Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Parametryzacja kluczowych własności przestrzeni porowej skał na podstawie badań tomograficznych

Drabik Katarzyna, Przelaskowska Anna, Zagórska Anna

Nafta-Gaz

|

2024

|

R. 80, nr 3

127--138

PL

Celem pracy było wykonanie szerokiej analizy parametrów przestrzeni porowej otrzymanych na podstawie obrazów rentgenowskiej tomografii komputerowej. W pracy określono geometryczne i topologiczne parametry struktury wewnętrznej próbek skał, pełniące kluczową rolę dla prognozowania przepływu mediów złożowych. Materiał badawczy stanowiły próbki dolomitu z kanalikami robaczkowymi powstałymi w wyniku zabiegu kwasowania. Modele 3D przestrzeni porowej zostały wykonane przy zastosowaniu nowoczesnego specjalistycznego oprogramowania Avizo 3D Pro (Thermo Fisher Scientific). Praca polegała na określeniu szeregu parametrów geometrycznych, takich jak: objętość, powierzchnia właściwa, grubość, szerokość i długość oraz sferyczność, maksymalna i minimalna średnica Fereta, liczba Eulera i inne. Do wyliczenia parametrów, oprócz oprogramowania Avizo 3D Pro, wykorzystano również program poROSE (poROus materials examination SoftwarE, Akademia Górniczo-Hutnicza, Kraków). Następnie wybrano największe obiekty w każdej z próbek i przeprowadzono dla nich proces transformacji obrazu w szkielet, co pozwoliło na ich charakterystykę topologiczną. Uzyskano szereg informacji dotyczących kanalików porowych, m.in. o ich średnim promieniu, długości, krętości, liczbie połączeń (węzłów) i liczbie koordynacyjnej. Następnie porównano i przeanalizowano wszystkie parametry dla trzech obiektów pochodzących z trzech badanych próbek. Obiekt o największej objętości zidentyfikowano w próbce C. Wszystkie wybrane do analizy obiekty charakteryzowała podobna wartość średnia średniego promienia kanalików. Podobne są także średnie wartości liczby koordynacyjnej – wynoszą około 3. Najbardziej rozbudowaną strukturą charakteryzują się obiekty w próbkach B i C, na co wskazuje liczba Eulera. Przeprowadzone analizy pokazały, jak wiele informacji na temat szczegółów struktury porowej skał można uzyskać na podstawie wyników tomografii komputerowej. Otrzymane parametry mogą posłużyć do budowy modelu sieci porowej, a także do przeprowadzenia symulacji przepływu mediów przez skałę.

EN

The purpose of the study was to perform an extensive analysis of pore space parameters obtained from X-ray computed tomography images. Geometric and topological parameters of the internal structure of rock samples, which play a key role in predicting the flow of reservoir media were determined. The investigations were carried out on dolomite samples with “wormholes” formed as a result of the acidizing treatment. 3D models of the pore space were prepared using modern specialized programming Avizo 3D Pro (Thermo Fisher Scientific). A number of geometric parameters such as volume, specific surface area, thickness, width, length, sphericity, min. and max. Feret diameters, Euler number and others were determined. In addition to Avizo 3D Pro software, the poROSE program (poROus materials examination SoftwarE, AGH University of Krakow) was used to calculate these parameters. The largest objects in each sample were then selected and a skeletal image transformation process was carried out for them, allowing for their topological characteristics. A range of information on pore channels was obtained, including their average radius, length, curvature, number of connections (nodes), and coordination number. All parameters were then compared and analysed for three objects, derived from the three samples studied. The object with the largest volume was identified in sample C. All the objects selected for analysis were characterized by a similar average value of the average radius of the channels. The average values of the coordination number are also similar and amount to approx. 3. The most extensive structure is characterized by the objects in samples B and C, as indicated by the Euler number. The analyses showed how much information on the details of the pore structure of rocks can be obtained from the results of CT scans. The acquired parameters can be used to build a pore network model, as well as to simulate the flow of media through the rock.

2

New filtration parameters from X-ray computed tomography for tight rock images

Krakowska-Madejska Paulina

Geology, Geophysics and Environment

|

2022

|

Vol. 48, no. 4

381--392

EN

New parameters are proposed to evaluate the filtration properties of rocks obtained on the basis of 3D interpretation of images from X-ray computed tomography. The analyzed parameters are: global average pore connectivity, average blind pore connectivity, blind pore coefficient per object and blind pore coefficient per branch. The 3D pore space from computed X-ray tomography must be subjected to a process of pore space transformation into a skeleton. Then, the presented parameters can be evaluated, taking into consideration the pore channels (branches), pore channel connection points (junctions) and blind pores (pore without connection to the other pore). The calculations were made for low porosity sandstones, mudstones, limestones, and dolomites which differ in terms of age and depth of present deposition. The global average pore connectivity reflects the degree of development of the pore space in which the formation fluid can flow. The higher the global average pore connectivity, the most complex the pore structure can be expected. The higher the parameter of the average blind pore connectivity, the worse are the filtration properties of the rock. The higher the concentration of blind pore coefficient per object or branch, the worse the filtration properties of the rock. Moreover, new parameters were compared with the Euler characteristic and coordination number, revealing a high consistency.

3

Ocena przydatności wykorzystania geometrycznych parametrów przestrzeni porowej z obrazów tomograficznych w kontekście pomiarów NMR, porozymetrii rtęciowej i porozymetrii helowej

Drabik Katarzyna, Krakowska-Madejska Paulina, Puskarczyk Edyta, Dohnalik Marek

Nafta-Gaz

|

2021

|

R. 77, nr 11

725--735

PL

Głównym celem pracy była ocena przydatności wyników interpretacji ilościowej, uzyskanej z obrazowania wewnętrznej struktury próbek skał z wykorzystaniem metody tomografii komputerowej, do szacowania parametrów zbiornikowych takich jak porowatość czy przepuszczalność. W pracy badano zależności korelacyjne pomiędzy parametrami przestrzeni porowej uzyskanymi z analizy obrazów tomografii komputerowej a wynikami standardowych badań laboratoryjnych. Materiał badawczy składał się z próbek piaskowców czerwonego spągowca, facji eolicznej, pobranych z obszaru Niżu Polskiego. Do analiz wybrano kilkadziesiąt próbek skał piaskowców czerwonego spągowca, dla których policzono 69 parametrów. Interpretacja jakościowa i ilościowa polegała na porównaniu parametrów otrzymanych z analizy obrazu tomograficznego z wcześniej uzyskanymi wynikami analiz laboratoryjnych obejmujących następujące metody badawcze: porozymetrię helową (Por.He), spektrometrię jądrowego rezonansu magnetycznego (NMR), porozymetrię rtęciową (Por.Hg) i przepuszczalność absolutną (przepuszcz). Utworzono macierze korelacji dla wszystkich dostępnych parametrów, do pracy wybrano korelacje istotne, o najwyższym współczynniku korelacji liniowej. Zaobserwowano istotne zależności liniowe pomiędzy parametrami wyznaczonymi z analizy obrazów CT i innych metod badawczych. Uzyskano modele pozwalające na szacowanie przepuszczalności, porowatości i zawartości wody nieredukowalnej na podstawie parametrów geometrycznych otrzymanych z obrazów tomograficznych (współczynnik kształtu, charakterystyka Eulera czy powierzchnia właściwa). W efekcie możliwe jest wstępne oszacowanie parametrów petrofizycznych jedynie na bazie wyników z nieniszczącej metody CT. W przypadku obrazowania tomograficznego pełnych rdzeni uzyskane związki pozwalają na wstępną estymację rozkładu porowatości i gęstości objętościowej w całym rdzeniu, co może być pomocne podczas typowania miejsc do poboru próbek rdzeni przeznaczonych do szczegółowych badań laboratoryjnych.

EN

The main purpose of the study was to assess the usefulness of the results of quantitative interpretation of computed tomography (CT) images of rocks’ pore structure for the estimation of reservoir parameters, such as porosity and permeability. This study presents results of correlation analyses between the pore space parameters obtained from the analysis of computed tomography images and the results of standard laboratory tests. The research material consisted of samples representing Rotliegend sandstones of aeolian facies, collected from core material from wells located in the Fore-Sudetic Monocline. Several dozen samples were selected for analysis, for which 69 parameters were calculated. The qualitative and quantitative interpretation consisted in comparing the parameters obtained from the analysis of the tomographic images with the previously obtained results of laboratory analyzes including the following research methods: helium porosimetry (Por.He), nuclear magnetic resonance spectrometry (NMR), mercury porosimetry (Por.Hg) and absolute permeability (let it pass). Correlation matrices for all available parameters were determined, significant correlations with the highest coefficient of linear correlation were selected as a subject of this work. Significant linear relationships were observed between the parameters determined from the analysis of CT images and other research methods. Models that were obtained allowed to estimate the permeability, porosity, and irreducible water content based on geometrical parameters obtained from tomographic images (shape factor, Euler characteristic or specific surface area). The important result of this work is the possibility to estimate petrophysical parameters based on the results of the non-destructive CT method only. In the case of tomographic imaging of whole cores, the obtained results allow for a preliminary estimation of the porosity and volume density distribution in the entire core, which may be helpful in selecting representative samples of core for detailed laboratory tests.

4

Parametry geometryczne przestrzeni porowej niskoporowatych piaskowców kambryjskich wyznaczone na podstawie wyników badań laboratoryjnych na próbkach z rdzeni wiertniczych

Krakowska P., Puskarczyk E., Habrat M., Madejski P., Jędrychowski M.

Nafta-Gaz

|

2018

|

R. 74, nr 11

783--788

PL

Parametry geometryczne przestrzeni porowej skał pozwalają oszacować ich zdolności filtracyjne. Wysokorozdzielcza rentgenowska tomografia komputerowa dostarcza wiele różnorodnych parametrów ilościowych przestrzeni porowej. Niektóre z tych parametrów mogą być skonfrontowane z wynikami badań laboratoryjnych spektrometrii magnetycznego rezonansu jądrowego (NMR) i porozymetrii rtęciowej (MICP), np. średnia średnica porów. Piknometria helowa, rentgenowska tomografia komputerowa, spektroskopia magnetycznego rezonansu jądrowego i porozymetria rtęciowa dostarczają kluczowej informacji na temat wielkości porowatości. Przepuszczalność absolutna (wyznaczona metodą zaniku ciśnienia, ang. pressure-decay permeability, i impulsu, ang. pulse-decay permeability) pozwala ocenić zdolności filtracyjne skały. Na podstawie obrazów tomograficznych obliczono takie parametry przestrzeni porowej jak: liczba wokseli w obiekcie, pole powierzchni obiektu, średnica kuli o objętości równej objętości obiektu, maksymalna wartość grubości znaleziona w obiekcie, minimalna wartość grubości znaleziona w obiekcie, średnia grubość obiektu, odchylenie standardowe grubości, parametr określający odstępstwo kształtu obiektu od sfery, wydłużenie obiektu, płaskość obiektu, parametr określający podobieństwo kształtu obiektu do kształtu sferycznego za pomocą odpowiedniego stosunku objętości obiektu do powierzchni obiektu, charakterystyka Eulera, najkrótsza długość obiektu mierzona w danym kierunku (Fereta), najdłuższa długość obiektu mierzona w danym kierunku (Fereta), maksymalna średnica Fereta wyznaczona w kierunku prostopadłym do prostej określonej przez najdłuższą średnicę Fereta w obiekcie, stosunek maksymalnej długości średnicy Fereta wyznaczonej w kierunku prostopadłym do prostej określonej przez najkrótszą średnicę Fereta do długości najkrótszej średnicy Fereta, współczynnik kształtu (ShapeVa3D), moment bezwładności wokół najkrótszej osi głównej, moment bezwładności wokół średniej osi głównej, moment bezwładności wokół najdłuższej osi głównej. Dokonano interpretacji liczby porów i mikroszczelin w każdej analizowanej próbce poprzez analizę liczby obiektów w danej klasie objętości. Obrazy tomograficzne były interpretowane jakościowo i ilościowo przy wykorzystaniu programu poROSE (poROus materials examination SoftwarE), który jest wynikiem prac badawczych prowadzonych wspólnie przez ośrodki naukowe i przemysłowe na materiałach porowatych. Analizie poddano wartości porowatości (całkowitej i efektywnej), średnic porów (średnice Fereta, parametr grubości obiektu), parametrów określających kształt porów (np. wydłużenie, sferyczność, spłaszczenie) oraz stosowanych we wzorze Kozeny’ego–Carmana (np. wewnętrzna powierzchnia właściwa porów na jednostkę objętości porów). Przedstawiono wyniki analiz dla próbek zwięzłych piaskowców kambryjskich, będących potencjalnie skałami zbiornikowymi gazu zamkniętego (ang. tight gas). Próbki z rdzeni wiertniczych pochodzą z jednego otworu wiertniczego, z tej samej głębokości poboru rdzenia.

EN

Geometric parameters of the rock pore space allow estimating their filtration abilities. High-resolution X-ray computed tomography (CT) provides a great amount of geometric parameters of the pore space. Some of these parameters may be confronted with laboratory measurements of nuclear magnetic resonance spectroscopy (NMR) and mercury porosimetry (MICP), e.g. average pore diameter. Helium pycnometry, CT, NMR and MICP provide key information on the porosity. Absolute permeability allows to assess the filtration abilities of the rock. The following pore space parameters for the object were calculated on the basis of tomo- graphic images: number of voxels, surface area, diameter of the sphere equal to the volume of the object, maximum thickness, minimum thickness, average thickness, standard deviation of thickness, parameter defining the deviation of the shape of the object from the sphere, elongation, flatness, parameter determines the similarity of the shape of the object to the spherical shape using the appropriate ratio of the object’s volume to the object’s surface, Euler number, the shortest and the longest length measured in a given direction (Feret), maximum Feret diameter determined in the direction perpendicular to the line defined by the longest Feret diameter in the object, ratio of the maximum length of the Feret diameter, attached in a direction perpendicular to the line defined by the shortest Feret diameter up to the shortest Feret diameter, shape coefficient (ShapeVa3D), moment of inertia around the shortest, mean and the longest major axis. The number of pores and microfractures in each of the analyzed samples were interpreted by analyzing the number of objects in a given volume class. The tomographic images were interpreted using the poROSE software (poROus materials examination SoftwarE), which is the result of research carried out jointly by scientific and industrial centers on porous materials. The analysis covered the values of porosity, pore diameters (Feret, thickness), parameters determining pore shape (e.g. elongation, sphericity, flatness) and used in the Kozeny–Carmana formula (e.g. internal pore surface per pore volume). The results of analyzes for tight Cambrian sandstones samples, potentially the tight gas reservoir rocks, are presented. Samples from cores come from one well, with the same probing depth.

5

A novel approach to the quantitative interpretation of petrophysical parameters using nano‑CT: example of Paleozoic carbonates

Puskarczyk E., Krakowska P., Jędrychowski M, Habrat M., Madejski P.

Acta Geophysica

|

2018

|

Vol. 66, no. 6

1453--1461

EN

The main goal was the analysis of parameters describing the structure of the pore space of carbonate rocks, based on tomographic images. The results of CT images interpretation, made for 17 samples of Paleozoic carbonate rocks were shown. The qualitative and quantitative analysis of a pore system was performed. Objects were clustered according to the pore size. Within the clusters, the geometry parameters were analysed. The following dependences were obtained for carbonate rocks, also for individual clusters (due to the volume): (1) a linear relationship (on a bilogarithmic scale) between the specific surface and the Feret diameter and (2) a strong linear relationship between specific surface area and Feret diameter and average diameter of the objects calculated for the sphere. The results were then combined with available results from standard laboratory tests, including NMR and MICP.