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

Detailed parametrization of the pore space in tight clastic rocks from Poland based on laboratory measurement results

Krakowska Paulina

Acta Geophysica

|

2019

|

Vol. 67, no. 6

1765--1776

EN

Computed X-ray tomography (CT), together with nuclear magnetic resonance spectroscopy, pulse- and pressure-decay permeability methods, is a source of comprehensive information about the geometrical parameters of the pore space. Geological material consists of 31 samples of tight, gas-bearing, clastic rocks from different wells and formations. The purpose was to parametrize in detail the pore structure, revealing the relationships between the various parameters and estimating the equation for assessing the fluid flow ability of analyzed tight rocks. Following parameters were taken into consideration in the pore space characterization: thickness mean, equivalent diameter, anisotropy, elongation, sphericity, Feret diameter, Feret coefficient, Feret shape; shape factors: 2nd circularity coefficient, Malinowska coefficient and Danielsson coefficient; as well as parameters from 3D skeleton analysis: junctions, branches, coordination number. It was captured the dependence of logarithmic T2 mean from NMR on junction count from CT, as well as T2 cutoff from NMR on elongation from CT for the all samples. Logarithm of absolute permeability was estimated based on multiple linear regression analysis using only geometrical parameters from X-ray nanotomography, which is a benefit in the times of coring material decrease.

3

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.

4

Interpretacja jakościowa i ilościowa przestrzeni porowej piaskowca karbońskiego na podstawie wyników rentgenowskiej tomografii komputerowej

Gołda P., Krakowska P.

Nafta-Gaz

|

2018

|

R. 74, nr 7

487--494

PL

W pracy przedstawiono analizę przestrzeni porowej dwóch próbek karbońskich piaskowców kwarcowych z wykorzystaniem rentgenowskiej tomografii komputerowej (CT). Pierwszy etap prac stanowiło przetwarzanie obrazów CT. Przetwarzanie miało na celu poprawę stosunku sygnału do szumu oraz podniesienie rozpiętości tonalnej obrazów. Kolejnym etapem było stworzenie obrazu zbinaryzowanego. Następnie na podstawie przekrojów 2D i obrazu 3D dokonano interpretacji jakościowej i ilościowej przestrzeni porowej. Interpretacja jakościowa polegała na porównaniu uzyskanych podgrup sieci porowej między sobą, jak też między próbkami. Wyliczono porowatość całkowitą oraz zmiany porowatości w kolejnych przekrojach CT. Dane posłużyły również do analizy pola powierzchni porów oraz do policzenia charakterystyki Eulera. Obiekt charakteryzujący się największą objętością został użyty do obliczenia porowatości efektywnej, długości sieci porowej, liczby gałęzi i skrzyżowań, krętości kanału porowego. Uzyskana porowatość całkowita była zbliżona do obliczonej z wykorzystaniem innych metod laboratoryjnych. Policzono też liczbę porów przypadającą na każdy przekrój oraz średni rozmiar porów na przekrój CT. Dokonano podziału przestrzeni porowej próbek na klasy powierzchni, obliczono liczbę porów przyporządkowanych do danej klasy oraz ich procentowy udział w budowaniu całej przestrzeni porowej. Dla sieci porów odizolowanych dokonano podziału na klasy objętości, następnie stwierdzono liczbę elementów w danej klasie oraz jej procentowy udział. Próbka nr 1 wykazała heterogeniczność w wykształceniu przestrzeni porowej, cechowała się większą liczbą porów, lepszą jakością połączeń struktury porowej oraz miała więcej porów o mniejszych objętościach. Średni rozmiar porów próbki nr 2 był większy. Przestrzeń porową próbki nr 2 tworzyły pory o większej powierzchni. Obliczona krętość kanału porowego wynosiła 2,17. Micro-CT okazało się dobrym narzędziem do szczegółowej analizy budowy przestrzeni porowej skał.

EN

The paper presents an analysis of the pore space of two Carboniferous quartz sandstone samples using X-ray computed tomography (CT). The first stage of the work was the processing of CT images. The processing was aimed at improving the signal-to-noise ratio and increasing the tonal range of images. The next stage was to create a binary image. Next, a qualitative and quantitative interpretation of the pore space was made on the basis of 2D sections and 3D images. The qualitative interpretation consisted in comparing the obtained pore network subgroups with each other and between samples. The total porosity and changes in porosity in subsequent CT cross-sections were calculated. The data also served to analyze the pore surface area and to calculate the Euler’s characteristics. The object with the largest volume was used to calculate the effective porosity, the length of the pore network, the number of branches and intersections, and the tortuosity of the pore channel. The obtained total porosity was similar to that calculated using other laboratory methods. The number of pores per each cross-section and the average pore size per CT section were also counted. The pore space of samples was divided into surface classes. The number of pores assigned to a given class was calculated as well as their percentage share in building the entire pore space. For the network of isolated pores, the division into volume classes was made, then the number of elements in a given class and its percentage share were counted. Sample no. 1 showed heterogeneity in the development of pore space, was characterized by more pores, better quality of pore structure connections and had more pores with smaller volumes. The average pore size of sample no. 2 was larger. The pore space of sample no. 2 was made up of pores with a larger surface area. The calculated tortuosity of the pore channel was 2.17. Micro-CT proved to be a good tool for a detailed analysis of the structure of the rocks pore space.

5

Effects of porosity and composition on seismic wave velocities and elastic moduli of lower cretaceous rocks, central Lebanon

Salah M. K., Alqudah M., El-Aal A. K. A, Barnes C.

Acta Geophysica

|

2018

|

Vol. 66, no. 5

867--894

EN

We collected 40 rock samples from the Cretaceous strata exposed at central Lebanon in order to study the effects of porosity and rock composition on their seismic wave velocities and elastic moduli. Several sedimentological and mineralogical studies were conducted to evaluate the rock composition, provenance, depositional conditions, and the diagenetic history of the studied rocks. Porosity, bulk and grain densities and seismic wave velocities were measured for 35 drilled core samples at ambient conditions in the laboratory. Velocity measurements were conducted on the dry core samples utilizing the pulse transmission technique. Petrographically, four lithofacies have been identified under the polarizing microscope. From oldest to youngest, these comprise arenitic sandstone, lithic limestone, oolitic limestone, and micritic limestone. Investigations of representative rock samples under the SEM revealed that a number of diagenetic processes have impacted the studied rocks, and thereby affected their petrophysical properties. The XRD analysis, on the other hand, revealed that quartz and calcite are the dominant minerals in the sandstones of the Chouf Formation and the limestones of the Abeih and Mdairej Formations, respectively. The measured porosity, bulk density, and compressional and shear wave velocities of the investigated rocks vary, respectively, between 2.14–10.05%, 2.41–2.67 g/cm3, 3885–6385 m/s and 2246–3607 m/s. The grain density was calculated from the measured porosity and bulk density data and varies narrowly between 2.64 and 2.78 g/cm3. We further calculated the Poisson’s ratio and the moduli of shear, bulk, and Young from the measured bulk density and seismic wave velocities. Calculated values of these parameters vary between 0.18–0.28, 1.23–3.43 × 1010 Pa, 2.03–6.18 × 1010 Pa and 3.06–8.69 × 1010 Pa, respectively. The generalized mixture rule is used to provide a unified description of the physical properties of the studied rocks regarding their component properties, volume fractions, and microstructures. We constructed a number of relationships between the measured petrophysical and elastic properties to evaluate the mutual interdependence of these parameters and assess the effects of porosity and rock type on these important rock characteristics.

6

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.

7

Analiza petrofizyczna łupków sylurskich z synklinorium lubelskiego

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

Zeszyty Naukowe Instytutu Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energią PAN

|

2017

|

nr 101

293--301

PL

Wyniki badań laboratoryjnych formacji sylurskich pozwalają na uzyskanie szczegółowych informacji na temat złożoności przestrzeni porowej, występowania mikroszczelin, a także obecności pirytu w skale. Trzy próbki mułowców sylurskich pochodzące z różnych głębokości, z jednego otworu zlokalizowanego w synklinorium lubelskim, zostały przebadane pod kątem wyznaczenia właściwości sprężystych, czyli prędkości fal podłużnych P i poprzecznych S, dynamicznych modułów: sprężystości podłużnej (Younga), odkształcenia postaci, odkształcenia objętości, współczynnika Poissona oraz zbiornikowych, z wykorzystaniem spektrometrii magnetycznego rezonansu jądrowego (porowatość całkowita i efektywna, zawartość wody wolnej, kapilarnej i nieredukowalnej). W ramach dodatkowych analiz przeprowadzono badania laboratoryjne przepuszczalności absolutnej w skali nano-Darcy, a także granulometrii. Rentgenowska tomografia komputerowa dała możliwość interpretacji jakościowej wykształcenia przestrzeni porowej oraz mikroszczelin, a także formy występowania pirytu w skale. Interpretacja ilościowa obrazów tomograficznych dostarczyła parametrów geometrycznych porów, pirytów i mikroszczelin, tj. wielkości porów i kryształów pirytów, mikroszczelin itp. Komplementarna analiza petrofizyczna skał łupkowych, wykonana przy wykorzystaniu różnorodnych metod badawczych, stała się kluczem do zrozumienia budowy wewnętrznej tego typu skał, które wykazują silną heterogeniczność parametrów fizycznych i chemicznych szkieletu ziarnowego i przestrzeni porowej.

EN

The results of laboratory measurements of the Silurian formations allow detailed information on the complexity of pore space, the occurrence of microcracks, as well as the presence of pyrite in the rock to be obtained. Three samples of Silurian mudstones from different depths, from one well located in the Lublin synclinorium, were tested for elastic properties, i.e. the longitudinal waves P and transverse S, the dynamic moduli: Young, shear, bulk, Poisson ratio and reservoir using nuclear magnetic resonance spectrometry (total and effective porosity, free water, capillary and irreducible water). Additional laboratory analyses of the absolute permeability on a nano-Darcy scale as well as granulometry were performed. X-ray computed tomography provided an opportunity to interpret the qualitative development of porous space as well as the microscopic and forms of pyrite in the rock. The quantitative interpretation of tomographic images provided the geometric parameters of pores, pyrites and microcracks, i.e. the size of pores, pyrite crystals and microcracks. The complementary petrophysical analysis of shale gas deposits, made using a variety of research methods, became the key to understanding the internal structure of this type of rock, which exhibits strong heterogeneity in physical and chemical parameters of the particle's skeleton and pore space.

8

Przestrzeń porowa piaskowców karbońskich z profilu odwiertu Paproć-29 w świetle badań porozymetrii rtęciowej

Pstrucha A., Pstrucha E.

Wiadomości Naftowe i Gazownicze

|

2016

|

R. 19, Nr 1 (213)

9-16

PL

Celem artykułu była charakterystyka petrofizyczna piaskowców poziomu karbonu w profilu odwiertu Paproć-29, zlokalizowanego w północnej części monokliny przedsudeckiej. Pomiary porozymetrii rtęciowej zostały przeprowadzone na 12 próbkach materiału rdzeniowego w celu oszacowania podstawowych parametrów petrofizycznych, obejmujących porowatość efektywną i dynamiczną dla gazu i ropy, gęstość szkieletową i objętościową, a także szeroko pojętą geometrię przestrzeni porowej. Otrzymane wyniki pozwoliły zaklasyfikować piaskowce karbońskie do skał o bardzo niskiej pojemności zbiornikowej oraz przypisać im porowy typ przestrzeni zbiornikowej. Ponadto wskazano interwał głębokościowy skał o relatywnie dobrych właściwościach petrofizycznych w kontekście występowania złóż gazu zamkniętego (tight gas).

EN

The purpose of the study is to determine the petrophysical characteristic of the Carboniferous sandstones in the Paproć-29 borehole section, located in the northern part of the Fore-Sudetic Monocline. Mercury Injection Capillary Pressure (MICP) measurements were conducted on 12 core samples in order to assess basic petrophysical parameters, including effective and dynamic porosities for oil and gas, bulk and skeletal densities and broadly comprehended pore space geometry. The data obtained from method used in this study have allowed to classify sandstones as poor hydrocarbon reservoir capacity rocks and define their pore space character as pore-fracture type. In addition, the rock interval of relatively good petrophysical properties in the context of the presence of tight gas deposits was indicated.

9

Charakterystyka petrofizyczno-mineralogiczna wyznaczonych perspektywicznych kompleksów węglowodorowych na podstawie wybranych wyników badań laboratoryjnych

Dyrka I.

Przegląd Geologiczny

|

2016

|

Vol. 64, nr 12

982--986

EN

This article hasbeen prepared based on the chapter devoted to research of petrophysical properties of shale and tight sandstones within the project: “Identification of prospective zones for unconventional hydrocarbon accumulations in Poland, stage I.” Petrophysical and mineralogical characterization of particular prospective complexes in the Baltic, Podlasie-Lublin basin and the Carboniferous basin of south-western Poland (Fore-Sudetic Homocline basement), is based on selected laboratory tests of rocks, performed by the Oil and Gas Institute – NRI in Kraków. These analyses included investigations of total porosity and effective porosity, helium porosity, total permeability, silica content, clay content and cumulative content of quartz, and feldspars and carbonates. For particular complexes mean values of individual parameters were calculated. Then, an assessment was made to find out whether they meet the established criteria and whether the results correlate with each other in the boreholes across each area.

10

NMR Parameters Determination through ACE Committee Machine with Genetic Implanted Fuzzy Logic and Genetic Implanted Neural Network

Asoodeh M., Bagheripour P, Gholami A.

Acta Geophysica

|

2015

|

Vol. 63, no. 3

735--760

EN

Free fluid porosity and rock permeability, undoubtedly the most critical parameters of hydrocarbon reservoir, could be obtained by processing of nuclear magnetic resonance (NMR) log. Despite conventional well logs (CWLs), NMR logging is very expensive and time-consuming. Therefore, idea of synthesizing NMR log from CWLs would be of a great appeal among reservoir engineers. For this purpose, three optimization strategies are followed. Firstly, artificial neural network (ANN) is optimized by virtue of hybrid genetic algorithm-pattern search (GA-PS) technique, then fuzzy logic (FL) is optimized by means of GA-PS, and eventually an alternative condition expectation (ACE) model is constructed using the concept of committee machine to combine outputs of optimized and non-optimized FL and ANN models. Results indicated that optimization of traditional ANN and FL model using GA-PS technique significantly enhances their performances. Furthermore, the ACE committee of aforementioned models produces more accurate and reliable results compared with a singular model performing alone.

11

Petrofizyka formacji łupkowych. Część 6, Promieniotwórczość formacji łupkowych

Ciechanowska M., Zalewska J.

Prace Naukowe Instytutu Nafty i Gazu

|

2012

|

nr 183

211--224

PL

W pracy omówiono źródła radioaktywności izotopów pierwiastków promieniotwórczych w otworze wiertniczym, przy uwzględnieniu zarówno skał, mediów wypełniających ich przestrzeń porową, jak i płuczki wiertniczej. Przedstawiono wyniki laboratoryjnych badań aktywności U, Th i K w płuczkach polimerowo-potasowych oraz w łupkach mioceńskich. Scharakteryzowano stężenia radonu 222Rn w gazie ziemnym i w wodach złożowych, a także zaprezentowano naturalne tło jonizujące, by na tej podstawie odpowiedzieć na pytanie, czy naturalna promieniotwórczość skał i mediów z nimi związanych jest szkodliwa dla środowiska. Wraz ze wzrostem zainteresowania społeczeństwa pozyskaniem gazu z formacji łupkowych, pojawiły się w mediach informacje o podwyższonej promieniotwórczości ww. skał — miałyby one mieć wpływ na skażenie środowiska i zagrażać zdrowiu ludzi. Instytut Nafty i Gazu trzykrotnie uczestniczył w spotkaniach przedstawicieli PGNiG S.A. z lokalnymi władzami i społeczeństwem, organizowanych w pobliżu otworów, w których prowadzono pierwsze wiercenia za gazem łupkowym. INiG prezentował wówczas m. in. wyniki pomiarów zawartości U, Th i K w rdzeniach wiertniczych, ale także aktywności promieniotwórczej z obszaru samej wiertni, jak i domostw leżących w otoczeniu wiertni.

EN

The sources of radioactive element isotopes in borehole have been discussed, with consideration of the rock, media filling its pore space, and drilling mud. Results of laboratory testing of U, Th and K activity in polymer — potassium based drilling mud, as well as in Miocene shale, have also been presented. The work further characterises concentrations of 222Rn radon in natural gas and reservoir waters, as well as presents natural ionizing background, in order to create grounds for answering the question whether natural radioactivity of rocks and media connected with them is detrimental to environment.

12

Petrofizyka formacji łupkowych. Część 5, Analiza struktury porowej przy zastosowaniu mikrotomografii komputerowej

Ciechanowska M., Zalewska J., Dohnalik M.

Prace Naukowe Instytutu Nafty i Gazu

|

2012

|

nr 183

194--210

PL

W pracy przedstawiono podstawy teoretyczne metody, zasadę działania systemu micro-CT oraz przykładowe wyniki wizualizacji i przestrzennego rozmieszczenia porów w badaniu próbek skał reprezentujących zarówno złoża konwencjonalne i niekonwencjonalne. Rentgenowska mikrotomografia komputerowa to nieinwazyjna technika badawcza, która posiada unikalną zdolność obrazowania budowy wewnętrznej skał i daje możliwość trójwymiarowej rekonstrukcji przestrzeni porowej próbek skalnych z mikrometryczną rozdzielczością. Jednym z najważniejszych jej zastosowań w geologii naftowej jest badanie porowatości skał w aspekcie ich własności kolektorskich i drożności przestrzeni porowej warunkującej migrację mediów. Mikrotomografta rentgenowska jest nowoczesną metodą badawczą umożliwiającą „prześwietlenie" badanego obiektu promieniami rentgenowskimi i pozwalającą na trójwymiarowe przedstawienie obrazu przestrzeni porowej wewnątrz badanej próbki skały. Przetworzenie tego trójwymiarowego obrazu umożliwia uzyskanie różnego rodzaju informacji dotyczących porowatości, liczby i długości kanalików porowych, ich połączeń, kierunków i struktury sieci porów oraz wpływ tych cech na przepuszczalność skał. Konwencjonalna mikroskopia optyczna lub elektronowa ma możliwość wizualizacji dwuwymiarowych obrazów powierzchni próbki lub cienkich warstw. Jednak w większości przypadków nie można wnioskować o pierwotnej trójwymiarowej strukturze obiektu na podstawie informacji dwuwymiarowych. Za pomocą tych metod możliwe jest uzyskanie trójwymiarowej informacji o strukturach obiektu poprzez cięcie go na bardzo cienkie plastry i interpolowanie dwuwymiarowych informacji, które można następnie wizualizować jako trójwymiarowy model struktury. Ta metoda jest jednak nie tylko bardzo uciążliwa, ale również niezbyt wiarygodna, ponieważ sama struktura obiektu może wskutek techniki przygotowania ulegać zmianie; także odległość pomiędzy przekrojami jest zazwyczaj zbyt duża, aby uniknąć utraty informacji 3D.

EN

X-ray computer microtomography is a non-invasive testing method, featuring unique ability of internal rock structures visualisation, and enables the three-dimensional reconstruction of rock sample pore space with micrometer resolution. One of its most important uses in petroleum geology is examination of rock porosities for their reservoir properties and pore space connectivity, conditioning migration of the media. The work presents theoretical background of the method, operating principle of micro-CT system, as well as example results of visualisation and spatial distribution of pores in testing the rock samples, representing both conventional and unconventional resources.

13

Petrofizyka formacji łupkowych. Część 4, Ocena nasycenia formacji łupkowych metodą magnetycznego rezonansu jądrowego (NMR)

Ciechanowska M., Zalewska J., Klaja J.

Prace Naukowe Instytutu Nafty i Gazu

|

2012

|

nr 183

181--193

PL

W niniejszej publikacji przedstawiono wyniki pilotażowych badań próbek skał pochodzących z gazonośnych formacji łupkowych. Na podstawie tego eksperymentu stwierdzono, że w procesie interpretacji pomiarów NMR najważniejszym zagadnieniem jest wyznaczenie średniej wielkości czasu odcięcia T/2G1. Jego wartość dla badanych łupków równa była 1 ms. Magnetyczny rezonans jądrowy to zjawisko pochłaniania rezonansowej energii elektromagnetycznej w ciałach stałych, cieczach i gazach związane z magnetycznymi własnościami jąder atomów. Obserwowane jest w silnym stałym polu magnetycznym, na które nakłada się znacznie słabsze zmienne pole magnetyczne o częstotliwości radiowej [5]. Siła pól magnetycznych wykorzystywanych w NMR zależy od użytej metody. Zastosowania chemiczne wykorzystują pola magnetyczne o sile aż do miliona razy większej niż ziemskie pole magnetyczne mierzone na równiku. W przeciwieństwie do tego, zastosowania w przemyśle naftowym wymagają użycia metod NMR o znacznie mniejszym natężeniu pola magnetycznego.

EN

Examinations performed by means of nuclear magnetic resonance (NMR) technology allow to resolve many key problems in the scope of hydrocarbon resources exploration and development. NMR method services for oil industry include determination of total and effective porosity coefficient, as well as distribution analyses of rock pore space saturation with fluid. The study presents results of pilot examinations of rock samples originating from gas- bearing shale formations. It has been found on the grounds of this experiment that the most important issue during NMR measurement interpretation process, is determination of T/2G1 cut-off time mean value, which was equal to 1 ms for shale gas under examination.

14

Petrofizyka formacji łupkowych. Część 3 Mineralogiczne i petrograficzne analizy skał tworzących formacje łupkowe

Leśniak G.

Prace Naukowe Instytutu Nafty i Gazu

|

2012

|

nr 183

171--180

PL

W części trzeciej dotyczącej petrofizyki formacji łupkowych skupiono się na analizie skał łupkowych będących zbiornikami shale gas z opisem analizy petrograficznej oraz mikroszczelin. W pracy zwrócono uwagę, iż w analizach mineralogicznych skał łupkowych powinno się stosować nie tylko analizę XRD (najtańsza i najszybsza), ale cały zestaw analiz mineralogiczno-petrograficzno-chemicznych, pozwalających kompleksowo opisać analizowane skały. Analizując utwory będące skałami zbiornikowymi/macierzystymi dla gazu z formacji łupkowych mamy do czynienia ze skałami od pyłowców do iłowców. W polskiej nomenklaturze potocznie określa się takie skały mianem „łupków” zapominając, że pod tą nazwą kryją się również inne skały. Zgodnie ze słownikiem petrograficznym: pyłowiec — petr. to zwięzła skała osadowa, utworzona w wyniku scementowania pyłu i mułu, w której zawartość kwarcu wynosi od 50 do 80% objętości, zwana powszechnie łupkiem piaszczystym.

EN

When analyzing the rocks which fall into the categories: reservoir rocks/source rocks of shale gas, we need to deal with the deposits of siltstone to claystone. The standard XRD mineralogical analysis (qualitative — quantitative) gives us the mineral composition, but does not say anything about the texture, structure and distribution of individual minerals within the rock. We can solve this problem by using the petrographic analysis. It could also tell us about the distribution of detrital grains and their types, as well as the types of cements found in the analyzed rocks, which provides information about microfracture that occurs within the studied rocks. Observation by means of the scanning microscope and the chemical analysis, which is itself a prelude to chemostratigraphy, complements both of the aforementioned methods.

15

Petrofizyka formacji łupkowych. Część 2, Porowatość, przepuszczalność i parametry przestrzeni porowej

Such P., Leśniak G.

Prace Naukowe Instytutu Nafty i Gazu

|

2012

|

nr 183

159--170

PL

W niniejszej części pokazano, jak badania porowatości, przepuszczalności i analizy parametrów przestrzeni porowej pozwalają na oszacowanie ilości zakumulowanych węglowodorów w skale, zaś prawidłowo pomierzone parametry wykształcenia przestrzeni porowej – na ocenę produkcji gazu lub ropy dla danej skały. Badania porowatości, przepuszczalności i analizy parametrów przestrzeni porowej są niezwykle ważne dla skał łupkowych: pozwalają na oszacowanie ilości zakumulowanych węglowodorów w skale, zaś prawidłowo pomierzone parametry wykształcenia przestrzeni porowej także na ocenę możliwości produkcji gazu lub ropy dla danej skały [4]. Pomiary tego typu, w wykonaniu wręcz banalne dla złóż konwencjonalnych (pod warunkiem zachowania dobrej praktyki laboratoryjnej), w przypadku złóż typu shale są dość skomplikowane. Dodatkowo ich interpretacja musi uwzględniać szereg nowych elementów. Metodyki stosowane dla złóż typu shale różnią się od konwencjonalnych analiz nawet sposobem przygotowania prób do badań [5].

EN

The examination of porosity, permeability and analysis of porous space parameters allows to evaluate the volume of hydrocarbons accumulated in the rock, while correctly measured parameters of creating porous space allow to assess the possibilities of gas or oil output from specific rock. The methods of sample preparation were analyzed for making tests. It was found that for different types of analysis, the samples should be prepared either in the form of one chip, granulated or powdered. Reliability analysis of the samples was performed and correctness of conducted analysis was checked. Measurement scheme was defined to characterize all necessary reservoir and filtration parameters. Also, testing methodology was provided and the method of calculating specific parameters.

16

Petrofizyka formacji łupkowych. Część 1, Model przestrzeni porowej złożowych skał niekonwencjonalnych

Such P.

Prace Naukowe Instytutu Nafty i Gazu

|

2012

|

nr 183

151--158

PL

Petrofizyka, ogólnie rzecz ujmując, zajmuje się właściwościami zbiornikowymi i filtracyjnymi skał, tj. możliwościami magazynowania i transportu płynów złożowych. Kluczem do wyjaśnienia i interpretacji tych właściwości, liczbowo charakteryzowanymi przez współczynnik porowatości i przepuszczalności, jest analiza parametrów wykształcenia przestrzeni porowej skał zbiornikowych; innymi słowy: charakterystyka środowiska kapilarnego. W części pierwszej rozdziału dotyczącego petrofizyki formacji łupkowych pokazane zostały różnice między złożami typu tightgas i shalegas. Przedstawiono zagadnienie przestrzeni porowej skał tworzących złoża niekonwencjonalne oraz możliwości transportu płynów złożowych przez przestrzeń porową skał. Mówiąc o złożach niekonwencjonalnych mamy na myśli zarówno złoża typu tight, jak i również typu shale gas/oil. Z pokładami zasobów typu tight sprawa jest stosunkowo prosta z punktu widzenia modelu przestrzeni porowej. Są to złoża utworzone dzięki akumulacjom migrujących węglowodorów w skałach zbiornikowych o bardzo słabych parametrach filtracyjnych. Tego typu złoża mogą osiągać duże porowatości. Natomiast mikroporowe wykształcenie parametrów przestrzeni porowej daje przepuszczalności niższe od 0,1 mD. I to mikroporowe wykształcenie jest jedynym czynnikiem odróżniającym złoża typu tight od złóż konwencjonalnych. Zatem kompleks pomiarowy dla badań parametrów petrofizycznych, jak i stosowana metodyka są praktycznie takie same dla obu typów złóż; jedyną różnicą jest pomiar bardzo małych przepuszczalności tych skał, które wykonuje się przeważnie specjalnie dostosowanymi aparatami. Zupełnie inaczej wygląda sytuacja w przypadku skał zbiornikowych dla złóż typu „shale gas".

EN

The unconventional deposits comprise both `tight' deposits and shale gas/oil deposits. With `tight' deposits, the explanation of porous space model is relatively simple. They are deposits created due to accumulation of migrating hydrocarbons in reservoir rock featuring very poor filtration parameters. Quite different is the situation in the case of reservoir rock shale gas deposits. For deposits of this kind, reservoir rock is also the bedrock. As a result, residual organic substance accumulates in the rock, which both blocks the rock pores and creates more porous space in it. The porous space of the rock was analyzed. Differential and cumulative curve analysis was made of pore size distribution which resulted in identification of two types of pore space: nano- and micro-space. This is a very important difference, because the flow of the deposit fluid will be affected by various laws. In rnicro-pore samples, Darcy's flow will be dominating with a `slip' in nano-pore samples diffusion flow.

17

Geological and physical-chemical characteristics of Lower Paleozoic deposits of Volhyno-Podillya, Western Ukraine

Kurovets I., Drygant D., Naumko I., Kurovets S., Koltun Y.

Biuletyn Państwowego Instytutu Geologicznego

|

2012

|

nr 449

119--130

EN

The 340 to 1102 m thick multi-facies sequence was deposited during the Silurian at the Volhyno-Podillya margin of the East European Platform. The open shelf facies bordered from the west by a barrier formed by reefs, bioherms, crinoids, or by banks of detrital sediments (at the boundary of the lagoon and the open sea). Lagoonal deposits are represented by thin intercalations of sedimentary dolomites, sometimes with intercalations of organogenic limestones, marls, argillites, gypsum and anhydrite. Within the open shelf and slope facies, marls, lumpy clayey limestones and argillites are prevailing. A zone of reefal buildups has a rather complicated and insufficiently investigated structure. The exclusively terrigenous deposits of the submerged part of the continental slope form the entire Silurian sequence in the central part of the L’viv Depression and in the Carpathian Foredeep. Open porosity of the Silurian argillites vary from 0.6 to 2.4% and they are almost impermeable (less than 0.001 μm2•10–3). Volume weight ranges between 2.64 and 2.8 g/cm3. Natural radioactivity of rocks varies from 9 to 18 mcR/hr, apparent electric resistance is 20–154 Ohmm, interval time of longitudinal waves spreading is 126–365 μcs/m. TOC content, determined in 21 samples using the thermal analysis, varies from 0.75 to 2.38%. The composition of volatiles of fluid inclusions and closed pores of argillites shows the predominance of methane (up to 100 vol. %). In deeper horizons, carbon dioxide, nitrogen and ethane (a few percent) appear.

PL

Zróżnicowane facjalnie utwory syluru, miąższości od 340 do 1102 m, były deponowane na wołyńsko-podolskiej krawędzi platformy wschodnioeuropejskiej. Bariera budowana przez rafy, biohermy i ławice materiału detrytycznego graniczyła na zachodzie z facjami otwartego szelfu. Na wschód od tej bariery, w lagunie, tworzyły się osady dolomitowe z przeławiceniami organogenicznych wapieni, margli, iłowców, gipsu i anhydrytu. Osady szelfu i skłonu są reprezentowane głównie przez margle i ilaste wapienie gruzełkowe oraz argility. Strefa bariery rafowej ma dość skomplikowaną i jeszcze niedostatecznie rozpoznaną budowę. Osady terygeniczne występują tylko w zanurzonym odcinku skłonu kontynentalnego w centralnej części depresji lwowskiej oraz w podłożu zapadliska przedkarpackiego. Efektywna porowatość argilitów sylurskich wynosi od 0,6 do 2,4% i są one prawie nieprzepuszczalne (mniej niż 0,001 μm2ּ10–3). Gęstość objętościowa waha się pomiędzy 2,64 i 2,8 g/cm3. Promieniotwórczość naturalna skał sięga od 9 do 18 mcR/h, a pozorna oporność właściwa wynosi 20–154 Ohmm, czas interwałowy rozchodzenia się fal podłużnych – 126–365 μcs/m. Zawartość TOC, określona w 21 próbkach z wykorzystaniem analizy termicznej, waha się od 0,75 do 2,38%. Skład substancji lotnych z inkluzji fluidalnych i zamkniętych porów w argilitach wykazuje dominację metanu (do 100% obj.). W głębszych horyzontach pojawiają się dwutlenek węgla, azot i etan (kilka procent).

18

Charakterystyczne wskaźniki nasycenia płynami porowatych ośrodków gruntowo-skalnych

Twardowski K., Traple J.

Wiertnictwo, Nafta, Gaz

|

2010

|

T. 27, z. 1--2

437-447

PL

W pracy poddano analizie wykorzystywane w praktyce ilościowe wskaźniki nasycenia różnymi płynami (cieczami, gazami) trójfazowych wieloskładnikowych ośrodków porowatych. W analizie uwzględniono w szczególności: grunty - w odniesieniu do różnych stref głębokościowych: aeracji (napowietrzenia), wzniosu kapilarnego (podciągania kapilarnego) i saturacji (nasycenia); skały ropogazonośne - w warunkach statycznych i dynamicznych, z uwzględnieniem ich zwilżalności i struktury przestrzeni porowej. Omówiono wskaźniki nasycenia wykorzystywane od lat w hydrogeologii wraz z ich specyfiką i sposobem oznaczania. Objaśniono pojęcia nasyceń krytycznych i resztkowych, w tym tzw. nieredukowalnych.

EN

Quantitative indices of saturation of three-phase multicomponent porous media with various fluids (liquids and gases) are presented in the paper. The analysis mainly covered: - grounds - with respect to various depth zones: aeration, capillary uplifting and saturation; - gas-bearing rocks - in static and dynamic conditions, accounting for wettability and structure of porous space. Saturation indices, already used in hydrogeology, were discussed along with their specification and way of determining. The notion of critical and residual saturation, in that irreduceable ones, is defined.

19

Zastosowanie metod mikroskopowych w modelowaniu złóż szczelinowych

Leśniak G.

Wiadomości Naftowe i Gazownicze

|

2010

|

R. 13, Nr 4 (144)

11-14

20

Typy petrofizyczne skał czerwonego spągowca z rejonu południowo-zachodniej części niecki poznańskiej

Klaja J., Kowalska S., Przelaskowska A.

Prace Instytutu Nafty i Gazu

|

2008

|

nr 150 wydanie konferencyjne

333--337

PL

Analiza pomiarów NMR wykonanych dla skał czerwonego spągowca pochodzących z rejonu SW części niecki poznańskiej pozwoliła, w powiązaniu z badaniami porozymetrycznymi oraz obserwacjami mikroskopowymi, na wydzielenie czterech grup skał o odmiennych własnościach petrofizycznych. W przestrzeni porowej skał o najsłabszych wła- ściwościach zbiornikowych i filtracyjnych dominują mikropory. Najlepszymi właściwościami zbiornikowymi i filtracyjnymi charakteryzują się jednorodne piaskowce o stosunkowo wysokiej zawartości kwarcu i niskiej minerałów ilastych zawierające system dość dużych porów. Zaobserwowane zróżnicowanie własności petrofizycznych odzwierciedla zmienność litologiczną skał czerwonego spągowca.Analiza pomiarów NMR wykonanych dla skał czerwonego spągowca pochodzących z rejonu SW części niecki poznańskiej pozwoliła, w powiązaniu z badaniami porozymetrycznymi oraz obserwacjami mikroskopowymi, na wydzielenie czterech grup skał o odmiennych własnościach petrofizycznych. W przestrzeni porowej skał o najsłabszych właściwościach zbiornikowych i filtracyjnych dominują mikropory. Najlepszymi właściwościami zbiornikowymi i filtracyjnymi charakteryzują się jednorodne piaskowce o stosunkowo wysokiej zawartości kwarcu i niskiej minerałów ilastych zawierające system dość dużych porów. Zaobserwowane zróżnicowanie własności petrofizycznych odzwierciedla zmienność litologiczną skał czerwonego spągowca.

EN

Four groups of rocks from the southwestern part of the Poznań basin displaying different petrophysical properties were distinguished on the basis of the NMR measurements, mercury porosimetry and microscopic observations. The pore space of rocks representing the poorest reservoir and filtration properties is dominated by micropores. The best reservoir and filtration properties are represented by the homogenous sandstones containing high amounts of quartz and low quantities of clay minerals. The observed differentiation in the petrophysical properties reflect the litological diversity of the Rotliegendes sandstones.