Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

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

Skupio Rafał

Prace Naukowe Instytutu Nafty i Gazu

|

2022

|

nr 237

1--183

PL

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

EN

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

2

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

Skupio Rafał, Kubik Benedykt, Drabik Katarzyna, Przelaskowska Anna

Nafta-Gaz

|

2022

|

R. 78, nr 9

641--653

PL

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

EN

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

3

Improvement spectrometric gamma measurements on shale cores with the use of the BGO scintillation detector

Skupio R., Dohnalik M.

Nafta-Gaz

|

2015

|

R. 71, nr 11

847--855

EN

Spectrometric gamma measurements carried out on rock cores of shale formations belong to standard petrophysical analyses. The paper presents the work performed to improve the possibilities of recording natural gamma radiation on cores. The performed work was related to the modification of a gamma logger device, creating calibration standards and developing new computer software to calculate real element concentrations from the measured spectra. Results obtained from various methods have been compared in order to choose a methodology which is as good as possible. The final conclusions were based on the comparison of gamma measurements on the core with measurement results from a logging SGR logging probe and with the results of laboratory measurements.

PL

Spektrometryczne pomiary gamma prowadzone na rdzeniach wiertniczych formacji skał łupkowych należą do standardowych analiz geofizycznych. W niniejszej publikacji przedstawione zostały prace wykonane w celu poprawy możliwości rejestracji naturalnego promieniowania gamma na rdzeniach. Prowadzone prace dotyczyły modyfikacji urządzenia gamma logger, stworzenia wzorców kalibracyjnych oraz napisania nowego programu komputerowego do przeliczania widm spektrometrycznych na rzeczywiste koncentracje pierwiastków. Wyniki otrzymywane z różnych metod zostały porównane między sobą, w celu wyboru jak najlepszej metodyki. Końcowe wnioski oparte zostały o zestawienie pomiarów gamma na rdzeniu wraz z wynikami pomiarów z sondy geofizycznej SGR i wynikami pomiarów laboratoryjnych.

4

Accuracy assessment of the determination of radioactive elements concentration on shale cores

Skupio R.

Nafta-Gaz

|

2015

|

R. 71, nr 6

390--399

EN

Precise knowledge of the concentration of radioactive elements can be applied for lithological identification of the rocks, particularly for identifying shale layers. Those rocks are characterised by a high natural radioactivity, due to the presence of clay minerals as well as organic matter. The presence of the organic matter significantly increases the concentration of uranium. It is therefore a quick way of identifying the intervals of hydrocarbon potential. In the present study, the accuracy of establishing the concentration of radioactive elements: potassium (40K) – 1.46 MeV, uranium (238U) – 1.76 MeV and thorium (232Th) – 2.62 MeV was examined for shale formation. The research was conducted with the use of a 9-window decomposition method of gamma radiation spectra. The spectra were registered with a spectrometer – Gamma Logger (Core Lab WSGL-300-T), adjusted to the measurement of the natural radioactivity of core samples. The current application of the gamma spectrometer consisted mainly of establishing the total radioactivity. It is due to the low efficiency of the detection process of the 3-window method, implemented in the software of the device. The GL spectrometer is equipped with a detection system of a high energy resolution (about 7% for 137Cs), which allows for the application of the 9-window method, providing additional information from the low-energy part of the spectrum, below 1.3 MeV. This method improves the accuracy of measurements of the concentration of radioactive elements, due to both the significantly higher count of the detector readings, which lessens the influence of statistical fluctuations, as well as the additional energy lines for uranium and thorium.

PL

Dokładna znajomość koncentracji pierwiastków promieniotwórczych może być wykorzystywana w identyfikacji litologicznej badanego ośrodka skalnego, zwłaszcza w poszukiwaniu/wyznaczaniu warstw łupkowych. Skały te charakteryzują się wysoką naturalną promieniotwórczością wynikającą zarówno z obecności minerałów ilastych, jak i substancji organicznej. Występowanie substancji organicznej znacznie zwiększa koncentrację uranu. Jest to zatem szybki sposób na identyfikację interwałów o potencjale węglowodorowym. Ocena dokładności wyznaczania koncentracji pierwiastków promieniotwórczych: potasu (40K) – 1,46 MeV, uranu (238U) – 1,76 MeV i toru (232Th) – 2,62 MeV, została wykonana dla skał formacji łupkowej. Badania przeprowadzono z wykorzystaniem 9-oknowej metody dekompozycji widm promieniowania gamma. Widma były zarejestrowane przy pomocy spektrometru – Gamma Logger WSGL-300-T, przystosowanego do pomiarów naturalnej promieniotwórczości rdzeni wiertniczych. Dotychczasowe wykorzystanie spektrometru gamma polegało głównie na wyznaczaniu całkowitej promieniotwórczości „total”. Wynika to z niskiej wydajności detekcji w metodzie 3-oknowej, która jest zaimplementowana w oprogramowaniu urządzenia. Spektrometr GL wyposażony jest w układ detekcyjny o wysokiej rozdzielczości energetycznej (około 7% dla 137Cs), co pozwala zastosować metodę 9-oknową dostarczającą dodatkową informację z niskoenergetycznej części widma, poniżej 1,3 MeV. Metoda ta pozwala na poprawę dokładności pomiarów koncentracji pierwiastków promieniotwórczych, zarówno ze względu na znacząco większą ilość zliczeń detektora, co obniża wpływ fluktuacji statystycznych, jak i ze względu na dodatkowe linie energetyczne dla uranu i toru.

5

Przyczyny powstawania anomalnych wskazań profilowania gamma (sPG) w skałach czerwonego spągowca z rejonu wyniesienia wolsztyńskiego

Kowalska S., Lewandowska A., Buniak A.

Nafta-Gaz

|

2010

|

R. 66, nr 6

425-440

PL

Jednym z istotnych problemów występujących przy interpretacji pomiarów geofizyki otworowej jest określenie wielkości zasilenia na podstawie pomiaru naturalnej promieniotwórczości skał (sPG). Wysokie wskazania sPG łączone są standardowo z podwyższonym zasileniem skał. W rejonie wyniesienia wolsztyńskiego pomiary sPG, wykonywane w obrębie utworów czerwonego spągowca, wyraźnie różnicują poziomy piaskowców i zlepieńców, a wyznaczana na podstawie sPG wielkość zasilenia nie jest wiarygodna. Stwierdzono, że powyższy problem wynika z podwyższonych zawartości toru w zlepieńcach, nie związanych z zasileniem. Obserwacje w mikroskopie skaningowym, wraz z możliwością analizy składu chemicznego poszczególnych ziaren, wykazały, że podwyższone zawartości Th w zlepieńcach związane są z obecnością monacytu. Źródłem monacytu w skałach klastycznych czerwonego spągowca w rejonie wyniesienia wolsztyńskiego są skały wulkaniczne wieku dolnopermskiego, o składzie riolitoidu.

EN

Quantifications of the clay content in the Lower Permian rocks is the one of the most important challenges to gamma ray logs (GR) interpretations. High indications of the GR usually are treated as characteristic for the high clay content, however in the Wolsztyn High region, the conglomerates outstands on the gamma ray logs as clearly as clays. That phenomenon results from the very high content of thorium in the conglomerates. The scanning microscope observations and EDS analysis of the conglomerate framework showed that high concentrations of thorium are associated with the presence of Th-reach monazite. The monazites found in the Lower Permian clastic rocks come from rhyodacites dated at the turn of Stephanian/Early Permian.

6

Ocena typu zailenia w skałach piaskowcowo-ilastych na podstawie danych geofizyki otworowej - metoda wykresów krzyżowych

Bała M.

Geologia / Akademia Górniczo-Hutnicza im. Stanisława Staszica w Krakowie

|

2010

|

T. 36, z. 2

223-239

PL

W pracy przeanalizowano wpływ obecności frakcji ilastej na rejestrowane w otworach wartości profilowań geofizyki otworowej. Wykorzystując koncepcję przedstawioną po raz pierwszy przez Thomasa & Stiebera (1975), przeprowadzono obliczenia "odpowiedzi" sond w założonym modelu piaskowcowo-ilastym o zróżnicowanych miąższościach. Porównano wyniki modelowań z rzeczywistymi krzywymi, zarejestrowanymi w otworze J4 w interwale występowania utworów miocenu autochtonicznego. Wykonane wykresy krzyżowe na podstawie pomiarów sondą neutronową i gamma, gęstościową i akustyczną potwierdzają możliwość określenia zarówno typu zailenia, jak i poprawnej porowatości oraz udziału frakcji piaskowcowej (tzw. net to gross) w warstwach złożowych. Wykres krzyżowy oparty na pomiarach gamma i oporności pozwala na rozdzielenie warstw nasyconych wodą i gazem.

EN

The analysis of effects of shale distribution and clay volume in reservoir formations on well logging curves is presented in this paper. A conception given originally by Thomas & Stieber (1975) was applied into modelling the response of well logging tools for an assumed shaly-sand model. Results of calculations were compared with logs registered in the J4 well which drilled the autochthonous Miocene deposits. Different crossplots obtained based on Gamma Ray and Neutron and Density or Acoustic logs prove that there is a possibility to determine porosity, shale distribution and sand volume (net to gross) in the reservoir horizons.