Agyagos homokkő formáció szelvénykiértékelése A keresztül fúrt homokkő formációra vonatkozóan, az alábbi információkat gyűjtötték össze a fúrás, az iszapszelvényezés és a gyors kvalitatív mélyfúrási geofizikai szelvénykiértékelés alapján: • a formáció mélységintervalluma 6542 – 6620 láb, • a formáció finom- és nagyon finomszemcsés, kissé glaukonitos és meszes, konszolidált agyagos homokkő, • közvetlenül alatta és felette konszolidált „shale” agyag rétegek települnek, • a fúró haladása a „shale” agyagban 5-7 perc/láb volt, • a fúró haladása a homokkőben 1-3 perc/láb volt, • a homokkő fúrása során 150 egységnyi növekedés jelentkezett az iszap szénhidrogén gáztartalmában. A rendelkezésre álló mélyfúrási geofizikai szelvények: • duál indukciós szelvény (SP-GR-ILD-ILM-SFL), • kombinált neutron és sűrűség szelvény (GR-CAL-NPHI-RHOB).
Agyagos homokkő formáció szelvénykiértékelése A szelvénygörbe azonosítók és mértékegységek: GR SP CAL ILD
természetes gammasugárzás API természetes potenciál mV fúrólyukátmérő inch mély behatolású fajlagos ellenállás ohmm (a duál indukciós mérésből) ILM közepes behatolású fajlagos ellenállás ohmm (a duál indukciós mérésből) SFL gömbi fókuszálású szondával mért fajlagos ellenállás ohmm (sekély behatolás, de jó rétegfelbontás) NPHI or N neutron (vagy mészkő) porozitás % vagy térfogatarány DPHI or D sűrűség porozitás % vagy térfogatarány RHOB or b térfogatsűrűség g/cm3 DRHO or sűrűség korrekció (iszaplepényre) g/cm3
Duál indukciós szelvény az agyagos homokkő formáció szakaszán
George B.Asquith,Texas Tech. University: Log Evaluation of Shaly Sandstones: A Practical Guide
Kombinált neutron és sűrűség szelvény az agyagos homokkő formáció szakaszán
George B.Asquith,Texas Tech. University: Log Evaluation of Shaly Sandstones: A Practical Guide
Sűrűség szelvény az agyagos homokkő formáció szakaszán
George B.Asquith,Texas Tech. University: Log Evaluation ofShaly Sandstones: A Practical Guide
Agyagos homokkő formáció szelvénykiértékelése A számításokhoz szükséges konstansok értékei:
rétegvíz fajlagos ellenállás réteghőmérsékleten, Rw = 0.05 ohmm, iszapfiltrátum fajlagos ellenállás réteghőmérsékleten, Rmf = 0.47 ohmm, „shale” agyag fajlagos ellenállása, Rsh = 6 ohmm (6626 láb mélységben), a természetes gammasugárzás minimuma (tiszta homokkő), GRmin = 15 API (6786 láb mélységben), a természetes gammasugárzás maximuma (shale), GRmax = 105 API (6626 láb mélységben), a kisepert zóna pórusfolyadékának sűrűsége, fluid = 1.0 g/cm3 (édesvíz bázisú iszapfiltrátum), a kőzetmátrix sűrűsége matrix, ma = 2.68 g/cm3, a „shale” agyag sűrűsége, sh = 2.57 g/cm3 (6626 láb mélységben), a „shale” agyag neutron porozitása N,sh = 0.28 (6626 láb mélységben),
Természetes gammasugárzás, neutron és sűrűség porozitás görbék egy tiszta, porozitás nélküli homokkő szakaszon ugyanabban a fúrásban
George B.Asquith,Texas Tech. University: Log Evaluation ofShaly Sandstones: A Practical Guide
Agyagos homokkő formáció szelvénykiértékelése 1. Agyagtartalom meghatározása Gamma index, IGR: 𝐼𝐺𝑅
𝐺𝑅𝑙𝑜𝑔 − 𝐺𝑅𝑚𝑖𝑛 = 𝐺𝑅𝑚𝑎𝑥 − 𝐺𝑅𝑚𝑖𝑛
GRlog : gammasugárzás az agyagos homokban, GRmin : gammasugárzás minimum (tiszta homokkőben), GRmax : gammasugárzás maximum („shale” agyagban). Larionov formula konszolidálatlan homokkövekre: 𝑉𝑐𝑙𝑎𝑦 = 0.083 ∙ 23.7∙𝐼𝐺𝑅 − 1 Larionov formula konszolidált homokkövekre: 𝑉𝑐𝑙𝑎𝑦 = 0.33 ∙ 22∙𝐼𝐺𝑅 − 1.0
Agyagos homokkő formáció szelvénykiértékelése 2. Effektív porozitás meghatározása Agyaghatásra korrigált neutron porozitás (N,corr): 𝜙𝑁,𝑐𝑜𝑟𝑟 = 𝜙𝑁 − 𝑉𝑐𝑙𝑎𝑦 ∙ 𝜙𝑁,𝑠ℎ Agyaghatásra korrigált sűrűség porozitás (D,corr): 𝜙𝐷,𝑐𝑜𝑟𝑟 = 𝜙𝐷 − 𝑉𝑐𝑙𝑎𝑦 ∙ 𝜙𝐷,𝑠ℎ D sűrűség porozitás (agyaghatás korrekciója nélkül) 𝜌𝑚𝑎 − 𝜌𝑏 𝜙𝐷 = 𝜌𝑚𝑎 − 𝜌𝑓𝑙𝑢𝑖𝑑 b mért sűrűség az agyagos homokkőben, D,sh a „shale” agyag sűrűség porozitása 𝜌𝑚𝑎 − 𝜌𝑠ℎ 𝜙𝐷,𝑠ℎ = 𝜌𝑚𝑎 − 𝜌𝑓𝑙𝑢𝑖𝑑 Effektív porozitás: 𝜙𝑒𝑓𝑓 = (𝜙𝑁,𝑐𝑜𝑟𝑟 + 𝜙𝐷,𝑐𝑜𝑟𝑟 )/2 olajtárolóra 𝜙𝑒𝑓𝑓 =
(𝜙𝑁,𝑐𝑜𝑟𝑟 2 + 𝜙𝐷,𝑐𝑜𝑟𝑟 2 )/2
gáztárolóra
Agyagos homokkő formáció szelvénykiértékelése 3. Effektív (agyaghatásra korrigált) víztelítettség meghatározása Simandoux módszer (1963): 𝑆𝑤,𝑒𝑓𝑓
𝐶 ∙ 𝑅𝑤 = 2 𝜙𝑒𝑓𝑓
2 5𝜙𝑒𝑓𝑓
𝑉𝑐𝑙𝑎𝑦 + 𝑅𝑤 ∙ 𝑅𝑡 𝑅𝑐𝑙𝑎𝑦
2
𝑉𝑐𝑙𝑎𝑦 − 𝑅𝑐𝑙𝑎𝑦
C = 0.4 homokkövekre, C = 0.45 karbonátokra, Rt: a formáció fajlagos ellenállása, Rclay a formációbeli agyag fajlagos ellenállása, Rclay = 0.4Rsh diszperz eloszlású, autigén agyag esetén, Rclay = Rsh laminált vagy strukturál agyageloszlású, allogén agyag esetén. A Simandoux formula túlbecsüli az effektív víztelítettséget amikor az ágyazó „shale” agyagrétegek fajlagos ellenállása azonos vagy nagyobb, mint a homokkőé (konszolidált kőzetek esetében gyakori).
Agyagos homokkő formáció szelvénykiértékelése 3. Effektív (agyaghatásra korrigált) víztelítettség meghatározása Fertl módszer (1975): 𝑆𝑤,𝑒𝑓𝑓
1 = 𝜙𝐷
𝐴 ∙ 𝑉𝑐𝑙𝑎𝑦 𝑅𝑤 + 𝑅𝑡 2
2
𝐴 ∙ 𝑉𝑐𝑙𝑎𝑦 − 2
A = 0.25 konszolidálatlan formációkra, A = 0.35 konszolidált formációkra, Rt: a formáció fajlagos ellenállása, D: sűrűség porozitás (agyaghatás korrekciója nélkül). A Fertl formulának két előnye van: • könnyű kiszámítani, • nem igényli az ágyazó „shale” agyagok fajlagos ellenállását. Jobb eredmény ad olyan konszolidált kőzetek esetében, amikor a „shale” agyag fajlagos ellenállása azonos vagy nagyobb, mint a homokkőé.
Példa 1. Agyagtartalom meghatározása 6550 láb mélységben Gamma index, IGR: 𝐼𝐺𝑅
𝐺𝑅𝑙𝑜𝑔 − 𝐺𝑅𝑚𝑖𝑛 53 − 15 = = = 0.422 𝐺𝑅𝑚𝑎𝑥 − 𝐺𝑅𝑚𝑖𝑛 105 − 15
GRlog = 53 API (6550 láb mélységben), GRmin = 15 API (6786 láb mélységben, tiszta homokkő), GRmax = 105 API (6626 láb mélységben, shale).
Larionov formula konszolidált kőzetekre: 𝑉𝑐𝑙𝑎𝑦 = 0.33 ∙ 22∙𝐼𝐺𝑅 − 1.0 = 0.33 ∙ 22∙0.422 − 1.0 = 0.262 → 26.2 %
Példa 2. Effektív porozitás meghatározása 6550 láb mélységben Agyaghatásra korrigált neutron porozitás (N,corr): 𝜙𝑁,𝑐𝑜𝑟𝑟 = 𝜙𝑁 − 𝑉𝑐𝑙𝑎𝑦 ∙ 𝜙𝑁,𝑠ℎ = 0.14 − 0.262 ∙ 0.28 = 0.067 → 6.7 % N = 0.14 (6550 láb mélységben), N,sh = 0.28 (6626 láb mélységben). Sűrűség porozitás (agyaghatás korrekciója nélkül) 𝜌𝑚𝑎 − 𝜌𝑏 2.68 − 2.47 𝜙𝐷 = = = 0.125 → 12.5 % 𝜌𝑚𝑎 − 𝜌𝑓𝑙𝑢𝑖𝑑 2.68 − 1.0 b = 2.47 g/cm3 (6550 láb mélységben) ma = 2.68 g/cm3 (tiszta homokkő, porozitás nélkül) fluid = 1.0 g/cm3 (édesvíz bázisú iszapfiltrátum) A „shale” agyag sűrűség porozitása (D,sh) 𝜌𝑚𝑎 − 𝜌𝑠ℎ 2.68 − 2.58 𝜙𝐷,𝑠ℎ = = = 0.06 → 6 % 𝜌𝑚𝑎 − 𝜌𝑓𝑙𝑢𝑖𝑑 2.68 − 1.0 sh = 2.58 g/cm3 (6626 láb mélységben)
Példa Agyaghatásra korrigált sűrűség porozitás (D,corr): 𝜙𝐷,𝑐𝑜𝑟𝑟 = 𝜙𝐷 − 𝑉𝑐𝑙𝑎𝑦 ∙ 𝜙𝐷,𝑠ℎ = 0.125 − 0.262 ∙ 0.06 = 0.109 → 10.9 %
Effektív porozitás gáztárolóra: 𝜙𝑒𝑓𝑓 =
(𝜙𝑁,𝑐𝑜𝑟𝑟 2 + 𝜙𝐷,𝑐𝑜𝑟𝑟 2 )/2 = → 9.1 %
0.0672 + 0.1092 /2 = 0.091
Példa Effektív víztelítettség meghatározása 6650 láb mélységben Fertl módszer (1975): 𝑆𝑤,𝑒𝑓𝑓
1 = 𝜙𝐷
1 = 0.125
𝐴 ∙ 𝑉𝑐𝑙𝑎𝑦 𝑅𝑤 + 𝑅𝑡 2
0.05 0.35 ∙ 0.262 + 7 2
2
𝐴 ∙ 𝑉𝑐𝑙𝑎𝑦 − 2
2
0.35 ∙ 0.262 − = 0.402 → 40.2 % 2
A = 0.35 for konszolidált kőzetekre, Rt = 7 ohmm 6650 méterben, Rw = 0.05 ohmm formáció hőmérsékleten.
