon probe dostępną w module Geobody Interpretation oprogramowania Petrel. Na podstawie otrzymanych wyników można stwierdzić, że najlepsze dopasowanie obrazu na przekrojach sejsmicznych z profilowaniem porowatości (PHI) w otworze G-4 uzyskano dla wariantu obliczeń Lambda-Rho vs. Mu-Rho, w którym w obrębie wyodrębnionych stref o lepszych parametrach zbiornikowych wydzielono trzy klasy zakresów wartości. Pozwoliło to również w lepszym stopniu zwizualizować zmienność analizowanych parametrów. Wyniki przeprowadzonych badań wskazują, że utwory węglanowe górnej jury w obszarze badań mają zróżnicowane parametry zbiornikowe, przy czym strefy o lepszych własnościach zlokalizowane są głównie w stropowej części tego kompleksu. Generalnie rejon o lepszym rozwoju własności zbiornikowych znajduje się na północny zachód od analizowanego otworu G-4. Można przypuszczać, że jest to związane z obecnością w tym rejonie regionalnych dyslokacji, wokół których doszło do rozwoju szczelinowatości. Najprawdopodobniej dodatkowym czynnikiem odpowiedzialnym za wzrost porowatości w tej strefie jest powierzchnia krasowa, rozwinięta bezpośrednio w stropie utworów jury. Prezentowana metodyka może znaleźć zastosowanie nie tylko do bezpośredniej identyfikacji poziomów skał zbiornikowych o preferowanych parametrach, ale może być też szeroko wykorzystywana w różnego typu analizach i modelowaniach przestrzennych.

EN

The aim of this paper was to distinguish zones with more preferred reservoir parameters based on the analysis of seismic attributes calculated from seismic inversion, combined with well data. The calculations were performed on 3D seismic volumes located in the central part of the Carpathian Foreland. The subject of the study was the upper part of the Upper Jurassic carbonate complex. Cross plots of longitudinal wave impedance attributes against Lambda-Rho (Zp – λρ) and Lambda-Rho against Mu-Rho (λρ – µρ) were used to identify zones with preferred parameters. The calculations used the horizon probe option available in the Geobody Interpretation module in Petrel software. Based on the results, it was concluded that the best match on seismic sections with porosity profiling (PHI) in G-4 well was obtained for the variant of Lambda-Rho vs. Mu-Rho calculations, in which three classes of value ranges were separated within the identified zones with preferable reservoir parameters. It allowed to better visualize the variability of the analyzed parameters. The results of the research indicate that the Upper Jurassic carbonate formations in the study area are characterized by varying reservoir parameters, with the zones with better properties located mainly in the top part of this complex. In general, the region with better development of reservoir properties is located to the northwest of the analyzed G-4 well. It can be assumed that this is due to the presence of regional dislocations in this area, around which fracturing has developed. Most likely, an additional factor responsible for the increase in porosity in this zone is the karst surface, developed directly in the uppermost part of the Jurassic formations. The presented methodology can find application not only for direct identification of reservoir intervals with preferred parameters, but can be widely used in various types of spatial analysis and geophysical modeling.

6

State of preservation of carbonate aggregates in alkaline environment

Dubiniewicz Andrzej

Roads and Bridges - Drogi i Mosty

|

2021

|

Vol. 20, no. 4

413--424

EN

The article presents assessment of construction aggregates obtained from lithologically varied carbonate rocks in terms of their preservation after 100 days of immersion in 1M NaOH solution at room temperature. Aggregates showed no indication of alkali reaction in the form of dedolomitization or silica dissolution. However, it was observed that the aggregate grains had cracked. Oxidation of opaque minerals occurred in the twinning planes of dolomite found in dolosparite aggregates. It was determined that aggregates obtained from Cambrian dolomitized sparites, Devonian dolomicrites, dolosparites, biomicrites, dolomitized micrites, Carboniferous pelbiosparites and Jurassic biomicrites are chemically stable in alkaline environment.

PL

W artykule przedstawiono ocenę stanu zachowania kruszyw budowlanych uzyskiwanych ze zróżnicowanych litologicznie skał węglanowych po 100 dniach ich zanurzenia w roztworze 1M NaOH w temperaturze pokojowej. W badanych kruszywach nie zaobserwowano przejawów reakcji alkalicznej w postaci dedolomityzacji ani śladów rozpuszczania krzemionki, uległy one natomiast spękaniom. W płaszczyznach bliźniaczych dolomitu znajdującego się w kruszywach dolosparytowych doszło do utlenienia minerałów nieprzezroczystych. Ustalono, że kruszywa pochodzące z kambryjskich zdolomityzowanych wapieni sparytowych, dewońskich dolomikrytów, dolosparytów, biomikrytów, zdolomityzowanych wapieni mikrytowych, karbońskich pelbiosparytów i jurajskich biomikrytów są chemicznie stabilne w środowisku alkalicznym.

7

Pore-type identifcation of a heterogeneous carbonate reservoir using rock physics principles: a case study from south-west Iran

Emami Niri Mohammad, Mehmandoost Fariba, Nosrati Hossein

Acta Geophysica

|

2021

|

Vol. 69, no. 4

1241--1256

EN

The characterization of carbonate rocks is a challenging process compared to siliciclastics because of their more intricate pore-space structure. In this study, we applied rock physics methods to a heterogeneous carbonate reservoir located in southwest Iran to identify zones of various pore types, including inter-particle pores, stif (vuggy and moldic) pores, and cracks, from geophysical measurements. We frst constructed two rock physics templates (RPTs) using well logs and used them to quantitatively analyze the efect of various pore types on elastic properties. Using these RPTs, we then implemented an inversion algorithm to estimate the volume fractions of various pores using total porosity and P-wave velocity (Vp) derived from well logs. Next, we have compared the pore-type inversion results and the image log interpretation/core images at the corresponding depth intervals to validate inversion results. This comparison showed that the inversion results are consistent with the measurements. Also, we applied the introduced pore-type inversion algorithm on seismic data to achieve insight into pore-type distribution in the 3D framework of the reservoir under study. The results of these rock physics-based analyses indicate that the inter-particle pores are dominant in the pore-space, while there are stif pores and dispersal cracks in some subzones of the studied depth interval. Additionally, employing the Xu and Payne rock physics modeling procedure, P- and S-wave velocities were estimated using pore-type inversion results at the location of several wells from the studied feld. The calculated mean absolute error and the correlation coefcient indicate a high consistency between the measured and modeled velocities. This research may contribute to permeability prediction and analysis of the diagenetic processes’ impact on reservoir properties.

8

Improving permeability estimation of carbonate rocks using extracted pore network parameters: a gas feld case study

Jamshidi Gohari Mohammad Saleh, Emami Niri Mohammad, Ghiasi-Freez Javad

Acta Geophysica

|

2021

|

Vol. 69, no. 2

509--527

EN

Despite numerous studies carried out on permeability estimation from either 2D/3D images or models, a precise evaluation of the permeability for carbonate rocks is still a challenging issue. In this study, the capability and advantages of pore network parameters extracted from 2D thin-section images as inputs of intelligent methods for permeability estimation of carbonate rocks are explored. Pore network extraction in image processing is an efective approach for microstructure analysis. A physically practical pore network is not just a portrayal of the pore space in the context of both morphology and topology, but also a valuable instrument for predicting transport properties precisely. In the current research, a comprehensive workfow was frst presented to extract the pore network parameters from a set of core thin-section microscopic images from the carbonate reservoir rock of the South Pars gas feld located in the southern borders of Iran. Subsequently, an artifcial neural network (ANN) model was designed to predict the permeability of the considered samples using the extracted pore network parameters. To highlight the efciency of the proposed approach, the second ANN model was implemented to estimate the permeability of the samples using the conventional well log data. The quantitative comparison of the obtained results using both ANN-based models reveals a signifcant enhancement in the predicted permeability through the extracted pore network parameters.

9

Stanisław Lorenc (1943–2020) : geolog, rektor, podróżnik

Biernacka Julia, Muszyński Andrzej

Przegląd Geologiczny

|

2020

|

Vol. 68, Nr 8

628--635

EN

Professor Stanislaw Lorenc (1943-2020) was a distinguished Polish geologist and Rector (President) of Adam Mickiewicz University in Poznań (2002-2008). He graduated from the University of Wroclaw, where he obtained MSc and PhD degrees, and completed his Habilitation thesis. Stanislaw Lorenc studied sedimentary rocks, primarily carbonates. He examined Upper Permian (Zechstein) carbonate and sulphate rocks of western Poland, and Cambrian metacarbonates of the Kaczawa Mountains. In 1988, Stanislaw Lorenc moved to Poznań, where, after the reactivation of geological studies at the University, he co-organized the Institute of Geology. He participated in many scientific marine cruises in the southern Pacific and the South China Sea, and taught marine geology at the University of Poznań. He was also engaged in the studies on geohazards and promoted research on tsunami sediments. Stanislaw Lorenc was an advocate of Polish-German scientific cooperation.

10

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.

11

A Multi-Criteria Procedure for Selecting Mechanical Excavation Methods

Zajączkowski Maciej, Kasztelewicz Zbigniew, Sikora Mateusz, Będkowski Tomasz

Inżynieria Mineralna

|

2019

|

R. 21, nr 1/2

225--229

EN

This paper presents the results of a technical and economic analysis of the process of obtaining aggregates by mechanical excavation using hydraulic hammers, vibration rippers, Wirtgen surface miners, and ripper-dozers. The analysis involved a number of machine performance tests carried out at the “Raciszyn” Jurassic limestone deposit. The values determined in the tests included the average performance of individual devices making up the process system, unit fuel consumption and particle size distribution curves. These data served as inputs for the economic analysis of mechanical excavation and aggregate production methods. The method with the smallest unit production cost was determined. As different mechanical excavation methods affect not only the costs of obtaining aggregates, but also other non-economic values, Bellinger’s multi-criteria procedure was used to determine the optimal method. Bellinger’s multi-criteria procedure of selecting the mechanical excavation method may prove to be a useful optimisation tool, although one that requires knowledge of a given industry and its processes. Its advantage lies in relative simplicity and ease of use. This procedure should facilitate the preliminary assessment of selecting the most optimal technology and the assessment of the risk of choosing the least optimal one. The precision and, consequently, the objectivity, of the conducted analysis depends on the number and quality of the adopted criteria, which are largely connected with the knowledge level of the decision maker. On the basis of the authors’ assumptions, the most optimal mechanical excavation method at the “Raciszyn” Jurassic limestone deposit is the Wirtgen surface miner. The main advantage of this procedure is the optimal fragmentation of the excavated material and the low unit cost of aggregate production.

PL

W artykule przedstawiono wyniki analizy techniczno-ekonomicznej procesu produkcji kruszyw z wykorzystaniem mechanicznego urabiania skał za pomocą młota hydraulicznego, zrywaka wibracyjnego, kombajnu frezującego typu Wirtgen oraz spycharki z osprzętem zrywakowym. W tym celu wykonano próby eksploatacyjne tych maszyn na złożu wapieni jurajskich „Raciszyn”. Określono średnią wydajność poszczególnych maszyn wchodzących w skład całego układu technologicznego, jednostkowe zużycie paliwa oraz krzywe składu ziarnowego. Dane te stanowiły dane wejściowe do analizy ekonomicznej poszczególnych sposobów mechanicznego urabiania skał oraz produkcji kruszyw. Wskazano sposób charakteryzujący się najmniejszym jednostkowym kosztem produkcji. Ponieważ różne sposoby mechanicznego urabiania skał wpływają nie tylko na koszty produkcji kruszyw ale również na inne pozaekonomiczne wartości, do wyboru optymalnego sposobu wykorzystano wielokryterialną metodą Bellingera. Wielokryterialna metoda wyboru mechanicznego sposobu urabiania skał z wykorzystaniem metody Bellingera może być użytecznym narzędziem optymalizacyjnym, wymagającym jednak wiedzy z obszaru danej branży i występujących w niej procesów. Zaletą tej metody jest fakt, iż jest ona stosunkowo łatwa i prosta w użyciu. Metoda ta powinna ułatwić wstępną ocenę wyboru najbardziej oczekiwanej technologii oraz jednocześnie ocenę ryzyka zastosowania najmniej pożądanej technologii. Dokładność, a zatem i obiektywność, prowadzonych analiz uzależniona jest od liczby i jakości przyjętych kryteriów, co w dużym stopniu zależy od wiedzy osoby decyzyjnej. Na bazie przyjętych przez autorów założeń, najbardziej pożądanym sposobem urabiania mechanicznego na złożu wapieni jurajskich „Raciszyn” było wykorzystanie kombajnu frezującego Wirtgen. Główne zalety tego sposobu związane są z korzystnym rozdrobnieniem urobku oraz niskim jednostkowym kosztem produkcji kruszyw.

12

Krzemionka jako potencjalnie reaktywny składnik kruszyw węglanowych

Rembiś Marek, Dubiniewicz A.

Górnictwo Odkrywkowe

|

2019

|

R. 60, nr 2

29--35

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań petrograficznych dotyczących udziału i formy krzemionki występującej w zróżnicowanych litologicznie skałach węglanowych z siedmiu złóż, które są stosowane do produkcji kruszyw budowlanych. Stwierdzono związek między litologią tych skał a rodzajem obecnej w nich krzemionki o różnej genezie. W wapieniach odmiany biomikrytowej, pochodzących z czterech złóż, wykazano obecność głównie chalcedonu i podrzędnie kwarcu, a w jednym złożu także obecność opalu. W odmianach biosparytowej i dolobiomikrytowej zaobserwowano jedynie chalcedon lub minerał ten występował wspólnie z kwarcem. W wapieniach sparytowych i mikrosparytowych stwierdzono obecność tylko kwarcu. Udział poszczególnych form krzemionki występującej w skałach węglanowych odniesiono do kryteriów przyjętych przez National Ready Mix Concrete Association. Ustalono, że kruszywa pozyskane z badanych skał węglanowych, będą charakteryzować się brakiem potencjalnej reaktywności alkalicznej (ASR) lub jej zróżnicowanym stopniem, uzależnionym od tekstury skały oraz nasilenia sylifikacji jakiej została ona poddana.

EN

The article presents the results of the petrographic analysis of the content and the form of silica occurring in the lithologically varied carbonate rocks. The investigations were carried out on the rocks deriving from seven deposits and used as material for the production of construction aggregates. It was found a relationship between lithology of the rocks and occuring type of silica of diverse origin. The biomicrites, coming from four deposits, contain mainly chalcedony and subordinately quartz, whereas in one deposit additionally opal has been found. In the biosparites and the dolobiomicrites chalcedony occurs separately or with accompanying of quartz. The sparites and the microsparites contain exclusively quartz. The content of the individual form of silica in the carbonate rocks was compared to National Ready Mix Concrete Association standards. It has been determined that the aggregates from the investigated carbonate rocks are characterized by lack of potential alkaline reactivity (ASR) or varying degree of reactivity, depending on the texture of the rock and advancement of silicification processes.

13

Przykłady zastosowania metody rentgenowskiej tomografii komputerowej (CT) rdzeni wiertniczych w analizie skał węglanowych

Drabik K., Urbaniec A., Dohnalik M., Mikołajewski Z.

Wiadomości Naftowe i Gazownicze

|

2018

|

R. 21, Nr 5 (235)

4--10

EN

X-ray computed tomography (CT) 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. Discussed technique gives the possibility to reproduce the CT image in various directions, without the necessity of mechanical interference in the rock material, resulting in the core destruction. 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 structures 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. 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 in appropriate time, allows to preserve a complete image of the core. X-ray computed tomography data can be used for various analyses and interpretations, including geophysical logs and borehole imaging. Continuous profiles of some parameters (such as density or porosity) along the studied core intervals also can be calculated from the tomographic image.

14

Selected features of carbonate rocks based on the X-ray computed tomography method (CT)

Urbaniec A., Drabik K., Dohnalik M.

Nafta-Gaz

|

2018

|

R. 74, nr 3

183--192

EN

The paper presents possibilities of X-ray computed tomography (CT) application in view of representing selected features of carbonate rocks in a CT image. 72 sections of drill cores, approx. 1 m long each, were selected for tomographic examinations to obtain as reliable as possible results. The selected core material represents carbonate formations of various ages (from Palaeozoic to Upper Cretaceous), originating from boreholes situated in the Carpathian Foreland area. The interpretation of tomographic examinations was connected with a detailed sedimentological analysis of selected core sections, allowing to carry out direct comparisons, which of studied features and to what extent have 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 analysed carbonate rocks. Because of a limited size of the paper we have focused only on a few from numerous analysed features of carbonate rocks. The method of X-ray computed tomography (CT) can be very helpful at the analysis of various carbonate rocks features, such as structural and textural features, biogenic structures, porosity, and fracturing. It should be emphasised that this is a non-invasive method, providing a possibility to reproduce the CT image in various directions, without the necessity of mechanical interference in the rock material, resulting in the core destruction. Mummified siliceous sponges were examples of biogenic structures, which were best reflected in formations, which have been subjected to processes of selective dolomitization. In such type of carbonate rocks the sponge mummies were not dolomitized, while the basic material of the background was dolomitized. A very good representation of the structure in CT images was obtained for colonial hexacorals from the Scleractinia group, because many details of their skeleton structure are noticeable. Contrary to siliceous sponges the structure of corals is preserved much worse in the case, when the studied deposits were subject to diagenetic processes (such as dissolution, recrystallisation, or dolomitization). In addition, the analysis of various bioclasts, preserved in carbonate rocks, has shown a significant role both of the original mineral component building the skeletal elements of organisms (aragonite, high-magnesium calcite, lowmagnesium calcite), and of diagenetic processes history, directly affecting the condition of those components preservation. Based on the analysed materials it was found that porosity and fracturing are among best reflected features of carbonate rocks in the CT image. Open fractures, fractures filled with anhydrite and fractures filled with clay-marly material are generally well reflected in the CT image. Instead, fractures filled with calcite are variously recognisable, depending on the mineral composition of the rock background.

PL

W artykule przedstawiono możliwości wykorzystania rentgenowskiej tomografii komputerowej (CT) pod kątem odzwierciedlenia wybranych cech skał węglanowych w obrazie CT. Do badań tomograficznych wytypowano 72 odcinki rdzeni wiertniczych o długości ok. 1 m każdy w celu uzyskania możliwie najbardziej wiarygodnych wyników. Wytypowany materiał rdzeniowy reprezentuje utwory węglanowe różnego wieku (od paleozoiku po górną kredę), pochodzące z otworów wiertniczych, zlokalizowanych na obszarze przedgórza i w podłożu Karpat. Interpretację badań tomograficznych powiązano ze szczegółową analizą sedymentologiczną wybranych odcinków rdzeni, co pozwoliło na bezpośrednie porównanie, 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. Przedstawione informacje mają charakter jakościowy, tj. odnoszący się głównie do cech opisowych analizowanych skał węglanowych. W związku z ograniczoną objętością artykułu skoncentrowano się jedynie na kilku spośród wielu przeanalizowanych cech skał węglanowych. Metoda rentgenowskiej tomografii komputerowej (CT) może być bardzo pomocna przy analizie różnego typu ich cech, takich jak: cechy strukturalne i teksturalne, struktury biogeniczne, porowatość, szczelinowatość. 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. Spośród przeanalizowanych struktur biogenicznych uwagę zwrócono na zmumifikowane gąbki krzemionkowe, które w najlepszym stopniu odwzorowane zostały w zapisie CT w utworach, które w trakcie diagenezy poddane zostały procesom selektywnej dolomityzacji. W tego typu utworach mumie gąbek nie uległy dolomityzacji, podczas gdy masa podstawowa otaczającego osadu została zdolomityzowana. Bardzo dobre odzwierciedlenie struktury w zapisie CT uzyskano dla kolonijnych koralowców sześciopromiennych z grupy Scleractinia, gdyż w obrazie tomograficznym dostrzegalnych jest wiele detali budowy ich szkieletu. W przeciwieństwie do gąbek krzemionkowych, struktura koralowców zachowana jest znacznie gorzej w przypadku, gdy badane utwory poddane zostały w większym stopniu procesom diagenetycznym (takim jak rozpuszczanie, rekrystalizacja czy też dolomityzacja). Ponadto analiza różnego typu bioklastów, zachowanych w skałach węglanowych, wykazała istotną rolę, zarówno pierwotnego składnika mineralnego budującego elementy szkieletowe organizmów (aragonit, kalcyt wysokomagnezowy, kalcyt niskomagnezowy), jak również historii 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 ilasto-marglistym. Natomiast szczeliny zabliźnione kalcytem rozpoznawalne są w różnym stopniu, w zależności od składu mineralnego tła skalnego.

15

Infrared spectroscopy methods in reservoir rocks analysis – semiquantitative approach for carbonate rocks

Mroczkowska-Szerszeń M., Orzechowski M.

Nafta-Gaz

|

2018

|

R. 74, nr 11

802--812

EN

Experimental results and methodology for mineral composition determination of reservoir rocks by means of Fourier Transformed Infrared Spectroscopy technique (FTIR) was a subject to present in the paper. The FTIR data were calibrated with use of X-ray diffraction and X-ray fluorescence (XRF) methods. This approach allows quantitative and semiquantitative analysis basing on use of statistical methods like PCR (Principal Component Regression) or PLS (Partial Least Squares) to calibrate FTIR ATR in purpose to create efficient and cost saving tool for quick screening analysis of reservoir rocks samples. The presented approach allows for calibration of FTIR ATR using statistical methods like PCR (Principal Component Regression) or PLS (Partial Least Squares) in order to create efficient and cost saving tool for quantitative and semi-quantitative analysis of reservoir rocks samples. In the paper, 18 surface carbonate rocks samples of limestone and dolomite type belonging to the Paleozoic and Mesozoic age from the Kraków–Częstochowa Upland and Main Dolomite from Fore-Sudetic Monocline were analyzed. FTIR results were qualitatively described by analysis together with tentative assignments of their molecular bonds vibrations assignments are presented and a spectra interpretation for typical carbonates associated minerals. The technical constrains of the methodology resulting from proper method calibration and metal oxide analysis limitations were also discussed. Furthermore the behavior of the PCR and PLS algorithms in case of monomineral samples was commented and the necessity of additional qualitative spectra verification was indicated in this case for the final assessment of quantitative data quality. The quantitative results of FTIR analysis were compared with X-ray diffraction (XRD) quantitative data, part of them has been used as validation data. The accordance of the data series was better than 6% for each analyzed mineral phases excluding the outliers indicated by the analytical algorithm. The method was also successfully applied to the quantitative analysis of shale rocks, however, this part of the research will be presented in a separate paper.

PL

Praca przedstawia wyniki eksperymentalne oraz metodologię badania składu mineralnego skał zbiornikowych z zastosowaniem fourierowskiej spektroskopii w podczerwieni (FTIR – Fourier-transformed infrared spectroscopy). Wyniki spektroskopii FTIR kalibrowano z użyciem metod dyfrakcji rentgenowskiej (XRD – X-ray diffraction) oraz fluorescencji rentgenowskiej (XRF – X-ray fluorescence). Takie podejście pozwala na analizę półilościową, a nawet ilościową z zastosowaniem metody FTIR ATR. Metodyka opiera się na użyciu metod statystycznych, takich jak PCR (principal component regression) oraz PLS (partial least squares), do kalibracji metody FTIR ATR za pomocą innych danych w celu stworzenia wydajnego, szybkiego i finalnie niedrogiego narzędzia do zgrubnych (przesiewowych) badań skał zbiornikowych. W opracowaniu przedstawiono przykładowe wyniki analiz skał węglanowych (wapieni i dolomitów) dla 18 próbek skalnych z różnych lokalizacji, w tym próbek powierzchniowych ery paleozoicznej i mezozoicznej z rejonu Jury Krakowsko-Częstochowskiej, z okolic Krakowa, a także próbki reprezentujące dolomit główny z rejonu monokliny przedsudeckiej. Wyniki FTIR opatrzono opisem jakościowym zawierającym szczegółowe przypisania najważniejszych pasm drgań, jak również opisem widm minerałów towarzyszących. Przedstawiono też ograniczenia metody związane z kalibracją, a także z analizami próbek zawierających takie minerały jak piryt i tlenki metali czy też z zachowaniem wybranych algorytmów analizy ilościowej próbek w przybliżeniu monomineralnych. W tym przypadku zaznaczono konieczność przeprowadzenia jakościowej weryfikacji widm dla otrzymanych danych ilościowych, aby zachować ich odpowiednią jakość. Porównano wyniki badań ilościowych FTIR z wynikami ilościowych analiz z użyciem metody dyfrakcji rentgenowskiej (XRD), część wyników traktując jako walidację metody. Otrzymano zgodność na poziomie nie gorszym niż 6% odchyłki dla poszczególnych faz, nie wliczając wyników odstających, które najczęściej odrzuca metoda jako niespełniające kryteriów. Wyniki dodatkowo weryfikowano, stosując technikę fluorescencji rentgenowskiej XRF. Metodyką tą z powodzeniem posłużono się także w przypadku skał łupkowych, jednak ta część wyników zaprezentowana zostanie w oddzielnym opracowaniu.

16

The development of the glass industry in central Vietnam

Mikoláš M., Drenda J., Pechar T., Tvrdý J., Mikoláš M., Mikušinec J., Abrahámovský J., Néč B.

Gospodarka Surowcami Mineralnymi

|

2017

|

T. 33, z. 3

143--162

EN

A modern society is characterized by functional infrastructure and sufficient number and variety of materials in the form of various technical goods. All these civilization achievements are not only the result of human skills, but their material principles are based on industrial minerals. This group of materials includes a wide range of the natural raw materials which are used in many industries. This includes the raw materials for the manufacture of glass, ceramics or fillers. In 2014 was complete three-year international development aid project under the title “The Development of the Glass Industry in Central Vietnam”. The aim of the project was to find suitable sources of raw materials in formulations for glass production based on previously proven Phong Dien deposit of glass sand. Works carried out for the Czech Development Agency the GET Company from Czech Republic, Prague. In addition to the optimisation of the glass batch, detailed technological research was also implemented with the goal of achieving the full utilisation of Vietnamese raw materials for the manufacture of high quality glass. The production programme may be varied – focusing not only on the purest crystal type glass, but also on flat glass and container glass and even coloured glass.

PL

Współczesne społeczeństwo charakteryzuje się funkcjonalną infrastrukturą oraz wystarczającą liczbą i różnorodnością materiałów w postaci różnych technicznych dóbr. Te wszystkie osiągnięcia cywilizacyjne są nie tylko rezultatem ludzkich zdolności, ale również źródeł materialnych opartych na przemysłowych złożach minerałów. Ta grupa minerałów zawiera szeroki zakres naturalnych surowców, które są stosowane w wielu działach przemysłu. W ich skład wchodzą surowce stosowane do produkcji szkła, ceramiki lub wypełniaczy. W 2014 roku ukończono trzyletni międzynarodowy projekt badawczy zatytułowany: „Rozwój przemysłu szklarskiego w centralnej części Wietnamu”. Celem projektu było znalezienie odpowiednich źródeł surowców mineralnych niezbędnych do produkcji szkła na bazie wcześniej sprawdzonych złóż piasku szklanego Phong Dien. Prace wykonano dla Czeskiej Agencji Rozwoju przez firmę GET Company z Pragi. Oprócz przeprowadzonej optymalizacji gatunków szkła, wykonano również szczegółowe badania technologiczne w celu pełnego wykorzystania wietnamskich surowców do produkcji wysokiej jakości szkła. Program produkcji szkła może być wieloraki, skoncentrowany nie tylko na najczystszym szkle typu kryształ, ale również na szkle płaskim (szyby), szkle gospodarczym i nawet szkle kolorowym.

17

Możliwości wykorzystania kredy ze złóż krajowych w technologiach odsiarczania spalin stosowanych w energetyce

Hycnar E., Ratajczak T., Jończyk W. M., Wal M.

Zeszyty Naukowe Instytutu Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energią PAN

|

2016

|

nr 96

71--79

PL

W artykule przedstawiono rezultaty badań mioceńskiej kredy jeziornej ze złoża węgla brunatnego Bełchatów i czwartorzędowej kredy piszącej ze złoża Mielnik nad Bugiem. Charakter mineralogiczno-petrograficzny, wysoka zawartość CaCO3, rozbudowana porowatość i rozwinięta powierzchnia właściwa wskazują, że badane surowce reprezentują materiał o wysokiej aktywności chemicznej. Ocena zdolności sorpcyjnych kredy jeziornej i piszącej względem SO2 dokonana na podstawie wyznaczonych wartości wskaźników sorpcji bezwzględnej i reaktywności wskazuje, że skały te można traktować jako potencjalne sorbenty SO2 do zastosowania w technologii spalania fluidalnego.

EN

The article presents the results of studies of the Miocene lacustrine chalk from the Bełchatów lignite deposit, and quaternary chalkstone from the Mielnik deposit from the Bug River. The mineralogical and petrographic features, high CaCO3 content, developed porosity and specific surface area indicate that the tested rocks represent high chemical activity material. The evaluation of the SO2 sorption capacity of lacustrine chalk and chalkstone conducted on the basis of absolute sorption and reactivity indices shows that these rocks can be considered as potential SO2 sorbents in the fluidized bed combustion technology.

18

Main stratigraphic levels of carbonate rocks and their connection with the possibilities of unconventional hydrocarbons deposits development in the Paleozoic sedimentary basins in Ukraine

Vakarchuk S.

Nafta-Gaz

|

2016

|

R. 72, nr 8

597--602

EN

The paper deals with the unconventional petroleum potential of the Paleozoic carbonate sedimentary rocks in the petroleum basins of Ukraine. The study is based on tectonic-structural, petrophysical, geochemical and production data analysis for the carbonate and calcareous shale Paleozoic rocks. Such parameters as lithological composition, TOC values, type of dispersed organic matter and its thermal maturity, porosity and permeability, as well as thickness and depth to prospective intervals or units were analyzed. Based on this study several prospective lithostratigraphic units to search for such unconventional hydrocarbon accumulations in the Paleozoic formations of the Dnieper-Donets intracratonic, Volyn-Podillya pericratonic, and Dobrogea foredeep basins were identified.

PL

W artykule omówiono perspektywy występowania niekonwencjonalnych nagromadzeń węglowodorów w skałach węglanowych i ilasto-węglanowych w obrębie paleozoicznych basenów naftowych Ukrainy. Studium oparte jest na wynikach analiz strukturalno-tektonicznych, petrofizycznych oraz geochemicznych badaniach formacji węglanowych i ilastowęglanowych. Analizowane były takie parametry jak: wykształcenie litologiczne, zawartość TOC, typ rozproszonej materii organicznej i stopień jej dojrzałości termicznej, porowatość, przepuszczalność, miąższości i głębokości zalegania obiecujących horyzontów. Na podstawie przeprowadzonych badań zidentyfikowano kluczowe poziomy stratygraficzne oraz rozprzestrzenienie skał węglanowych perspektywicznych dla poszukiwań niekonwencjonalnych złóż węglowodorów w paleozoicznych basenach Dnieprowsko-Donieckim, Wołyńsko-Podolskim i Zapadlisku Przeddobrudzkim.

19

Skład chemiczny wód w utworach siarczanowych i węglanowych neogenu i kredy w rejonie Niecki Nidziańskiej

Różkowski J., Jóźwiak K., Chwalik-Borowiec A.

Biuletyn Państwowego Instytutu Geologicznego

|

2015

|

nr 462

163--170

PL

W publikacji przedstawiono wyniki badań chemizmu wód podziemnych występujących w rejonie Niecki Nidziańskiej wykonanych w kwietniu 2011 r. Wody serii gipsonośnej badenu, reprezentujące lokalne systemy przepływu, mają mineralizację powyżej 2,00 g/dm3, a ich typ hydrochemiczny to SO4-Ca; wody ze źródeł ascenzyjnych, reprezentujące pośredni system przepływu, mają mineralizację 8,00–11,00 g/dm3 i są typu Cl-SO4-Na; wody krążące płytko: w wapieniach litotamniowych badenu mają mineralizację 0,40–0,70 g/dm3 i są typu HCO3-Ca, a w marglach górnokredowych – mają mineralizację 0,50–0,60 g/dm3, a ich typy hydrochemiczne to HCO3-Ca i HCO3-Ca-Mg. W badanych wodach podziemnych w najwyższym stężeniu spośród mikroskładników występują Sr (0,34–12,48 mg/dm3), Br (28,00–301,00 µg/dm3), Ba (9,00–121,00 µg/dm3) i Li (3,10–46,90 µg/dm3), niższe są stężenia Al, Cu, Sc, U, Rb, Mo i Zn (<0,50–44,00 µg/dm3).

EN

The paper presents the results of groundwater chemistry research in the Nida Basin carried out in April 2011. Water from the Badenian gypsum series represents local flow systems. Its mineralization is more than 2.00 g/dm3 and the hydrochemical type is SO4-Ca. Ascending springs represent an intermediate flow system. Their mineralization is 8.00–11.00 g/dm3 and the hydrochemical type is Cl-SO4-Ca. Chemistry of water circulating in shallow flow systems differs depending on lithology; in Badenian lithotamnium limestones the mineralization is 0.40–0.70 g/dm3, and the hydrochemical type is HCO3-Ca, and in Upper Cretaceous marls the mineralization is 0.50–0.60 g/dm3, and the hydrochemical types are HCO3-Ca and HCO3-Ca-Mg. The trace elements that occurr at highest concentration in the studied groundwaters include Sr (0.34–12.48 mg/dm3) and then Br (28.00–301.00 µg/dm3), Ba (9.00–121.00 µg/dm3) and Li (3.10–46.90 µg/dm3); subordinarily there are also: Al, Cu, Sc, U, Rb, Mo and Zn (<0.50–44.00 µg/dm3).

20

Reaktywność alkaliczna kruszyw węglanowych - identyfikacja i środki zapobiegawcze

Góralczyk S., Łukowska M.

Prace Naukowe Instytutu Górnictwa Politechniki Wrocławskiej. Studia i Materiały

|

2012

|

Vol. 134, nr 41

85-91

PL

W różnych typach skał zwięzłych, a także kruszywach mogą występować zróżnicowane zjawiska chemiczne i fizyczne prowadzące do ich destrukcji, a w przypadku zastosowania kruszyw w obiektach budowlanych - zjawiska prowadzące do ich niszczenia. Mają one wpływ na bezpieczeństwo tych obiektów, stanowiąc również niebagatelny czynnik ekonomiczny w ich użytkowaniu. Stąd wczesne wykrycie zjawisk destrukcyjnych, jeszcze na etapie eksploatacji i przeróbki kruszyw i skał, a także zastosowanie skutecznych metod zapobiegania im jest koniecznością. Identyfikacja typu skał ulegających reakcjom destrukcji jest przedmiotem badań w ramach prac Technicznego Komitetu RILEM TC ACS "Alkali-Aggregate Reactions in Concrete Structures", jak również określenie metod zapobiegania występowaniu szkodliwych reakcji ekspansji, tj. reakcji alkalia-węglany.

EN

Different types of rocks and loose natural aggregates (sand and gravel) may exhibit different chemical and physical phenomena leading to their destruction and in the case of applying aggregates in construction elements (concrete forms, read and railway facilities) the phenomenon leading to their destruction. They affect the safety of buildings and also provide a substantial cost factor in their use. Thus, early detection of destructive phenomena at the stage of exploitation and processing of aggregates and rock and the application of effective methods of preventing them is a necessity.