Dobór parametrów petrofizycznych węglanowych skał zbiornikowych w celu podwyższenia dokładności wyznaczenia współczynnika nasycenia wodą

Transkrypt

1 NAFTA-GAZ lipiec 2010 ROK LXVI Jadiga Jarzyna, Paulina Krakoska Akademia Górniczo-Hutnicza im. Stanisłaa Staszica Krakoie Dobór parametró petrofizycznych ęglanoych skał zbiornikoych celu podyższenia dokładności yznaczenia spółczynnika nasycenia odą Wproadzenie Petrofizyk proadzący interpretację profiloań geofizyki otoroej często musi odpoiedzieć na pytanie, czym spoodoana jest rozbieżność pomiędzy uzyskanymi ynikami, a rezultatami testó złożoych otorze lub ynikami badań na rdzeniach? W trzech przykładoych otorach iertniczych, odierconych celu poszukiania ęgloodoró, przeproadzono kompleksoą interpretację profiloań geofizyki otoroej i przeanalizoano yniki badań laboratoryjnych na rdzeniach. W przypadku otoru iertniczego A zauażono anomalnie niskie artości oporności pozornej, co skazyało na ośrodek skalny dobrze przeodzący prąd elektryczny, zatem nie zaierający ęgloodoró przestrzeni poroej. Badania laboratoryjne na rdzeniach ykazały jednak przestrzeni poroej ystępoanie filtratu płuczki i gazu. Należało uzasadnić planoanie dalszych prac tym otorze. Wyniki kompleksoej interpretacji profiloań geofizyki otoroej otorach B i C ykazyały ysokie nasycenie odą S i co za tym idzie niskie nasycenie ęgloodorami. Takie yniki interpretacji nie znalazły potierdzenia testach złożoych, zatem należało poszukać przyczyny uzyskania ysokiego spółczynnika nasycenia odą S. W pracy dobierano spółczynnik zięzłości skały m, który istotnie płya na obliczany spółczynnik nasycenia odą S, korzystając z rónania ciągłości przepłyu Montarona, zoró Borai a i Shell a. Przeproadzono interpretację profiloań geofizyki otoroej z użyciem yznaczonych spółczynnikó i uzyskano zgodność ynikó interpretacji z ynikami badań laboratoryjnych. Elementy budoy geologicznej rejonie otoró badaczych [9] Badany obszar, na którym ystępuje otór A, jest częścią platformy pelagicznej, która od czesnej kredy do eocenu była platformą ęglanoą z systemem zrębó tektonicznych oraz blokó, pociętych uskokami. Przedmiotem analiz jest strefa zbiornikoa Campanian Chalk interale głębokościoym między 4750 m a 4950 m, na zrębie tektonicznym. Formacja ta składa się z pelagicznej kredy ieku kredy górnej (Cr3), zbudoanej z otornic (Foraminiferal Nannofosil Chalk). Analizoane osady charakteryzują się ysoką mikroporoatością (8 32%) i niezbyt ysoką przepuszczalnością, granicach 0,01 7,5 md. Poroatość zmienia się zależności od zaartości spoia kalcytoego. Niższe poroatości ystępują interałach o ysokiej zaartości skorup otornic. W obszarze badań często ystępują otarte stylolity, torzące poziome kanały do przepłyu cieczy. Obseruje się także pionoe i praie pionoe szczeliny, miejscami przekraczające 10 m długości, torzące kanały do przepłyu cieczy o kierunku NW-SE. W badanym interale głębokościoym otorze B ( m) dominują mikrobialne maty oraz sferolity z ograniczoną dolomityzacją, znajdujące się poniżej arsty soli. Istotną rolę odgrya tu silifikacja. W oglądzie makroskopoym nie obseruje się szczelin. Wtórne roz- 547

2 NAFTA-GAZ puszczanie skał ęglanoych spoodoało ziększenie poroatości pierotnej. Otór C znajduje się obrębie basenu prekaspijskiego. Skały ęglanoe, przeiercone interale m, mają słabe łaściości zbiornikoe średnia poroatość obliczona na podstaie ynikó badań laboratoryjnych ynosi 5%, natomiast średnia przepuszczalność jest róna 7 md. Wiek utoró datuje się od karbonu do permu. Przepły cieczy analizoanych utorach jest możliy dzięki obecności apieni oolitoych. Obecne są szczeliny, a ymycia często ystępują facjach ziązanymi z biohermami. Profiloania geofizyki otoroej i dane laboratoryjne W analizach ykorzystano profiloania geofizyki otoroej oraz yniki interpretacji, postaci spółczynnika poroatości ogólnej (PHI) i spółczynnika nasycenia odą (S ). W otorze A dysponoano następującymi profiloaniami geofizyki otoroej: średnicy (CALI), akustycznym (DTCO), gamma (GR), neutronoym (NPHI), gęstościoym (RHOB) oraz doma pomiarami oporności {(LLd R t ) i (LLs R x0 )}. W otorze B ykorzystano następujące profiloania geofizyki otoroej: średnicy otoru (CALI), gamma (GR) oraz indukcyjne o ysokiej rozdzielczości (ART: AT10, AT20, AT30, AT60 i AT90). Wykorzystano także yniki kompleksoej interpretacji profiloań geofizyki otoroej: poroatość neutronoą obliczoną na podstaie ynikó profiloania magnetycznego rezonansu jądroego (PHICMP) (Porosity Hydrogen Index CoMPuted) oraz spółczynnik nasycenia odą, także obliczony na podstaie ynikó profiloania MRJ (SWIMR). Dane z otoru iertniczego C obejmują następujące pomiary geofizyki otoroej: średnicy otoru (CALI), mikroprofiloanie oporności (ML), steroane profiloanie oporności dalekiego zasięgu (LLd) oraz yniki kompleksoej interpretacji profiloań geofizyki otoroej: poroatość obliczoną na podstaie profiloania akustycznego i neutronoego, przy uzględnieniu modelu skały duskładnikoej (apień i dolomit) (PHISNE) oraz spółczynnik nasycenia odą obliczony na podstaie poroatości PHISNE (SWSNE). Badania laboratoryjne SCAL (Special Core AnaLysis) zostały ykonane na próbkach pobranych z rdzeni iertniczych, z odpoiednich głębokości. Do obliczeń otorze A ykorzystano yniki badań laboratoryjnych na próbkach skał pobranych z pobliskich otoró iertniczych A i A. W przypadku otoru iertniczego C ykorzystano dane uzyskane pobliskim otorze C. Wykorzystano yniki pomiaru oporności, które następnie posłużyły do obliczenia parametru nasycenia (R.I.) dla różnych artości spółczynnika nasycenia odą S. We szystkich otorach obliczono podstaoe statystyki dla artości poroatości ogólnej, obliczonej yniku interpretacji ilościoej profiloań geofizyki otoroej ( otorze A neutronoego i gęstościoego, otorze B magnetycznego rezonansu jądroego, a otorze C neutronoego i akustycznego). Ilość próbek zapenia iarogodność yliczonych statystyk. W otorze A badanym interale obseruje się ysoką poroatość, natomiast otorach B i C niską (tablica 1). N Tablica 1. Podstaoe statystyki dla artości poroatości ogólnej, będącej ynikiem interpretacji profiloań neutronoego i akustycznego N10 Udział proc. Φ śr Φ max Φ min Φ najczęstsza Odchylenie standardoe A ,59 14,68 21,13 1,9 19,73 4,39 B ,32 5,77 28,71 0,02 4,9 4,39 C ,79 6,52 15,45 0,02 7,39 2,45 N ilość próbek, N 10 ilość próbek o poroatości poniżej 10%, Udział proc. udział proc. próbek o poroatości poniżej 10%, stosunku do całkoitej liczby próbek, Φ śr artość średnia poroatości, Φ max artość maksymalna poroatości, Φ min artość minimalna poroatości, Φ najczęstsza artość poroatości najczęściej ystępująca zbiorze szystkich próbek. 548 nr 7/2010

3 artykuły Rónania łączące oporność skały z poroatością i spółczynnikiem nasycenia odą Rónanie ciągłości przepłyu Gdy Gusta Archie 1942 roku [1] zaproponoał rónanie iążące określone parametry petrofizyczne, ydaało się, że nastała noa era dla przemysłu naftoego i gazoego. Rónanie Archie ego pozoliło liczboo określać zasoby złóż ęgloodoró na podstaie profiloań oporności i profiloań yznaczających poroatość. Szybko jednak okazało się, że najprostsza ersja rónania Archie go (1) daje poprane yniki tylko dla formacji niezailonych i zbitych [8]: miejscu jest inne. Tangens kąta nachylenia stycznej do czeronej krzyej różnych miejscach aha się od 2 do 10, co daje spółczynnik zilżalności n należący do przedziału Rónanie ciągłości przepłyu (2) [6] jest propozycją noego podejścia do rónania Archie go i zakłada jednolite ujęcie przepłyu medió przestrzeni poroej oraz ocenę oporności, funkcji nasycenia odą, dla szystkich skał. W rónaniu tym proadzono spółczynnik WCI (Water Connectivity Index), określający liczboo zjaisko ciągłości przepłyu przestrzeni poroej. R Rt = (1) S n m φ gdzie: R t oporność skały niezmienionej filtracją filtratu płuczki, R oporność ody złożoej, Φ poroatość efektyna, S spółczynnik nasycenia odą, m spółczynnik zięzłości, n spółczynnik zilżalności. W uogólnionej postaci rónanie Archie go ymaga określenia spółczynnika zięzłości m i spółczynnika zilżalności n. W zależności od typu skały, przyjmują one różne artości [3]. Wysokie artości spółczynnika zięzłości skały m kojarzone są z ysokimi artościami krętości kanałó poroych (niska ciągłość przepłyu) [7]. Wartości spółczynnika zięzłości m rosną ze spadkiem stopnia połączenia przestrzeni poroej skały [7]. Dobór popranych artości spółczynnikó jest szczególnie ażny przy badaniu skał ęglanoych, gdzie oprócz poroatości intergranularnej ystępuje szczelinoatość i jamistość. Współczynnik zilżalności n można odczytać z ykresu sporządzonego układzie dulogarytmicznym R.I. vs. S (rysunek 1). Ciągła linia czarna i die linie przeryane odpoiadają artościom n = 1, 2 i 3. Jeżeli zależność staje się krzyolinioa (krzye czerona i niebieska), tedy rónanie Archie go nie może zostać zastosoane [7]. Krzya niebieska może odpoiadać skałom zailonym (iększe przeodnicto przy mniejszym nasyceniu odą), natomiast czerona krzya opisuje skały hydrofoboe. Rysunek 1 pozala zrozumieć, dlaczego dla piaskocó zailonych i skał hydrofoboych yznaczenie jednej artości spółczynnika zilżalności n jest niemożlie. Nachylenie krzyej czeronej każdym Rys. 1. Zależność parametru nasycenia R.I. od spółczynnika nasycenia odą S dla różnych spółczynnikó zilżalności n [7] Rys. 2. Parametr nasycenia R.I. funkcji spółczynnika nasycenia odą S, uzyskany z rónania ciągłości przepłyu dla μ = 2,0 [7] nr 7/

4 NAFTA-GAZ ' R R = t µ ( S φ WCI) (2) R ' µ = R(1 WCI) (3a) σ ) ' µ = σ ( S φ WCI (3b) gdzie: R pozorna oporność ody złożoej, σ pozorna przeodność ody złożoej, μ spółczynnik przeodności. W porónaniu do spółczynnikó m i n e zorze Archie go, spółczynnik μ zaiera się mniejszym przedziale zmienności (1,6 2,0). Współczynnik ciągłości przepłyu WCI przyjmuje nieielkie artości; typoy zakres zamyka się przedziale od 0,02 do 0,02 [7]. Współczynnik WCI jest parametrem korekcyjnym, który dostosouje objętość ody (poroatość) rónaniach (2) i (3) do dodatnich, bądź ujemnych efektó przeodzenia ody skałach. Przy danej zmienności artości spółczynnikó μ i WCI, pozorna oporność ody złożoej R mieści się przedziale 5% zmienności rzeczyistej oporności ody złożoej R. Niepeność ziązana z doborem artości oporności ody złożoej R jest zykle akceptoana obliczeniach, których upraszcza się rónanie (2), zastępując R opornością R. Na rysunku 2 yjaśniono zastosoanie spółczynnika WCI, który kontroluje krzyiznę ykresu R.I. vs. S. Krzyizna jest negatyna (ypukła górę leej części ykresu) dla ujemnych artości spółczynnika WCI. Parametr nasycenia R.I., definioany jako stosunek oporności skały niezmienionej filtracją R t do oporności skały 100% nasyconej odą złożoą R 0, może być także yrażony przez krytyczne nasycenie odą S c [7]: µ 1 Sc R. I. = (4) S Sc WCI S c = (5) φ Krytyczne nasycenie odą S c określa rozbieżność pomiędzy przeodnością rzeczyistą skały, a artością przeodności zgodną z praem Archie go. Gdy spółczynnik WCI jest róny 0, tedy rónanie ciągłości przepłyu przechodzi rónanie Archie go, przy założeniu, że m = n = μ. Kiedy krytyczne nasycenie S c jest dodatnie (dla dodatnich WCI), oporność przyjmuje ysokie artości, gdy nasycenie odą jest bliskie S c. Na rysunku 2 krytyczne nasycenie S c = 0,12 odpoiada czeronej krzyej o WCI = 0,03. Taki ekstremalny przypadek może być obseroany skałach hydrofoboych, o nasyceniu ęgloodorami ynoszącym przynajmniej 85%. Niezailone piaskoce mają skłonność do pozostania hydrofiloymi naet gdy są poddane płyoi ropy naftoej przy ystępoaniu ysokich temperatur złożoych i ciśnienia. W skale hydrofiloej poierzchnia poró jest zasze pokryta ciągłą arsteką ody, naet gdy nasycenie odą jest niskie. W przypadku skały hydrofiloej spółczynnik WCI rónaniu (2) jest róny 0. Rónanie ciągłości przepłyu przechodzi rónanie Archie go przypadku niezailonych piaskocó. W przypadku piaskocó zailonych przeodność ody ziązanej iłach jest yższa niż przeodność ody złożoej. Współczynnik WCI przyjmuje ujemne artości i krzyizna ykresu R.I. vs. S jest ypukła górę. Krytyczne nasycenie S c osiąga tedy ujemne artości. Fizyczna interpretacja ujemnego krytycznego nasycenia S c jest ziązana z yższą przeodnością skały dla niższych artości nasycenia odą niż jest to przeidyane z rónania Archie go. Im mniej ody złożoej jest skale tym bardziej jest ona połączona strugi. Skały hydrofoboe nigdy nie spełniają arunku 100-procentoego pokrycia poierzchni przestrzeni poroej ropą naftoą. W iększości przypadkó poierzchnia poró pokryta ropą jest mała ynosi zaledie kilka procent. Jest to ynik faktu, że mikropory 1 są hydrofiloe i generalnie pełni nasycone odą, a to one łaśnie stanoią iększą część przestrzeni poroej. Jednak o ielkości poroatości i ruchu medió przestrzeni poroej decydują mezopory i makropory. Tylko makropory i część mezoporó mogą być hydrofoboe. Hydrofoboe skały ęglanoe charakteryzują się dodatnią artością spółczynnika WCI tłumaczy to pozytyną krzyiznę (krzya ypukła dół) na ykresie R.I. vs. S. Przeodność ody złożoej jest zasze obniżana przez obecność ęgloodoró, gdyż poodują one przeranie ciągłości arstece ody otaczającej pory. Niektóre skały ęglanoe o mieszanym typie zilżalności nie ykazują ykresu R.I. vs. S ypukłego dół, natomiast spełniają rónanie Archie go. Mogą też ykazać ypukły górę ykres parametru nasycenia R.I vs. S (podobnie jak piaskoce zailone). Wyjaśnienia tego para- 1 Według International Union of Pure and Applied Chemistry, mikropory to pory o średnicy d < 2 nm; mezopory o średnicy 2 nm d < 50 nm, natomiast makropory o d 50 nm. 550 nr 7/2010

5 artykuły doksu należy poszukiać strukturze przestrzeni poroej skał ęglanoych i procesie przeodzenia nich ody złożoej. Pory o ielkości submikronoej są tak małe, że aby ropa mogła je penetroać, muszą ystępoać ysokie ciśnienia kapilarne. Dlatego też generalnie przyjmuje się, że skały mikrytoe pozostają nasycone odą. Do modelu mikrytoych skał ęglanoych nie zaliczamy przypadkó skał ęglanoych z ymyciami. Obecność poierzchni mezo- i makro poró pokrytych ropą redukuje ciągłość arstece ody i odpoiada dodatniemu spółczynnikoi WCI. Wysoka, dodatnia artość spółczynnika WCI poinna ygeneroać pozytyny spółczynnik nachylenia krzyej R.I. vs. S jeśli skała nie posiada mikroporoatości. Obecność mikroporoatości ziarnach mikrytoych generuje ujemny spółczynnik WCI, zatem mikrytoe skały ęglanoe mogą zachoyać się podobnie jak piaskoce zailone (mogą się także zachoyać jak skały hydrofoboe lub podążać za rónaniem Archie go, gdy WCI będzie bliskie 0). Współczynnik zilżalności n może być poiązany z parametrami ystępującymi rónaniu ciągłości przepłyu, przez porónanie rónania (4) z rónaniem Archie go (1). W ten sposób otrzymano ziązek: W tym przypadku spółczynnik zięzłości m rośnie przy spadku poroatości. Takie zachoanie spółczynnika m skałach ęglanoych jest zgodne z jego zachoaniem skałach klastycznych [8]. Formuła Borai a Interpretacja krzyych geofizyki otoroej z obszaru przybrzeżnego Abu Dhabi ykazała ysokie nasycenie odą S niektórych strefach ystępoania skał ęglanoych [2], jednakże skaźniki ęgloodoroości obseroane podczas iercenia i korelacja ynikó uzyskanych podczas bieżących pomiaró z cześniejszymi, uzyskanymi z pobliskich otoró, jednoznacznie skazyały, że interpretoane strefy są nasycone ęgloodorami. W tej sytuacji zakestionoano ielkości parametró użytych do standardoej interpretacji szczególności artości spółczynnika zięzłości m. n ln( S S ) ln(1 S ) ln S c c = µ (6) Podobnie można yznaczyć spółczynnik zięzłości m: 1 ln( 1 S c ) ln( Sc ) φ m = µ (7) lnφ Stabilność spółczynnika przeodzenia μ i fakt, że nie jest on zależny od nasycenia odą S pooduje, że rónanie ciągłości przepłyu ma prostą postać. W przypadku, gdy nie ma dostępu do ynikó badań przeproadzonych na rdzeniach, na początek dobrze jest zastosoać rónanie (2) lub (3) dla μ = (1,9; 2,0) oraz użyć profiloań geofizyki otoroej do yznaczenia: spółczynnika nasycenia odą S, poroatości i oporności skały niezmienionej procesem filtracji. Wielkości te są niezbędne do obliczenia spółczynnika WCI. Rys. 3. Efekt użycia zoró Shell a i Borai a celu obliczenia spółczynnika nasycenia odą S [2] Formuła Shell a Wzór Shella [2] przedstaia ziązek pomiędzy spółczynnikiem zięzłości m, a poroatością skały Φ. Określono go dla skał ęglanoych o poroatości niższej od 10%. 0,019 m = 1,87 + (8) φ Rys. 4. Współczynnik zięzłości m jako funkcja poroatości Φ na podstaie trzech formuł [2] nr 7/

6 NAFTA-GAZ Ziązek spółczynnika zięzłości m i poroatości Φ uzyskany dla ynikó badań laboratoryjnych przedstaiono na rysunku 3. Zaobseroano, że układ punktó nie jest zgodny z zorami Archie go i Shell a. Określono zatem noy zór: 0,035 m = 2,2 (9) φ + 0,042 i okazało się, że dla badanych próbek spółczynnik zięzłości m rośnie ze zrostem poroatości Φ. Noo yznaczony zór ma znaczenie przypadku skał o niskiej poroatości Φ, gdzie nieielkie zmiany spółczynnika zięzłości m poodują duże zmiany artości spółczynnika nasycenia odą S. Współczynnik S, obliczony na podstaie zoru Borai a, skałach o nieielkiej poroatości jest niższy, niż przypadku zastosoania formuły Shell a (rysunek 4). Studia nad skałami ęglanoymi formacji Abu Dhabi ykazały, że standardoo użyana artość lub zór na spółczynnik zięzłości m nie dają popranych ynikó formacjach o niskiej poroatości Φ. Użycie noego zoru znacznie zredukoało obliczony spółczynnik nasycenia odą S nisko poroatych skałach ęglanoych i znieloało różnice pomiędzy ynikami profiloań, a ynikami testó. Interpretacja profiloań geofizyki otoroej Interpretacja z zastosoaniem ynikó obliczeń dla rónania Montarona We stępnym etapie reinterpretacji profiloań geofizyki otoroej, aspekcie yznaczania S, przeanalizoano przyczyny rejestracji niskich oporności skał, sondami o zróżnicoanym zasięgu radialnym. W otorze iertniczym A ydzielono strefy, które mogły mieć obniżoną oporność z poodu obecności niskooporoych składnikó mineralnych. Na podstaie dokumentacji geologicznej obszaru badań i szczegółoego opisu geologicznego rdzeni yszukano odcinki profilu geologicznego, których ystępoały skały ilaste oraz margle z pirytem, interale głębokości 4861, ,93 m. Odcinki te ykluczono z interpretacji. Piryt różni się od ielu minerałó ysoką przeodnością, ysoką gęstością oraz zaartością żelaza o ysokiej liczbie atomoej [4]. W niektórych przypadkach naet niska zaartość pirytu może spoodoać bardzo dobre arunki do przepłyu prądu elektrycznego. Obecność pirytu pooduje taką redukcję oporności skały, że niemożlie jest rozpoznanie różnicy jej nasyceniu (odą lub ęgloodorami). Obok pirytu, obniżenie oporności skał ęglanoych może być yołane zaileniem, spękaniem formacji skalnej, arstoaniem oraz podójnym systemem poroatości [9]. Niskie oraz bardzo bliskie liczboo artości R x0 i R t mogą skazyać na głęboką strefę filtracji. Duża poroatość i niska oporność filtratu płuczki, stosunku do oporności ęgloodoró, uzasadniają niskie artości oporności. Ujemne S c oraz ujemne WCI mogą skazyać na zailenie, które także może przyczynić się do obniżenia oporności. Jednak badanym interale skazania na krzyej gamma są bardzo niskie, czyli zailenie praktycznie nie jest obecne. Ujemne artości WCI można zatem tłumaczyć jedynie udziałem mikrytu, o przestrzeni poroej całości ypełnionej odą złożoą badanej skale. We szystkich otorach przeanalizoano dostępne yniki kompleksoej interpretacji profiloań geofizyki otoroej i stierdzono, że pły obecności składnikó litologicznych obniżających oporność nie jest na tyle istotny, aby tak yraźnie zayżać spółczynnik nasycenia odą S. Wykonano zatem reinterpretację pod kątem yznaczenia poroatości Φ i spółczynnika nasycenia odą S, z zastosoaniem rónania ciągłości przepłyu Montarona, zoró Shell a i Borai a. Wykorzystano yniki badań laboratoryjnych (SCAL) dla obliczenia spółczynnikó przeodności μ i krytycznego nasycenia odą S c, które pozoliły yznaczyć spółczynnik zięzłości m. Wzory Shell a i Borai a użyto bezpośrednio do obliczenia spółczynnika zięzłości m. Współczynniki zięzłości m dla otoró A i C obliczono na podstaie parametru nasycenia R.I. oraz spółczynnika nasycenia odą S, ykonanych na próbkach skał z otoró A i A oraz C. Pierszym krokiem było ybranie N eksperymentalnych punktó (R.I.(k), S (k)) dla k = 1, 2 N, ze zbioru danych R.I. vs. S. Następnie uzyskano najlepsze dopasoanie pomiędzy modelem reprezentoanym przez zór (4) a ybranymi punktami (R.I.(k), S (k)) dla k = 1, 2 N. Podczas obliczeń minimalizoano błąd yrażony rónaniem (10): E( 1 S N c 2 µ, Sc ) = [log R. I.( k) µ log( )] (10) k = 1 S ( k) Sc Błąd E(μ,S c ) obliczano przy założeniu artości spółczynnika przeodności μ i krytycznego nasycenia S c. Minimalna artość błędu yznaczyła poprane artości spółczynnika przeodności μ oraz krytycznego nasy- 552 nr 7/2010

7 artykuły Tablica 2. Współczynnik przeodności μ i krytyczne nasycenie S c oraz spółczynnik zięzłości m dla próbek z otoró iertniczych A i A oraz C A A C µ 2,04 2,08 2,30 1,92 1,88 1,38 1,43 2,24 4,02 4,22 3,78 3,53 2,16 1,85 2,34 S c 0,02 0,03 0,11 0,05 0,10 0,06 0,02 0,25 0,13 0,22 0,02 0,06 0,13 0,054 0,11 m 2,02 2,05 2,185 1,967 1,976 1,341 1,410 2,004 4,292 3,938 3,805 3,604 2,071 1,884 2,432 cenia S c. Obliczenia ykonano dla ybranych 9 próbek R.I.(k), S (k) z otoró A oraz A oraz dla 10 próbek z otoru C. Wyniki zestaiono tablicy 2. Odpoiednie parametry pogrupoano i zaznaczono identycznymi kolorami (np. żółty kolor oznacza, że dla μ = 2,04 i S c = 0,02 otrzymano m = 2,02 (tablica 2). Współczynnik nasycenia odą S, obliczony podczas kompleksoej interpretacji profiloań geofizyki otoroej, ykonanej otorze A z użyciem programu Recall (BG Group), przedstaiono na rysunku 5. Na pierszej ścieżce ykresu ystępują profiloania oporności R t i R xo. Na kolejnych ścieżkach znajdują się profiloania S uzyskane dla różnych artości spółczynnika zięzłości m i krytycznego nasycenia odą S c. Wartość spółczynnika zięzłości m = 1,913 przyjęto na podstaie raportu zespołu BG Group i na jego podstaie yznaczono spółczynnik nasycenia odą S (krzya ST). Wartości m = 1,967 (S narysoane linią czarną S3), m = 2,020 (S narysoane linią niebieską S1) i m = 2,185 (S narysoane linią czeroną S2) przyjęto na podstaie obliczenia m, z ykorzystaniem rónania przepłyu dla danych SCAL z otoru A. Można zatem yznaczyć obszar, którym pradopodobne jest ystępoanie popranych artości S, obliczonych dla spółczynnika zięzłości m z przedziału od 2,02 do 2,185. Ostatnia ścieżka pokazuje ykres S dla danych SCAL z otoru A. Czarna krzya (S5) ilustruje spółczynnik nasycenia odą S dla m = 1,341, natomiast czerona (S4) dla m = 2,004. Przedstaione yniki pozalają stierdzić, że im niższy jest spółczynnik zięzłości m, tym mniejszy jest spółczynnik nasycenia odą S. Ponieaż celem reinterpretacji było uzyskanie spółczynnika S niższego od artości obliczonej dla m = 1,913, nie brano pod uagę yniku m = 4,292 uzyskanego otorze A. Za najlepszy ynik uznano S obliczone dla m = 1,341. Skały otorze iertniczym A są zaliczane do apieni mikrytoych, Rys. 5. Współczynnik nasycenia odą S otorze iertniczym A dla różnych artości spółczynnika zięzłości m Oznaczenia: ST S dla m = 1,913, S1 S dla m = 2,020, S2 S dla m = 2,185, S3 S dla m = 1,967, S4 S dla m = 2,004, S5 S dla m = 1,341 nr 7/

8 NAFTA-GAZ Rys. 6. Współczynnik nasycenia odą S otorze iertniczym C dla różnych artości spółczynnika zięzłości m Oznaczenia: SWT1 S dla m = 3,938, SWT2 S dla m = 3,604, SWT3 S dla m = 2,071, SWT4 S dla m = 1,884, SWT5 S dla m = 2,432, SWT6 S dla m = 3,805 których udział mikroporoatości torzeniu przestrzeni poroej jest znaczny. Zatem za poprane przyjęto yniki uzyskane dla ujemnych artości krytycznego nasycenia S c. W otorze C ykonano pononą interpretację profiloań geofizyki otoroej. Wyniki przedstaiono na rysunku 6. Na ścieżce pierszej przedstaiono ykresy steroanego profiloania oporności LL i MLL. Druga ścieżka przedstaia spółczynniki nasycenia odą S dla różnych artości spółczynnika zięzłości m. Trzecia ścieżka ilustruje artości spółczynnika nasycenia odą S obliczone przy użyciu spółczynnika zięzłości m, yznaczonego na podstaie danych ze strefy zaodnionej (poniżej OWC Oil Water Contact). Czarta ścieżka ilustruje S obliczone przy użyciu spółczynnika zięzłości m, obliczonego dla danych ze strefy ystępoania ropy naftoej (poniżej GOC Gas Oil Contact). Czerony ykres na szystkich ścieżkach (krzya SW) jest ynikiem interpretacji standardoej ykonanej przez zespół BG Group, przy założeniu, że spółczynnik zięzłości m = 2,23. Po zastosoaniu rónania ciągłości przepłyu uzyskano bardzo ysokie artości spółczynnika przeodności μ i krytycznego nasycenia S c. W ziązku z tym spółczynnik zięzłości m osiągał ysokie artości. Możlie, że jest to spoodoane płyem na przestrzeń poroą dodatkoych czynnikó, których nie rozażaliśmy dotychczas. Wyniki na rysunku 6 podzielono na die części, ze zględu na charakter strefy, z której pobrano próbki. Strefa nasycona ropą naftoą znajduje się poniżej 4950 m (poniżej GOC), natomiast strefa nasycona odą poniżej 5165 m (poniżej OWC). Dla próbek pobranych ze strefy nasyconej odą otrzymano niższe artości spółczynnika zięzłości 554 nr 7/2010

9 artykuły m (SWT5 dla m = 2,432 i SWT4 dla m = 1,884), natomiast dla próbek ze strefy nasyconej ropą naftoą ysokie (tablica 2 artości zaznaczone kursyą). W ziązku z tym otrzymano yższy spółczynnik nasycenia odą S. Do interpretacji przyjęto najniższą artość m uzyskaną części skał nasyconych odą, biorąc pod uagę założenia Archie go i jego zór definiujący spółczynnik zięzłości m określony dla skał nasyconych odą. Jednak ynik uzyskany części skał nasyconych ropą skazuje, że rónaniu przepłyu Montarona nie są uzględnione szystkie czynniki płyające na spółczynnik μ skałach nasyconych ropą. Uzyskanie stosunkoo dużej artości μ i dodatniego WCI (S c ); zaróno skałach nasyconych ropą (μ = 3,78, S c = 0,02) oraz (μ = 3,53, S c = 0,06), jak i odą (μ = 1,85, S c = 0,054) oraz (μ = 2,34, S c = 0,11), skazuje na zięzłość i hydrofoboość tych skał oraz brak zailenia. Interpretacja z ykorzystaniem zoró Shell a i Borai a Wzory Shell a (7) i Borai a (8) zostały rónież ykorzystane do yznaczenia spółczynnika zięzłości m. W tablicy 3 przedstaiono uśrednione artości spółczynnika zięzłości m obliczone profilach otoró A i B, raz z ybranymi, optymalnymi spółczynnikami zięzłości m uzyskanymi z obliczeń ykonanych z użyciem rónania Montarona otorach A i C. Formuły Shell a i Borai a dały yższe artości spółczynnika zięzłości skały m i tym samym yższe artości spółczynnika nasycenia odą S otorze A, Tablica 3. Współczynnik zięzłości m obliczony na podstaie różnych zoró Wzór/otór Shell Borai Montaron BG Group m A 1,9780 2,0422 1,410 1,913 B 2,6292 1,7818 1,600 C 2,247 1,847 1,884 2,23 porónaniu do yniku uzyskanego przy zastosoaniu rónania Montarona. Podobne artości m dostarczone przez zory Borai a i Shell a otorze A pośiadczyły fakt, że badanym interale dominują skały o poroatości yższej od 10% (rysunek 3). W otorze B zory Shell a i Borai a dostarczyły różne artości m. Niższa artość uzyskana ze zoru Borai a ydaje się być bardziej uzasadniona, kontekście cześniejszych uag dotyczących interpretacji niskoporoatych utorach ęglanoych. Współczynnik zięzłości m otorze iertniczym C także został obliczony z użyciem zoró Borai a i Shell a. W otorze tym średnia artość spółczynnika poroatości ynosi 6,52%. Wzór Borai a dał niższy ynik jego użycie zaniżyło spółczynnik nasycenia odą S. Wartość spółczynnika m obliczonego ze zoru Borai a jest zbliżona do artości dostarczonej przez zór Montarona. Obie te artości są niższe od m użytego pierotnej interpretacji. Uzyskany ynik potierdził obseracje z rejonu Abu Dabi i przydatność zoru Borai a do yznaczenia m i S skałach o małej poroatości i przepuszczalności. Podsumoanie Przeproadzone obliczenia dla danych z trzech otoró iertniczych A, B i C pozoliły ocenić przydatność zastosoanych zoró do obliczania spółczynnika zięzłości skały m. W przypadku rónania ciągłości przepłyu Montarona uzyskane yniki przyniosły oczekiany skutek, czyli przy ich ykorzystaniu uzyskano niższą artość spółczynnika nasycenia odą S, porónaniu do yniku standardoej interpretacji. W rónaniu ciągłości przepłyu Montarona, artości spółczynnika ciągłości przepłyu WCI i krytycznego nasycenia S c oraz spółczynnika przeodności μ obliczono na podstaie dostępnych ynikó badań laboratoryjnych. Wyznaczony spółczynnik zięzłości m okazał się niższy od yjścioego, zatem mniejszy był też spółczynnik S. Najlepsze yniki uzyskano dla danych pochodzących z sąsiedniego otoru iertniczego A, najbliższego otoroi A. W rónaniu ciągłości przepłyu uzględnione są czynniki ziązane z ruchem medió przestrzeni poroej, zatem yznaczenie za jego pomocą spółczynnika zięzłości skały m uzględnia złożoność procesó płyających na przepły prądu elektrycznego skale. Dlatego też uażamy, że ynik uzyskany z ykorzystaniem tego rónania jest poprany. Wzory Shell a i Borai a zastosoane otorze A podyższyły artość spółczynnika zięzłości skały m i tym samym spółczynnika nasycenia odą S. W przypadku otoru iertniczego B, po zastosoaniu zoru Borai a także uzyskano lepszy ynik, porónaniu do yniku standardoej interpretacji. Nastąpiło obniżenie spółczynnika nasycenia odą S. Dane z otoru iertniczego C były najtrudniejsze do zinterpretoania. Po zastosoaniu rónania ciągłości przepłyu Montarona uzyskano bardzo ysokie artości nr 7/

10 NAFTA-GAZ spółczynnika przeodności μ i krytycznego nasycenia S c, ziązku z czym spółczynnik zięzłości m osiągał ysokie artości. Możlie jest, że tym przypadku skały są mocno skonsolidoane i na przestrzeń poroą mają pły dodatkoe czynniki. Stierdzono, że dla próbek pobranych ze strefy nasyconej odą otrzymano niższe artości spółczynnika zięzłości m, natomiast dla próbek ze strefy nasyconej ropą naftoą ysokie. Formuła Borai a dała ynik zbliżony do artości uzyskanej z rónania Montarona. Użycie tej artości m obniżyło spółczynnik nasycenia odą S. Poprana artość spółczynnika zięzłości m pozala na dokładne oszacoanie zasobó złoża. Skalny materiał badaczy potierdził konieczność proadzenia szczegółoej analizy składu mineralnego skał. W analizoanych przypadkach obniżenie oporności skały, proadzące do zayżenia spółczynnika nasycenia odą, mogło być ziązane z ystępoaniem iłó i pirytu. Podziękoanie: Autorki dziękują firmie BG Group z Reading Wielkiej Brytanii, za udostępnienie profiloań geofizyki otoroej oraz ynikó analiz laboratoryjnych, do ykonania interpretacji podczas praktyki dyplomoej studentki AGH WGGiOŚ Pauliny Krakoskiej BG Group roku Autorki składają także podziękoanie dr Magdalenie Wiśniak i dr Timoi Pritchardoi z firmy BG Group za cenne konsultacje. Artykuł nadesłano do Redakcji r. Przyjęto do druku r. Literatura [1] Archie G.E.: The Electrical Resistivity Log as an Aid in Determining Some Reservoir Characteristics. Petroleum Transactions, AIME, vol. 146, 54 62, [2] Borai A.M.: A Ne Correlation for The Cementation Factor in Lo-Porosity Carbonates. SPE Formation Evaluation, paper SPE 14401, [3] Jarzyna J., Bała M., Zorski T.: Metody geofizyki otoroej, pomiary i interpretacja. UWND AGH, Krakó, [4] Kennedy M.C.: Gold Fool s: Detecting, Quantifying and Accounting for the Effects of Pyrite on Modern Logs. SPWLA 45 th Annual Logging Symposium, [5] Materiały niepublikoane BG Group. Recenzent: prof. dr hab. inż. Andrzej Kostecki [6] Montaron B.: A Quantitative Model for the Effect of Wettability on the Conductivity of Porous Rocks. The 15 th SPE Middle East Oil & Gas Sho and Conference, paper SPE , Bahrain, [7] Montaron B.: Connectivity Theory A Ne Approach To Modeling Non-Archie Rocks. SPWLA 49 th Annual Logging Symposium, paper GGG, Edinburgh, Scotland, [8] Plea M., Plea S.: Petrofizyka. Wydanicto Geologiczne, Warszaa, [9] Topical Conference on Lo Resistivity Pay in Carbonates, Abu Dhabi, 30 th Jan. 2 nd Feb. 2005, Highlights of Discussion, Abu Dhabi SPWLA Local Chapter. Jadiga JARZYNA ukończyła studia specjalności geofizyka stosoana na Wydziale Geologiczno-Poszukiaczym AGH. Zajmuje się yznaczaniem łasności fizycznych skał przede szystkim zbiornikoych i sprężystych, na podstaie pomiaró geofizyki otoroej i badań laboratoryjnych oraz doskonali metody kompleksoej interpretacji profiloań geofizyki otoroej. Paulina KRAKOWSKA urodziła się 1985 roku Głogoie. W roku 2009 ukończyła studia na Wydziale Geologii, Geofizyki i Ochrony Środoiska AGH Krakoie. Obecnie jest studentką Stacjonarnych Studió Doktoranckich na kierunku Geofizyka WGGiOŚ AGH. Interesuje się interpretacją skał ęglanoych na podstaie pomiaró geofizyki otoroej oraz badań laboratoryjnych. 556 nr 7/2010