Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Przestrzenne badanie systemu porowego skał węglanowych na podstawie cyfrowej analizy obrazów mikrotomograficznych z wykorzystaniem języka Python

Fheed Adam, Hadro Piotr

Przegląd Geologiczny

|

2021

|

Vol. 69, nr 6

357--360

EN

The main aim of this contribution is to combine a Python-supported analysis of X-ray microtomography (µCT) images and the transmitted-light microscopy to resolve the factors controlling the variability of petrophysical parameters in carbonate rocks. A self-developed Python script for the evaluation of pore connectivity and the computation of pore sizes based on µCT data was prepared. The script was launched on a carbonate sample with drawn from a drill core representing the Late Permian Zechstein Limestone (Ca1) formation from the Wolsztyn Ridge area in West Poland. The sample was taken from the upper part of the isolated Kokorzyn Reef, corresponding to a brachiopod and bivalve-rich zone. The plug had a cylindrical shape, the diameter of 2.54 cm and the height of approximately 4.6cm. The entire volume of the plug was scanned using a GE Nanotom Sdevice. The 3D-reconstructeddatasetobtainedwith spatial resolution of 0.02 mm underwent cropping, contrast adjustment, noise reduction and porosity extraction using open-source Fiji software. The binarized porosity image was loaded into the Python script. Python scripting was found efficient in carbonate pore system examination. The code first extracted the connected pore system of the largest volume and computed the smallest distances between porosity voxels and corresponding pore walls. The obtained results were confronted with the spatially-adjusted microphotographs taken in plane-polarized transmitted light. The results have shown that narrow and isolated pores occurred within the spines of brachiopods. The largest voids were found inside the brachiopod shells. Moreover, many pores were associated with partially dissolved fragments of bivalves. Porosity reduction was -most outlined in the zones showing the scarcity of fossils.

2

Optimization of the structure of titanium scaffolds reproducing the concellous bone

Skalski Konstanty, Filipowski Ryszard

Inżynieria Powierzchni

|

2020

|

nr 3-4

5--12

EN

The paper presents the scopes of examination of the cancellous bone, 3D CAD design of scaffolds of the cancellous bone and their creation with a laser beam in SLM incremental technology. The geometrical size of the scaffold and the material feature corresponding to the Young's modulus are the parameters describing the porous structure of the cancellous bone. In the statistical analysis, these values are defined as independent variables. The physical properties of the scaffold are defined by the strength parameters determined by hardness (e.g. HIT, HM, HV and are dependent variables). The REGMULT multiple regression program was used to develop the research results. However, to optimize the porous structure of the scaffold, the single-criteria optimization program SYEQL3 was used.

PL

W pracy przedstawiono zakresy badania kości gąbczastej, projektowania 3D CAD rusztowań (skaffoldów) kości gąbczastej oraz ich tworzenia wiązką lasera w technologii przyrostowej SLM. Parametrami opisującymi porowatą strukturą kości gąbczastej są: wielkości geometryczne rusztowania oraz cecha materiałowa odpowiadająca modułowi Younga. Wielkości te w analizie statystycznej definiowane są jako zmienne niezależne Własności fizykalne rusztowania zdefiniowane przez parametry wytrzymałościowe (twardości, np. HIT, HM, HV) są zmiennymi zależnymi. Do opracowania wyników badań zastosowano program regresji wielokrotnej o nazwie REGMULT. Do optymalizacji struktury porowatej skaffoldu, wykorzystano program optymalizacji jednokryterialnej SYEQL3.

3

Zastosowanie mikrotomografii rentgenowskiej do trójwymiarowej analizy obrazu systemu powłokowego antygraffiti

Gądek-Moszczak Aneta, Radek Norbert, Pasieczyński Łukasz, Szlązak Karol

Przemysł Chemiczny

|

2019

|

T. 98, nr 4

621--624

PL

Przedstawiono przykładowe możliwości zastosowania obrazowania 3D mikrotomografii komputerowej do analizy systemu powłokowego antygraffiti. Analiza jakościowa zrekonstruowanych obrazów 3D umożliwiła ocenę jednorodności rozmieszczenia porowatości w materiale pośrednim, jak również ocenę spójności warstwy nawierzchniowej z podłożem. Analiza ilościowa obejmowała wyznaczenie porowatości materiału oraz rozmiaru porów (wyrażonego za pomocą objętości porów w μm³), a także wyznaczenie rozkładu grubości warstwy nawierzchniowej wzdłuż wirtualnego przekroju poprzecznego próbki.

EN

An anti-graffiti coating system with a layer thickness of about 100 mm³ was applied on a cuboid-sized steel sample (3×3.86×10 mm). The porosity of the intermediate layer and the thickness of the topcoat were detd. The av. pore vol. was about 1.125·10⁶ μm³ and thickness of the topcoat was 97.98-103.78 μm. The X-ray microtomography was recommended for 3D anal. of coatings as it provides valuable information about their porosity.

4

Microstructural characterization of cellulose fibres in reinforced cement boards

Schabowicz K., Jóźwiak-Niedźwiedzka D., Ranachowski Z., Kudela S., Dvorak T.

Archives of Civil and Mechanical Engineering

|

2018

|

Vol. 18, no. 4

1068--1078

EN

The microscopic analysis of the different cellulose fibre cement composites is presented. The observations of the fibres in optical microscope in transmitted light and in scanning electron microscope are described. The micro computed tomography (micro-CT) and SEM were used to determine the distribution of the fibres in the matrix. The investigated fibre cement boards were produced by extrusion process and panels were cured in natural conditions. The main goal of the research was application of different microscopic methods to analyze the fibres distribution as a result of a different methods of their production. Micro-CT was used for 3D visualization of fibres distribution in three different fibre cement boards. It was possible to determine the average diameter of the fibres and their concentration using the high-resolution mode of micro-CT scanning procedure. Finally, a procedure which can be applied as a useful tool for analysis of the different procedures used in production of fibre cement boards is described. This procedure can be successfully used in the quality control system of cellulose fibre distribution in cement composites.

5

Problem of the objects detection on low quality 3D image – example solution

Gądek-Moszczak A.

Zeszyty Naukowe. Quality. Production. Improvement

|

2017

|

No. 1 (6)

134--141

EN

Precise detection of analyzed objects is crucial and the most important task in quantitative and qualitative image of the microstructure analysis. The most common image distortion is noise, artefacts and low contrast. In the paper, author on the example of poor quality image of the polyurethane-polystyren composite structure, obtained with the X-ray microtomograph, presented possible methods of noise reduction, contrast enhancement, and correction of detection errors on the binary image.

6

Metoda pomiaru gęstości osadu pokoagulacyjnego z zastosowaniem tomografii rentgenowskiej

Rząsa M. R., Podgórni E.

Zeszyty Naukowe Wydziału Elektrotechniki i Automatyki Politechniki Gdańskiej

|

2015

|

Nr 47

159--162

PL

Koagulacja jest jednym z procesów oczyszczania wody. Polega na destabilizacji układu koloidalnego i aglomeracji cząstek, które następnie usuwa się w procesach sedymentacji, flotacji czy filtracji. Powstałe cząstki pokoagulacyjne charakteryzują się zróżnicowanym kształtem, wielkością oraz strukturą. Szybkość opadania takich cząstek w dużej mierze zależy od ich gęstości. Struktura cząstek powoduje, że wyróżnia się dwa rodzaje porów. Makropory, które nie powinny być uwzględniane przy wyznaczaniu gęstości oraz mikropory, które stanowią cechę charakteryzującą dany osad pokoagulacyjny. Gęstość wyznaczono metodą wagową dla odpowiednio przygotowanych próbek. Ponieważ proces prasowania może niszczyć mikrostrukturę osadu, przeprowadzono badania mające na celu określenie stopnia sprasowania próbek, aby zminimalizować błędy wyznaczenia gęstości. Badania te prowadzono za pomocą tomografu rentgenowskiego, dzięki któremu możliwe było wyznaczenie objętości danej próbki z korektą makroporowatości. W pracy przedstawiono wyniki badań oraz parametry graniczne procesu przygotowywania próbek.

EN

Coagulation is one of the processes of water purification, which consists in the destabilization of the dispersion and agglomeration of the particles, which are removed in the process of sedimentation, flotation or filtration. After the coagulation particles have a varied shape, size and porous structure. The rate of descent of such particles largely depends on their density. The structure of the particles causes two types of pores. Macropores that should not be taken into account when determining the density, and micropores, which are a characteristic feature of the sediment after coagulation process. To determine the density of sludge samples were subjected to compression, in order to eliminate the macropores and then, after designation of sample volume, density was determined by weighing. The precipitate was prepared based on a prepared water model, to which was added a coagulant Flokor 1.2A. The precipitate was filtered on a cellulose filter, and then subjected to a drying process. The dry sludge was pressed on the press impact. Because of the pressing process can destroy the microstructure of the sediment, studies have been conducted to determine the degree of compression of samples to minimize errors while determine the density. These studies were carried out using X-ray tomography, it was possible to designate the volume of the sample while subtraction residues macropores. For the correct determination of the volume, determination the correct number of threshold is necessary, based on which is possible to qualify individual pixels. In order to clearly identify which pixels represent sediment, it was necessary to carry out the image processing. That process were performed using LabVIEW software and Vision module. The paper presents results of research for density measurement and sets limits for the sample preparation process.

7

Modeling of the tension and compression behavior of sintered 316L using micro computed tomography

Doroszko M., Seweryn A.

Acta Mechanica et Automatica

|

2015

|

Vol. 9, no. 2

70--74

EN

This paper describes the method of numerical modeling of the tension and compression behavior of sintered 316L. In order to take into account the shape of the mesostructures of materials in the numerical modeling, X-ray microtomography was used. Based on the micro-CT images, three-dimensional geometrical models mapped shapes of the porosity were generated. To the numerical calculations was used finite element method. Based on the received stress and strain fields was described the mechanism of deformation of the materials until fracture. The influence of material discontinuities at the mesoscopic scale on macromechanical properties of the porous materials was investigated.

8

Identification of the carbonation zone in concrete using X-ray microtomography

Łydżba D., Rajczakowska M., Stefaniuk D., Kmita A.

Studia Geotechnica et Mechanica

|

2014

|

Vol. 36, nr 1

47--54

EN

The article presents an application of X-ray microtomography for identification of the carbonation zone in concrete material. A concrete specimen subjected earlier to harsh environmental conditions is investigated. The material is firstly checked with the use of chemical corrosion indicators and then is subjected to microstructural analysis performed with the use of X-ray microtomography. Two different settings of scanning parameters are applied implying the image resolutions of approximately 14 μm per 1 pixel and about 7 μm per 1 pixel, respectively. The results obtained are then compared and analyzed. The depth of the carbonation zone is evaluated based on the attenuation curve. The paper highlights also the significance of the corrosion phenomenon in concrete structures. Details of the deterioration mechanisms in concrete are shortly presented.

9

Trójwymiarowa wizualizacja szczelin metodą mikrotomografii rentgenowskiej

Łykowska G.

Prace Naukowe Instytutu Nafty i Gazu

|

2012

|

nr 182 wyd. konferencyjne

555--560

PL

Najbardziej interesującym typem porowatości w skałach węglanowych są porowatości szczelinowe, a ich przestrzenny rozkład jest kluczowym czynnikiem oceny poprawnych wartości przepływu mediów złożowych. Rentgenowska mikrotomografia komputerowa (micro-CT) jest nieinwazyjną techniką wizualizacyjną, która wykorzystuje promieniowanie rentgenowskie i matematyczne algorytmy do obrazowania wewnętrznej struktury przestrzeni porowej różnych obiektów. Główną zaletą stosowania micro-CT do charakterystyki skał zbiornikowych jest to, że dla jednej próbki otrzymujemy ogromną ilość informacji i zbiór danych w trzech wymiarach. Trójwymiarowy charakter tych danych umożliwia badanie wzajemnych połączeń porów/szczelin, daje nam również informację o uprzywilejowanych kierunkach dla przepływu mediów złożowych w skale. Jako przykładowe próbki w tym opracowaniu badano skały węglanowe pochodzące z dwóch otworów wiertniczych: A-1 oraz Ł-4. Dla poszczególnych próbek wapieni wykonano akwizycję danych, rekonstrukcję projekcji i trójwymiarową wizualizację obrazu. Zaprezentowane wyniki badań przedstawiają kolejno zdjęcie badanej próbki, następnie wygenerowaną izopowierzchnię, zrekonstruowany 2D przekrój poprzeczny próbki oraz 3D przekrój przez szczelinę próbki. Dane micro-CT otrzymane dla poszczególnych próbek umożliwiły wykonanie pomiaru rozwartości oraz szerokości wydzielonych szczelin.

EN

The most interesting type of porosity in carbonate rocks are fracture porosities and their spatial distribution is a key factor in assessing the correct flow of media reservoir. X-ray computed microtomography (micro-CT) is a non-invasive visualization technique that uses X-rays and mathematical algorithms to visualize the internal structure of the pore space of different objects. The main advantage of using micro-CT for the characterization of reservoir rocks is that for a single sample, we get a huge amount of information and data collection in three dimensions. The three-dimensional nature of the data allows the testing of the interconnection of pores apertures, also gives us information about the preferred direction for the flow of media in the reservoir rock. As examples of the samples in this study were tested carbonate rocks from two boreholes: A-1 and Ł-4. For individual samples of limestone were performed data acquisition, reconstruction and three-dimensional visualization of the projection image. The research results show the photos of the sample, then the generated isosurface, the reconstructed 2D cross-sectional sample and the 3D section through the fracture of the sample. Micro-CT data obtained for each sample allowed width measurement of separated fractures.

10

Potencjał mikrotomografii rentgenowskiej w zakresie badania skał zbiornikowych

Zalewska J., Dohnalik M.

Prace Naukowe Instytutu Nafty i Gazu

|

2012

|

nr 182 wyd. konferencyjne

673--677

PL

Rentgenowska mikrotomografia komputerowa (micro-CT) jest metodą badawczą, która generuje trójwymiarowy obraz przestrzeni porowej i pozwała na jej dokładne sparametryzowanie. Umożliwia pozyskanie różnorodnych informacji dotyczących porowatości, liczby i kształtu porów, parametrów systemu kanałów łączących poszczególne pory, struktury sieci porów oraz wpływu mikrostruktury na makroparametry. W pracy przedstawiono możliwości mikrotomografii rentgenowskiej w analizie przestrzeni porowej skał zbiornikowych. Zaprezentowano wyniki trójwymiarowej wizualizacji wewnętrznej struktury przestrzeni porowej oraz ilościowe pomiary porowatości całkowitej i dystrybucji wielkości porów dla przykładowych próbek piaskowców utworów czerwonego spągowca.

EN

X-ray computed microtomography (micro-CT) is a research method that generates three-dimensional image of the pore space and allows to accurately parameterize it. This enables to obtain various information regarding the porosity, the number and shape of the pores, the parameters of the channel system which connects individual pores, as well as the influence of microstructure on macro parameters. This paper presents the possibility of X-ray microtomography in the analysis of the pore space of reservoir rocks. Paper shows the results of three-dimensional visualization of the internal structure of the pore space as well as quantitative measurements of the total porosity and pore size distribution performed on a few sandstone samples of Rotliegend deposits.

11

Ocena przestrzeni porowej skał na podstawie nowoczesnych, laboratoryjnych metod badawczych (jądrowego rezonansu magnetycznego i mikrotomografii rentgenowskiej) na przykładzie piaskowców górnego czerwonego spągowca

Ciechanowska M., Dohnalik M., Zalewska J.

Prace Naukowe Instytutu Nafty i Gazu

|

2012

|

nr 190

1--231

PL

Celem pracy było przedstawienie szerokich możliwości scharakteryzowania geometrii przestrzeni porowej skał zbiornikowych dla ropy naftowej i gazu ziemnego poprzez wykorzystanie w badaniach laboratoryjnych dwóch nowoczesnych metod: jądrowego rezonansu magnetycznego (NMR) oraz mikrotomografii rentgenowskiej (micro-CT). Pierwsza z tych metod, wykorzystująca zjawisko magnetycznej relaksacji jąder wodoru w płynie złożowym nasycającym przestrzeń porową skały oraz w wodzie związanej z minerałami ilastymi, pozwala określić różnego typu porowatości i nasycenia, co już pozwala na wnioskowanie o zbiornikowych parametrach skały. Druga zaś metoda - mikrotomografii rentgenowskiej - daje możliwość przestrzennej wizualizacji struktury porowej poprzez dostarczanie wysokorozdzielczych, trójwymiarowych obrazów, pozwalając m.in. na określenie wielkości porów, ich krętości oraz zdolności do oddawania płynów złożowych. Wykorzystanie obu metod w badaniach rdzeni wiertniczych zwiększa wiarygodność uzyskiwanych charakterystyk petrofizycznych i filtracyjnych ośrodka skalnego, ale także daje możliwość szerszego spojrzenia na wiele problemów związanych z wieloznacznością wyników interpretacji profilowań geofizyki wiertniczej. Materiał badawczy stanowiły rdzenie wiertnicze z pięciu otworów, zlokalizowanych w rejonie na północ i północny-zachód od Poznania. Reprezentowały one utwory górnego czerwonego spągowca, wykształcone jako piaskowce facji eolicznych, osady jeziorne facji plaji oraz przewarstwienia osadów fluwialnych. Wyniki badań pozwoliły na wyróżnienie trzech grup skał o bardzo zróżnicowanych właściwościach, które przede wszystkim odnosiły się do różnego typu osadów. Uzyskano obszerny materiał doświadczalny, który powinien być wykorzystany w procesie poszukiwania złóż węglowodorów w rejonie Poznania, w utworach czerwonego spągowca.

EN

The objective of the study was presentation of broad capabilities of reservoir rocks pore space geometry characterization for oil and natural gas, through use of two advanced methods, Nuclear Magnetic Resonance (NMR) and X-ray computer microtomography (micro-CT) in laboratory experiments. The first of these methods, using phenomenon of hydrogen nuclei magnetic relaxation in reservoir fluid, saturating pore space of a rock, and in water bond in clay minerals, enables determination of various types of porosities and saturations, which itself enables inferring reservoir parameters of the rock. Whereas the second method, X-ray computer microtomography (micro-CT) provides possibility of pore structure spatial visualization, by delivering high-resolution, three-dimensional images, which enables, among others, determination of pore sizes, their tortuosity and capability for reservoir fluids production. Utilization of both methods for examination of drill cores increases reliability of obtained petrophysical and filtration characteristics of rock formation, but also enables possibility of wider insight into many problems connected with ambiguity of geophysical logging results interpretation. Drill cores originating from five boreholes, located within area north and north-west of Poznań were used as research material. They represented Upper Rotliegend formations, formed as Aeolian facies sandstones, lacustrine deposits of playa facies and interbedding of fluvial deposits. The results of examinations enabled to distinguish three rock groups of highly differentiated properties, which first of all were related to various types of deposits. Extensive experimental material has been obtained, which should be used in process of exploration for hydrocarbons within Poznań area, in Rotliegend formations.

12

Obraz środowiska skalnego w ujęciu mikrotomografii rentgenowskiej oraz zapisu sondy XRMI

Dohnalik M., Godlewski P., Mikołajewski Z.

Prace Naukowe Instytutu Nafty i Gazu

|

2012

|

nr 182 wyd. konferencyjne

625--628

PL

Zainteresowanie firm naftowych poszukiwaniami węglowodorów spowodowało, iż pomiary geofizyczne w otworach wiertniczych wykonuje się głównie w obrębie skał osadowych, w tym formacji łupkowych. Przewiercane, genetycznie różne kompleksy skalne, charakteryzują się zróżnicowaniem strukturalno-teksturalnym. Ich interpretacja jest fundamentem prawidłowego określenia środowiska depozycyjnego, a w konsekwencji architektury basenu sedymentacyjnego. Jak do tej pory nie opracowano metody zastępującej podstawowy materiał badawczy jakim jest rdzeń wiertniczy Rdzeniowanie to bardzo wysokie koszty, toteż skały są pobierane jedynie w perspektywicznych horyzontach. Specjalistyczne pomiary geofizyczne, m.in. sondą XRMI, wnoszą dużo przydatnych informacji geologicznych. Ich zaletą jest niższy koszt, więc można je wykonać w szerszych interwałach. Ideą powstania posteru było pokazanie przydatności dwóch metod badania skał: rentgenowską mikrotomografią (micro-CT) oraz elektrycznym imagerem XRMI, którego rozdzielczość pionową przyjmuje się na poziomie 1 cm. Bardziej precyzyjne dane (rozdzielczość około 100 µm) otrzymane z analizy przestrzennych obrazów micro-CT posłużyły jako materiał kalibracyjny, do interpretacji danych otrzymanych z sondy. Wynikiem analizy jest przedstawienie charakterystyki formacji łupkowych w aspekcie poszukiwań złóż niekonwencjonalnych przy wykorzystaniu kilku nowych metod badawczych.

EN

Petroleum companies interest for hydrocarbons exploration, caused situation that geophysical measurements in boreholes are carried out mainly within sedimentary rocks, including the shale formations. Drilled, genetically different complexes of rocks, are characterized by the variety of structures and textures. Their interpretation is the basis of conect description of depositional environment, and consequently proper understanding the sedimentation basin architecture. So far there is no method that could replace cores that are the primary research material. Coring is very expensive, so the rocks are taken only in the prospective zones. Specialized geophysical measurements e.g. XRMI tool bring much useful geological information. Their advantage is lower cost, so it is possible to use them in the wider intervals. The poster idea was to show the relevance of the two methods for testing rocks: X-ray computer micro-tomography (micro- CT) and electrical imager XRMI which vertical resolution is assumed at 1 cm. More precise data (resolution of ca. 100 µm) obtained from the analysis of 3D images of micro-CT was used as a reference data for the interpretation of the information received from the tool. The result of the analysis is to present the characteristics of the shale formation in terms of exploration, unconventional plays using several modern research methods.

13

Badanie kanalików robaczkowych metodą mikrotomografii rentgenowskiej

Zalewska J., Dohnalik M.

Prace Naukowe Instytutu Nafty i Gazu

|

2012

|

nr 182 wyd. konferencyjne

667--672

PL

Mikrotomografia rentgenowska posiada zdolność trójwymiarowego obrazowania budowy wewnętrznej skał. Do najważniejszych jej zastosowań należą badania porowatości i możliwości transportowania mediów złożowych, stosowane w geologii naftowej. W opracowaniu przedstawiono niektóre z możliwości mikrotomografii rentgenowskiej w aspekcie badania kanalików robaczkowych powstałych w procesie stymulacji na przykładzie trzech próbek skał węglanowych.

EN

X-ray microtomography enables to perform three-dimensional imaging of the internal structure of rocks. The most important applications in petroleum geology include the study of pore structure and possibilities of the reservoir media transport. The paper presents possibilities of X-ray microtomography application in the studies of wormhole channels formation in the process of acid injection. Paper shows results based on three samples of carbonate rocks.

14

Reconstruction of the 3D geometry of the ossicular chain based on micro-CT imaging

Kwacz M., Wysocki J., Krakowian P.

Biocybernetics and Biomedical Engineering

|

2012

|

Vol. 32, no. 1

27-40

EN

Modelling of the sound transmission process from the external ear canal through the middle ear structures to the cochlea is often performed using the finite element method. This requires knowledge of the geometry of the object being modelled. The paper shows the results of reconstruction of the 3D geometry of the ossicular chain. The micro-CT images of a cadaver's temporal bone were used to carry out the reconstruction process. The obtained geometry may be used not only for modelling of the middle ear mechanics before and after ossicular replacement but also for production of anatomical middle ear prostheses, calculation of inertial properties of the ossicular bones or educating radiologist and otolaryngologist.

15

Comparison of rock pore space based on X-ray computed microtomography (micro-CT) and nuclear magnetic resonance (NMR) data. Part III

Zalewska J., Dohnalik M.

Nafta-Gaz

|

2011

|

R. 67, nr 10

702-713

EN

The aim of the study was pore space evaluation of Upper Rotliegend Aeolian sandstones, originating from five boreholes, based on X-ray microtomography (micro-CT) and nuclear magnetic resonance (NMR) data. Results of examinations obtained by means of these two methods, as well as complex interpretation of all analyzed parameters enabled us to find that in general Aeolian sandstones of A2 dune facies feature the best petrophysical parameters, while depositional lacustrine sediments of P2 sandy playa facies and P1 marginal playa, which are considered sealing rocks, feature the worst petrophysical parameters. Observation of parameter changes within individual vertical sections of analyzed wells leads to a conclusion that Aeolian sandstones within R region are distinguished with the poorest petrophysical parameters in the ceiling and central parts of Upper Rotliegend sections. Improvement of petrophysical parameters takes place within the bottom parts of the sections. To the North of R Uplift in G-1 and O-3 wells, petrophysical parameters of Aeolian sandstones are improving, despite the occurrence of playa lacustrine sediments within the ceiling parts of the sections.

PL

Celem opracowania była ocena przestrzeni porowej piaskowców eolicznych górnego czerwonego spągowca, pochodzących z pięciu otworów wiertniczych, w oparciu o dane mikrotomografii rentgenowskiej (micro-CT) i jądrowego rezonansu magnetycznego (NMR). Wyniki badań uzyskane tymi dwoma metodami oraz kompleksowa interpretacja wszystkich analizowanych parametrów pozwoliła na stwierdzenie, że piaskowce eoliczne wydmowe facji A2 posiadają najlepsze parametry petrofizyczne, natomiast osady depozycyjne jeziorne facji plaji piaszczystej P2 i plaji brzeżnej P1 - uważne za skały uszczelniające - charakteryzują się najgorszymi właściwościami petrofizycznymi. Z obserwacji zmian tych parametrów w poszczególnych profilach pionowych analizowanych otworów wynika, że w rejonie R piaskowce eoliczne wyróżniają się najniższymi parametrami petrofizycznymi w częściach stropowych i środkowych profili górnego czerwonego spągowca. W częściach spągowych tych profili następuje poprawa parametrów petrofizycznych. Na północ od wyniesienia R w otworach G-1 oraz O-3, pomimo występowania w częściach stropowych profili osadów jeziornych plaji, parametry petrofizyczne piaskowców eolicznych poprawiają się.

16

Struktura wewnętrzna i geneza współczesnej pokrywy solnej solniska Salar de Uyuni (Boliwia) w świetle badań tomograficznych

Burliga S., Dohnalik M.

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

|

2011

|

T. 37, z. 2

215-229

PL

W pracy przedstawiono rezultaty badań budowy wewnętrznej współczesnej pokrywy solnej solniska Salar de Uyuni w południowo-zachodniej Boliwii. Analizie poddano również budowę wypełnień szczelin z wysychania. Podstawową techniką badawczą była mikrotomografia rentgenowska, obrazująca pełną strukturę wewnętrzną prób bez ich destrukcji. Badania wykazały trójdzielność struktury pokrywy: obecność powłoki halitowej na powierzchni, warstwy halitytów komórkowych poniżej powłoki oraz warstwy halitytów wielkoporowych w części spągowej pokrywy. Szczeliny z wysychania wypełniają halityty pęcherzykowate. Rozmieszczenie materiału mułowego w próbie oraz rozmycia kryształów przypowierzchniowych wskazują na wielokrotność cykli rozpuszczania soli, krystalizacji halitu i depozycji mułów. Na tej podstawie sformułowano wniosek, iż obserwowane w skałach warstwowanie nie odzwierciedla rocznych cykli sedymentacyjno-ewaporacyjnych, lecz cykle wieloletnie. Tłumaczy to niskie średnie tempo przyrostu osadów na solnisku.

EN

This paper presents the results of a study on the internal structure of modern salt crust of Salar de Uyuni in SW Bolivia. Additionally, the structure of desiccation fissure infill was investigated. X-ray microtomography was used as the main analytical method because it enabled the complete structure of the sample's interior to be imaged without its destruction. Based on microtomographic images three layers were distinguished in the crust between the surface and its base: a halite shell at the top, a cellular halite layer in the middle and a large-pore halite layer at the base. Results revealed that the desiccation fissures are filled with extremely porous bubble-halite. Distribution of mud in the sample as well as wash-out of the surfical halite crystals indicate the cyclicity of halite dissolution, its crystallisation and mud accumulation. These observations provide an explanation for low rate salt accumulation in the salt pan. This leads to the conclusion that the observed layering in the rocks does not reflect annual sedimentation-evaporation cycles but rather long-term cycles.

17

Zastosowanie mikrotomografii rentgenowskiej do oceny własności zbiornikowych skał węglanowych

Zalewska J., Kaczmarczyk J., Dohnalik M., Cebulski D., Poszytek A.

Prace Naukowe Instytutu Nafty i Gazu

|

2010

|

nr 170 wyd. konferencyjne

159--163

PL

W artykule pokazano możliwości charakterystyki przestrzeni porowej skał węglanowych z obrazów 3D wewnętrznej struktury skał wykonanych metodą mikrotomografii rentgenowskiej. Przybliżono i dostarczono ilościowe informacje z danych micro-CT o wszystkich połączonych przestrzeniach porowych badanych próbek skał. Badaniom poddano 23 próbki skał węglanowych reprezentujących poziom dolomitu głównego z rejonu północnej monokliny przedsudeckiej. Analizując próbki pod względem: wartości porowatości micro-CT, dystrybucji porowatości na wykresach, charakteru sieci porowej na obrazach 3D, charakterystyki mikrofacjalnej i wartości przepuszczalności — wyróżniono 5 grup skał o zróżnicowanym charakterze porowatości i zróżnicowanych strukturach i teksturach. Otrzymane wyniki mogą być pomocne w ocenie i zrozumieniu geometrii przestrzeni porowej skał zbiornikowych i mogą mieć znaczący wpływ na metody obliczeń odzysku węglowodorów.

EN

The article shows capabilities of carbonate rocks pore space characterization based on 3D images of internal rock structure, carried out by means of X-ray microtomography. Quantitative information derived from micro-CT data on all connected pore spaces of examined rock samples have been approximated and provided. 23 samples of carbonates representing lower horizon of main dolomite from area of northern Fore-Sudetic Monocline were subjected to examination. Analyses of the samples for micro-CT porosity value, porosity distribution on graphs, pore space nature on 3D images, microfacial characterization and permeability value, distinguished 5 groups of rocks based on diversified porosity nature and diversified structures and textures. The results obtained can be helpful in estimation and understanding of reservoir rocks pore space geometry, and may significantly influence methods of hydrocarbons recovery computations.

18

Rentgenowska mikrotomografia komputerowa w badaniu skał węglanowych : praca zbiorowa

Zalewska J. (red.)

Prace Naukowe Instytutu Nafty i Gazu

|

2010

|

nr 171

1-263

PL

W dziedzinie charakterystyki skał zbiornikowych, tomografia rentgenowska (CT) stała się interesującą techniką badawczą, po raz pierwszy zademonstrowaną przez Wellington'a i Vinegar'a [1987]. Od tego czasu światowy przemysł naftowy wykorzystuje metodę CT jako skuteczne narzędzie do analizowania rdzeni wiertniczych, zapewniające nieniszczący sposób badania skał i obrazowania ich budowy wewnętrznej, ze szczególnym uwzględnieniem charakteru struktury porowej. Rentgenowska mikrotomografia komputerowa generuje trójwymiarowy obraz przestrzeni porowej badanej próbki skały, co pozwala na dokładne pomiary i analizę układu przestrzennego porów. Na podstawie wyników badań micro-CT możemy uzyskać m.in. informacje dotyczące porowatości (objętość, struktura, lokalizacja, wielkość porów), liczby i długości kanalików porowych oraz połączeń między nimi, a także struktury sieci porów i ich wpływu na przepuszczalność. Celem opracowania było zaprezentowanie potencjału techniki badawczej micro-CT w dziedzinie badania skał zbiornikowych oraz ukazanie możliwości metody w różnych dyscyplinach nauk geologicznych, ze szczególnym uwzględnieniem zastosowania jej do badania skał węglanowych. Praca składa się z ośmiu rozdziałów, w których omówiono podstawy fizyczne metody, sposób generowania trójwymiarowych obrazów, a także przygotowywanie ich do dalszej analizy. Przeprowadzono analizę własności zbiornikowych skał węglanowych z wykorzystaniem mikrotomografii rentgenowskiej. Badania wykonano na próbkach skał reprezentujących poziom dolomitu głównego z rejonu monokliny przedsudeckiej. Dla każdej z nich wyznaczono porowatość micro-CT, dystrybucję porów w objętości próbki oraz charakter sieci porowej w niej - z pełną analizą możliwości komunikowania się wydzielonych grup porów między sobą. Zaobserwowano, że próbki dolomitu głównego są zróżnicowane pod względem tekstury, struktury i charakteru porowatości, a dodatkowo charakteryzują się znacznym zaangażowaniem procesów diagenezy; szczególnie cementacji i dolomityzacji. Zbyt wiele zmiennych związanych z petrografią badanych skał spowodowało konieczność zastosowania bardzo schematycznego podziału mikrofacjalnego, uwzględniającego teksturę, stopień przeobrażenia oraz obserwowaną porowatość - wyróżniono 5 grup skał zbiornikowych. Wykonane analizy wskazują na znaczną użyteczność mikrotomografii rentgenowskiej dla określenia właściwości zbiornikowych skał węglanowych, pozwalając na jakościową i ilościową ocenę dystrybucji porów - opartą nie na jednostkowym pomiarze porowatości, ale na analizie obrazu 3D, wygenerowanego na podstawie trzech tysięcy radiogramów próbki z dokładnością równą rozdzielczości obrazu, czyli 1 woksela (= 216 mikro m3). Metodą micro-CT dokonano rekonstrukcji wizualizacji szczelin w przestrzeni 3D próbek, pokazując ich przebieg, szerokość i rozwartość. W ten sposób scharakteryzowano naturalne szczeliny występujące w 20 próbkach skał węglanowych, różniących się litologią i sklasyfikowanych jako: wapienie, wapienie dolomityczne i dolomity. Spośród tych trzech litologii, najlepsze parametry obrazowania posiadały szczeliny występujące w wapieniach, gdzie płaszczyzny były bardzo dobrze widoczne i zostały wyraźnie wyeksponowane. Otrzymane wyniki mają istotne znaczenie w ocenie i zrozumieniu geometrii porowej skał zbiornikowych, w aspekcie prawidłowej charakterystyki parametrów zbiornikowych, co może mieć znaczący wpływ na poprawność obliczeń zasobów złóż węglowodorów. Na podkreślenie zasługuje fakt, że lepsze walory obrazowania przestrzeni porowej ma metoda micro-CT - w porównaniu z możliwościami badawczymi metody mikroskopowej, która w przypadku większości próbek (12) nie wykazała występowania szczelin. Porównując wyniki badań uzyskanych metodą micro-CT i NMR stwierdzono, że obie metody należą do najbardziej skutecznych metod poznania złożonych własności petrofizycznych skał i każda z nich daje wyniki niemożliwe do uzyskania konwencjonalnymi metodami laboratoryjnymi, a komplementarne działanie tych metod może prowadzić do dokładniejszej charakterystyki parametrów zbiornikowych skał. W niniejszej pracy nakreślono także problem numerycznej symulacji przepływu płynu przez skałę na podstawie danych micro-CT. Omówiono podstawowe fizyczne równania przepływu płynu, metodykę wykonania modelu do obliczeń oraz pokazano wstępne wyniki. Na podstawie obliczonych wartości prędkości i powierzchni porów obliczono przepuszczalność analizowanych próbek i porównano ją z wynikami pomiaru przepuszczalności gazowej. Rezultaty uzyskane obydwiema metodami okazały się zbieżne. Zasygnalizowano także możliwość badania metodą mikrotomografii rentgenowskiej kanalików robaczkowych powstających w procesie kasowania próbek skał węglanowych. Wykonane badania umożliwiły przeprowadzenie szeregu obserwacji w zakresie efektywności działania kwasu - w szczególności na obrazach trójwymiarowych, przedstawionych w postaci filmów. W końcowej części opracowania przedstawiono niektóre z możliwości zastosowań metody mikrotomografii rentgenowskiej w przemyśle naftowym (według publikacji różnych autorów), które obecnie jeszcze nie są realizowane w INiG, a których tematyka wyznacza kierunki dalszych prac i zostanie podjęta w najbliższym czasie. Metoda mikrotomografii rentgenowskiej jest unikalną i atrakcyjną metodą badawczą, ale - mimo jej ogromnego potencjału - mało znaną i rzadko stosowaną w krajowym środowisku naukowym i przemysłowym (z wyłączeniem medycyny). Autorzy mają nadzieję, że poprzez zaprezentowanie możliwości stosowania tej metody w geologii naftowej i w innych dziedzinach nauki, treści zawarte w tej publikacji przybliżą osobom zawodowo trudniącym się poszukiwaniem i eksploatacją złóż węglowodorów tematykę analizowania obrazów micro-CT w aspekcie właściwości petrofizycznych skał.

EN

X-ray computer tomography (CT) has been found interesting testing technique within domain of reservoir rocks characterization, demonstrated for the first time by Wellington and Vinegar [1987]. The world oil industry employs the CT method since this time as effective tool for analyzing of core plugs, providing non-destructive rock testing method, displaying their internal structure, with particular consideration given to the pore structure nature. X-ray computed microtomography generates three-dimensional representation of examined rock sample pore space, which enables accurate measurements and analysis of spatial pore arrangement. Based on micro-CT examination results various information can be obtained, to include porosity (volume, structure, location, pore sizes), number and length of pore throats and connections between them, pore network structure, and their influence on permeability. The aim of the study was to present micro-CT examination technique in reservoir rocks examining domain, as well as presentation of the method capacities in various disciplines of geological sciences, with particular attention given to the carbonate rocks examination potential of the method. The work consists of eight chapters, covering physical grounds of the method, the way of three-dimensional pictures generation, as well as their preparation for further analysis. Analysis of carbonate rocks reservoir properties has been carried out by means of X-ray microtomography. The tests has been carried out on rock samples representing Main Dolomite horizon from region of the Fore-Sudetian Monocline. Micro-CT porosity, pore distribution within the sample volume and pore network nature have been determined for each of them, with full analysis of separated pore groups intercommunication possibility. It was noticed, that Main Dolomite samples are diversified as regards texture, structure, porosity nature, and additionally they are characterized with significant advance of diagenesis processes, especially cementation and dolomitization. Too many variables, connected with petrography of examined rocks resulted in necessity of very schematic microfacial division use, taking into account the texture, degree of rocks alteration and observed porosity - 5 groups of reservoir rocks have been discerned. Completed analyses indicate significant usability of X-ray computed microtomography for carbonate rocks reservoir properties determination. It enable qualitative and quantitative assessment of pore distribution based not on the single porosity measurement, but on the analysis of 3D representation generated on the grounds of three thousand radiograms of the sample with accuracy equalling to the image resolution, that is 1 voxel (= 216 micro m3). Reconstruction of fissures visualization within 3D space of samples has been done by means of micro-CT method, showing their course, width and aperture. In such manner the natural fissures occurring in 20 samples of carbonate rocks, having different lithologies and classified as limestones, dolostones and dolomites, have been characterized. From among of these three lithologies, the fractures present in limestones had the best representation parameters, where the fracture planes had very good visibility and have been clearly exhibited. The results obtained have very significant importance for assessment and understanding of reservoir rocks pore geometry in aspect of proper reservoir parameters characterization, which may have meaningful influence on the correctness of hydrocarbon reservoir reserves computations. It is worth to emphasize, that micro-CT method has better pore space representation features as compared to microscope method examination possibilities, which in most of the samples (12) did not reveal fissures occurrence. Comparison of micro-CT and NMR method examination results led to conclusion, that both the methods are one of the most effective ways of complex petrophysical rock properties learning. Each of them yields results that are impossible to obtain by means of conventional laboratory methods. Their complementary action may lead to more correct characterization of reservoir rocks parameters. The problem of numerical simulation of fluid flow through a rock on the grounds of micro-CT data has been outlined. Basic physical equations of fluid flow, method of computational model creation and initial results obtained have also been shown. On the grounds of calculated velocity and pore surface area values, permeability of examined samples was calculated and compared with gas permeability measurement results. The results obtained by means of both methods proved to be convergent. Examination possibility of worm channels generated in process of carbonate rock samples acidizing with X-ray computed microtomography method was signaled. The completed test enabled execution of several observations in scope of acid action effectiveness, in particular on three-dimensional images presented in the form of motion pictures. In the final part of the study, some of X-ray computed microtomography applications within oil industry have been presented on the grounds of various authors' publications, which are not realized in INiG yet, but which subject area determines directions of further works and will be undertaken in the near future. The X-ray microtomography method is unique and attractive research method, which - despite its huge potential - is not widely known and applied in domestic scientific and industrial environment (excluding medicine domain). The authors hope, that by presentation of the method utilization possibilities within both oil geology, and another science domains, the subjects contained in this publication will enable closer acquaint of micro-CT images analyses subject area in aspect of petrophysical rock properties to persons which undertake hydrocarbon reservoirs prospection and exploitation by profession.

19

Ocena kanalików robaczkowych w rdzeniach skał węglanowych z wykorzystaniem mikrotomografii rentgenowskiej

Zalewska J., Dohnalik M., Kaczmarczyk J., Masłowski M., Biały E.

Prace Naukowe Instytutu Nafty i Gazu

|

2010

|

nr 170 wyd. konferencyjne

193--197

PL

Opracowanie omawia sposób oceny skuteczności cieczy kwasujących na przykładzie próbek skał węglanowych, przy zastosowaniu nowoczesnej, nieniszczącej techniki wizualnej — mikrotomografii rentgenowskiej (micro-CT). Badania micro-CT pozwoliły na wizualizację i ilościową analizę zmian objętości struktury porowej oraz analizę połączeń sieci porowej poprzez wyznaczenie parametru geometrycznej krętości kanałów porowych przed i po zabiegu kwasowania. Przeprowadzone badania wskazują na dużą użyteczność mikrotomografii rentgenowskiej w ocenie kanalików robaczkowych wywołanych zabiegiem kwasowania.

EN

This paper describes acidizing efficiency on carbonate rock core samples with the use of non-invasive visualization technique — X-ray computed microtomography (micro-CT). Micro-CT researches enabled visualization and quantitative analysis of pore structure changes due to samples acidizing. Channels tortuosity analysis allowed to show connectivity differences before and after sample acidizing. Performed researches showed high usefulness of micro-CT in wormholes estimation.

20

Obraz 3D mikrotomografii rentgenowskiej skał węglanowych

Zalewska J., Łykowska G., Kaczmarczyk J.

Prace Naukowe Instytutu Nafty i Gazu

|

2010

|

nr 170 wyd. konferencyjne

165--170

PL

W pracy podjęto próbę sprawdzenia możliwości rentgenowskiej mikrotomografii komputerowej (micro-CT) w ocenie geometrii szczelin. Najpierw, metodą micro-CT przeprowadzono interpretację struktury sieci porowej w naturalnych próbkach skał węglanowych, a następnie dokonano mikrotomografcznej wizualizacji szczelin, co umożliwiło pomierzenie ich rozwartości i szerokości. Otrzymane dane porównano z wynikami obserwacji mikroskopowych. Stwierdzono, że w większości przypadków badania mikroskopowe nie wykazały występowania szczelin. Potwierdza to użyteczność metody micro-CT w analizie struktury wewnętrznej skał, a szczególnie w obrazowaniu i szacowaniu szczelin.

EN

This paper presents the current possibilities of roentgen computed microtomography in aperture imaging and extrapolation. First it presents, with the use of micro-CT method, the interpretation of internal pore structure in natural carbonate rock samples and then shows visualization and exploration of aperture size. Received data were compared with results of microscopy method. Performed studies have shown that microtomography measurements provide more information about pore space and imaging or extrapolation of aperture size than microscopy method.