Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Analiza wpływu zwilżalności ośrodka skalnego na parametry termiczne na podstawie profilowań geofizycznych i danych laboratoryjnych

Lis-Śledziona Anita, Słota-Valim Małgorzata, Stadtmüller Marek

Nafta-Gaz

|

2023

|

R. 79, nr 4

227--243

PL

Celem prowadzonych badań była analiza i oszacowanie wpływu systemu zwilżalności ośrodka skalnego na jego parametry termiczne. W zależności od temperatury, składu mineralnego, porowatości i nasycenia wodą skałę charakteryzuje określona przewodność cieplna. Jednak nie tylko ilość wody w formacji wpływa na przewodność cieplną. Ważne jest także rozmieszczenie wody w skale, które w znacznym stopniu determinowane jest przez zwilżalność. Woda w skałach wodozwilżalnych pokrywa ziarna i tworzy tzw. film wodny na powierzchni minerałów, wypełnia także małe pory skały, tworząc strugi, ścieżki perkolacji dla migracji fazy przewodzącej ciepło (wody), ale też przewodzącej prąd elektryczny. W skałach hydrofobowych film wodny na powierzchni ziaren mineralnych jest nieciągły lub w ogóle go brak, gdyż większa część powierzchni skały pokryta jest ropą, natomiast woda w większości wypełnia centralną część porów o dużych średnicach. W pracy wykazano, że istnieje zależność pomiędzy systemem zwilżalności skały a przewodnością termiczną oraz przeprowadzono modelowanie ilościowe. Analizowano dane literaturowe z badań na hydrofilowych i hydrofobowych próbkach piasku przy różnym stopniu nasycenia wodą. Obserwacja eksperymentu prowadzącego do zmiany charakteru zwilżalności skały z hydrofilowej na hydrofobową na drodze powleczenia ziaren piasku polimerem zainspirowała autorów niniejszej pracy do zaproponowania dwóch równań przedstawiających zależność przewodności termicznej (λ) od współczynnika nasycenia wodą (Sw) dla skał wodozwilżalnych i skał ropozwilżalnych. W skałach wodozwilżalnych zaobserwowano wykładniczy wzrost przewodności cieplnej wraz ze wzrostem współczynnika nasycenia wodą, natomiast w skałach ropozwilżalnych zależność λ od Sw przedstawiono przy wykorzystaniu funkcji logistycznej. W ramach testowania modeli wykonano serię obliczeń dla czterech hipotetycznych skał klastycznych i czterech skał węglanowych. Przeprowadzono analizę wyników i obliczono przewodność termiczną w rzeczywistym ośrodku skalnym, wykształconym w postaci piaszczysto-ilastych utworów paleozoicznych, dla którego istniały opracowane wcześniej przez autorów wyniki interpretacji parametrów litologiczno-złożowych. Jednym z takich parametrów była obliczona i skalibrowana z wynikami badań laboratoryjnych krzywa zwilżalności. Stanowiła ona podstawę do podziału interpretowanego interwału na strefy wodozwilżane i ropozwilżalne. Ostatecznym wynikiem pracy jest estymacja zakresów zmienności przewodności cieplnej analizowanych skał w funkcji zwilżalności oraz parametrów petrofizycznych (zailenie Vcl, porowatość efektywna PHI, współczynnik nasycenia wodą Sw).

EN

The study aimed to evaluate the impact of the rock medium's wettability system on the thermal properties of the rock. The rock exhibits a specific thermal conductivity depending on the temperature conditions, mineral composition, porosity, and water saturation. However, it is not only the amount of water in the rock that affects its thermal conductivity. The water distribution in the rock, which is mostly determined by its wettability, is also essential. Water in the water-wet rocks covers the grains and creates a so-called water film on the minerals' surfaces. It also fills the tiny pores of the rock, creating streams and percolation paths for the migration of the heat-conducting and electrically conductive phases. In hydrophobic rocks, the water film on the surfaces of the minerals grains is discontinuous or non-existent as most of the rock surface is covered with oil, while water fills the central part of the pores of larger diameters. The results of the study confirmed the existence of a relationship between the rock wettability system and thermal conductivity based on the quantitative modeling that was carried out. The data from the literature were analyzed and tested by taking the hydrophilic and hydrophobic sand samples at various degrees of water saturation. The results of the experiment found in the literature leading to a change in the characteristics of the sand samples from initially hydrophilic into hydrophobic by coating sand grains with thermosensitive polymer led to an idea of proposing two equations presenting the dependence of thermal conductivity on the water saturation coefficient for water-wet and oil-wet rocks. In water-wet rocks, an exponential increase in thermal conductivity was observed with an increase in the water saturation coefficient. In contrast, in oil-wet rocks, the dependence of thermal conductivity λ on Sw was expressed using a logistic function. As part of model testing, a series of calculations were carried out for four hypothetical clastic rocks and four carbonate rocks. The analysis of the obtained results allowed to calculate thermal conductivity for real clastic rock medium represented by Paleozoic sandy claystone formation, with previously developed by the authors lithological interpretation and 1D models of reservoir properties. Among these parameters, a wettability curve was calculated and calibrated with the laboratory data. The wettability was used to distinguish interpreted intervals into the water- and oil-wet zones. Finally, as a result, the variability ranges of thermal conductivity of analyzed rocks were estimated as a function of wettability and petrophysical parameters (Vcl clay volume, PHI effective porosity, Sw water saturation).

2

Wykształcenie facjalne i korelacja profili warstw krośnieńskich z odsłonięć i otworów wiertniczych (fałd Gorlic, jednostka śląska, Karpaty)

Drozd Arkadiusz, Dziadzio Piotr, Stadtmüller Marek

Nafta-Gaz

|

2019

|

R. 75, nr 11

663--673

PL

Celem niniejszej pracy jest zaprezentowanie szczegółowej dokumentacji facji warstw krośnieńskich południowego skrzydła fałdu Gorlic, odsłaniających się w korycie rzeki Sękówka, na odcinku Gorlice–Sękowa. Na podstawie prac terenowych wykonano szczegółowy profil litologiczny uwzględniający cechy sedymentologiczne, o łącznej rzeczywistej miąższości 1415 m. W obrębie warstw krośnieńskich wydzielono i opisano 11 facji osadowych (I–XI), dla których na tym etapie badań nie interpretowane jest środowisko depozycji. Wydzielono i opisano 3 rodzaje osadów heterolitowych. Rozpoznano i udokumentowano również 15 struktur sedymentacyjnych, które zostaną wykorzystane do dalszej interpretacji warstw krośnieńskich w zakresie ich genezy. Kolejnym elementem zrealizowanym w pracy jest korelacja terenowego profilu litologicznego z zapisem i interpretacją profilowań geofizyki wiertniczej (wystandaryzowanych do jednostek fizycznych psAPI, petrofizyczny trójskładnikowy model matrycy) z otworów Gorlice-12 i Gorlice-13, przewiercających bezpośrednio badany interwał litostratygraficzny. Wszystkie trzy profile zostały zestawione i odniesione do granicy stropu warstw menilitowych (poziom wyrównania), która jest bardzo dobrze widoczna, zarówno w terenie, jak i w zapisie krzywych geofizyki otworowej. Przyjęta metodyka pozwoliła na wyznaczenie 5 charakterystycznych granic: G1, G2, G3, G4, G5. Wyznaczone one zostały w spągu piaskowców masywnych przypisanych facji VIII (granice G1, G2, G4, G5) i piaskowców słabo zwięzłych – facja IX (granica G3). Dodatkowo ustalonych zostało 5 linii pomocniczych (P1, P2, P3, P4, P5) na podstawie podobieństwa zapisu profilowania gamma. Wykonany profil terenowy został porównany z jego archiwalnym opisem, czego efektem jest wykazanie różnic w rzeczywistej miąższości, oraz stopniem zmienności litologicznej. Przeprowadzone badania oraz zastosowana metodyka mogą stanowić podstawę do weryfikacji dotychczasowego stanu wiedzy na temat warstw krośnieńskich na szerszym obszarze badań, gdzie występują otwory wiertnicze, jak i profile terenowe. Mogą być one wykorzystywane do regionalnych interpretacji zmienności facjalnej i środowisk depozycji.

EN

The main objective of this paper is to present documentation of the Krosno Beds facies in the southern limb of the Gorlice Fold, exposed in the Sękówka river bed, on the Gorlice–Sękowa section. On the basis of field work, a detailed lithological profile was compiled, taking into account sedimentary structures. The total true thickness of the profile is 1415 m. Eleven sedimentary facies (I-XI) are described, for which the depositional environment has not been interpreted at this stage of the research. Three types of heterolithic sediments were described. Fifteen sedimentary structures have been identified and documented, which will be used for future interpretation of the Krosno Beds sedimentary environment. Another element conducted in the study is the correlation of the lithological field profile with the well logs interpretation (standardized to psAPI physical units, evaluation of the petrophysical model) from the Gorlice-12 and Gorlice-13 boreholes directly drilling through the studied lithostratigraphic interval. All three profiles have been correlated with reference to the datum defined by the upper boundary of the Menilite Beds which is clearly identifiable both in the field and in the well logs. The adopted methodology made it possible to define 5 correlation boundaries (G1, G2, G3, G4, G5), based on the massive sandstones – facies VIII (boundaries G1, G2, G4, G5) and low-compact sandstones – facies IX (boundary G3). In addition, 5 auxiliary lines have been marked (P1, P2, P3, P4, P5) based on the similarities of the gamma well logs. The field profile was compared with its archival description, the results of which shows differences in the true thickness and the degree of lithological variability. The conducted research and the applied methodology may provide the basis for verifying the current state of knowledge on the Krosno Beds in a regional border area, where there are boreholes and field profile. They can be used for regional interpretations of facies variability and deposition environments.

3

Possibility of a more detailed seismic interpretation within the Miocene formations of the Carpathian Foredeep based on the well logs interpretation

Urbaniec Andrzej, Stadtmüller Marek, Bartoń Robert

Nafta-Gaz

|

2019

|

R. 75, nr 9

527--544

EN

The main aim of the article is to determine the possibility of a more detailed seismic interpretation in the autochthonous Miocene formations on the example of a 3D seismic survey from the Carpathian Foredeep area, based on the comprehensive analysis of well logs. The seismic survey located in the central part of the Carpathian Foredeep was selected for the study. This zone is characterized by the presence of natural gas accumulation in various types of traps. Four boreholes in which formation tests were conducted within the Miocene sediments were selected for the detailed interpretation of the well logs. An important element of the study was the seismic-to-well tie based on available measurements of vertical seismic profiling. The quantitative interpretation of well data was the basis for the distinction of several lithofacial complexes of diverse lithology, reservoir parameters, or the type of reservoir media saturation in the profile of each of the analysed wells. Water and hydrocarbon saturations were estimated based on Montaron’s theory. With the defined seismic signature, it was possible to interpret seismic horizons away from the wells. Selected seismic attributes were used during the interpretation and analysis of the seismic image. There was a fairly high correlation between the well logs interpretation and the seismic record. Major lithological changes, thicker claystone interbeds within mudstone, or heterolithic deposits, as well as zones of significant changes in reservoir properties and the type of reservoir media saturation can be interpreted in the seismic image. In contrast, mudstone or heterolithic complexes of a large thickness (about hundreds of meters) in the seismic image are usually characterized by a monotonous low amplitude record and a significantly smaller continuity of reflections. The zones saturated with gas or gas and brine, documented in the analysed wells by the results of formation tests, usually can be identified on the basis of the seismic record. Due to the large variation of lithology and a substantial variability of individual parameters, it is not possible to reliably indicate in the seismic data which of the analysed objects are saturated with natural gas, and which with gas and brine. The results of well logs and integrated seismic interpretation allowed to obtain the complete picture of the Miocene siliciclastic formations diversity in the studied region, as well as a more accurate determination of reservoir properties and reservoir fluid saturation. The series of fine-grained sediments (mainly mudstone or heterolithic) in the lower part of the Miocene profile, within which several prospects were interpreted, was determined as the most interesting for hydrocarbon exploration.

PL

Zasadniczym celem artykułu jest określenie możliwości uszczegółowienia interpretacji sejsmicznej w utworach miocenu autochtonicznego, na przykładzie zdjęcia sejsmicznego 3D z obszaru zapadliska przedkarpackiego, na podstawie kompleksowej analizy profilowań geofizyki otworowej. Do badań wytypowano zdjęcie sejsmiczne z centralnej części zapadliska, ze strefy cechującej się obecnością akumulacji gazu ziemnego w różnego typu pułapkach złożowych. Do szczegółowej interpretacji profilowań geofizyki otworowej wybrane zostały cztery otwory wiertnicze, w których prowadzono próby złożowe w obrębie utworów miocenu. Istotnym elementem opracowania było dowiązanie danych otworowych do obrazu sejsmicznego w oparciu o dostępne pomiary pionowego profilowania sejsmicznego. Ilościowa interpretacja danych geofizyki wiertniczej stanowiła podstawę do wyodrębnienia w profilu każdego z analizowanych otworów szeregu kompleksów facjalnych, o zróżnicowanej litologii, parametrach zbiornikowych czy też rodzaju nasycenia mediami złożowymi. Nasycenie mediami złożowymi szacowano na podstawie teorii Montarona. Dla wyodrębnionych kompleksów próbowano odnaleźć odpowiedź w zapisie sejsmicznym, a następnie, o ile było to możliwe, prześledzić ich zasięg przestrzenny. W trakcie interpretacji i analizy obrazu sejsmicznego opierano się przede wszystkim na wersjach sejsmiki w odtworzeniu wybranych atrybutów sejsmicznych. Stwierdzono dosyć dużą zgodność interpretacji profilowań geofizyki otworowej z zapisem sejsmicznym. Najwyraźniej w zapisie tym zaznaczają się strefy dużych zmian litologicznych, bardziej miąższe wkładki iłowców w obrębie mułowców lub heterolitów, jak również strefy wyraźnych zmian właściwości zbiornikowych i nasyceń mediami złożowymi. Natomiast kompleksy mułowcowe lub heterolitowe o dużej miąższości (rzędu setek metrów) w obrazie sejsmicznym cechują się najczęściej monotonnym, niskoamplitudowym zapisem oraz wyraźnie mniejszą ciągłością refleksów. Udokumentowane wynikami prób złożowych w analizowanych otworach strefy nasycone gazem lub gazem z solanką na ogół mogą być identyfikowane na podstawie zapisu sejsmicznego. Ze względu na duże zróżnicowanie litologiczne i znaczny zakres zmienności poszczególnych parametrów nie ma możliwości wiarygodnego wytypowania na podstawie samego zapisu sejsmicznego, które z analizowanych obiektów nasycone są gazem ziemnym, a które gazem z domieszką solanki. Wyniki kompleksowej interpretacji geofizyki wiertniczej i sejsmiki pozwoliły na uzyskanie możliwie pełnego obrazu zróżnicowania facjalnego klastycznych utworów miocenu w badanym rejonie, jak również na dokładniejsze określenie właściwości zbiornikowych i charakterystyki nasycenia płynami złożowymi. Za najbardziej interesujący pod kątem poszukiwania złóż węglowodorów uznano pakiet drobnoklastycznych utworów (głównie mułowcowych lub heterolitowych) w niższej części profilu miocenu, w obrębie którego wyinterpretowano szereg obiektów potencjalnie nasyconych gazem ziemnym.

4

Determining irreducible water saturation based on well log data and laboratory measurements

Lis-Śledziona Anita, Stadtmüller Marek

Nafta-Gaz

|

2019

|

R. 75, nr 5

239--246

EN

Unconventional resources, explored recently in Poland, require alternative methods of interpretation as the methods used in the conventional reservoir characterization often lead to misleading solutions that differ from the results of field tests and laboratory analyses. This paper presents novel methods of estimating irreducible water saturation in the tight gas sandstones based on the well log data and the results of laboratory analyses, including the NMR results. The first stage of the interpretation included calculating the quartz and shale volume, and calibrating the results with the laboratory measurements (XRD). Respectively, porosity and permeability were calculated and the pore-size distribution was evaluated. Based on porosimetry measurements, there were two porosities determined with pore-sizes below 1 m and above 1 m. Based on the relationships between laboratory NMR results and parameters calculated using well log data, capillary water content and mobile water saturation was estimated. The final stage of the analysis involved the calculation of irreducible water content by the following methods: evaluating the NMR data, using the Hong model lv (Hong et al., 2017), and calculating irreducible water saturation according to Zawisza’s formula, and assuming that irreducible water saturation is related to pore space with pore-diameter below m. Irreducible water saturation identified with critical water saturation is an important parameter which should be taken into account when determining the water saturation. When the Montaron model is used, the critical water saturation values, Sc, are crucial for the correctly calculating the Water Connectivity Index (WCI). The aim of this paper was to assess the suitability of using the results of NMR measurements performed in the tight gas formations in determining irreducible water saturation. The recognition of pore diameters enables to determine the pore space occupied by free hydrocarbons and hydrocarbons stored in “tight”, micro-pore space, the exploitation of which will require the fracturing process.

PL

Prowadzone obecnie w Polsce poszukiwania w skałach o charakterze niekonwencjonalnym wymagają zastosowania alternatywnych metod interpretacyjnych, gdyż metody wykorzystywane w interpretacji złóż konwencjonalnych często prowadzą do rozwiązań sprzecznych z wynikami testów złożowych i analiz laboratoryjnych. W pracy przeanalizowano zawartość wody nieredukowalnej w piaskowcach typu tight, opierając się na profilowaniach geofizyki wiertniczej oraz wynikach analiz laboratoryjnych z uwzględnieniem wyników pomiarów NMR. Pierwszy etap pracy obejmował rozpoznanie składu litologicznego i skalibrowanie objętościowej zawartości kwarcu i minerałów ilastych z wynikami badań XRD. Kolejno wyznaczono przepuszczalność i porowatość badanej formacji oraz oszacowano rozkład wielkości porów budujących przestrzeń porową. Korzystając w wyników pomiarów porozymetrycznych, obliczono także porowatość dla porów o średnicach poniżej i powyżej 1 m. Opierając się na zależnościach pomiędzy wynikami pomiarów NMR oraz parametrami oznaczonymi na podstawie danych geofizyki wiertniczej, oszacowano zawartości poszczególnych rodzajów wód: związanej kapilarnej oraz wolnej. Finalnym etapem analizy było obliczanie zawartości wody nieredukowalnej różnymi metodami: na podstawie badań NMR, korzystając ze wzoru Honga lv (Hong et al., 2017) oraz przyjmując jako zawartość wody nieredukowalnej wartości obliczone wg wzoru Zawiszy. Woda nieredukowalna, utożsamiana z krytycznym nasyceniem wodą, jest ważnym parametrem, którego wartości należy znać i uwzględniać podczas oznaczania współczynnika nasycenia wodą. W przypadku stosowania modelu Montarona w szacowaniu współczynnika nasycenia wodą wartości krytycznego nasycenia wodą Sc są kluczowe dla poprawnego wyznaczenia WCI (water connectivity index) – współczynnika ciągłości przepływu. Celem pracy była ocena przydatności i możliwości wykorzystania wyników pomiarów NMR wykonanych w formacjach typu tight w wyznaczaniu zawartości wody nieredukowalnej. Rozpoznanie wielkości średnic porów pozwala wydzielić potencjalną przestrzeń akumulacji węglowodorów wolnych w złożach konwencjonalnych oraz węglowodorów w formacjach typu tight, których eksploatacja wymagać będzie procesu szczelinowania.