Rock-typing based on NMR analysis results for rocks from various sedimentary basins

Abstract

Listen

Translate article

Istotnym zadaniem w celu opracowania modelu złoża i szacowania jego zasobów jest wyznaczenie petrofacji skał zdeponowanych w danym basenie sedymentacyjnym. Celem pracy było zidentyfikowanie petrofacji (ang. rock-typing) na podstawie wyników analiz magnetycznego rezonansu jądrowego (NMR). Do badań dobrano skały reprezentujące utwory czerwonego spągowca i miocenu zapadliska przedkarpackiego. Petrofacje wydzielono na podstawie specjalistycznych analiz NMR pozwalających na prawidłowe wyznaczenie porowatości dynamicznej, efektywnej i nasycenia wodą nieredukowalną. Zastosowano metodę analizy skupień z wykorzystaniem algorytmu k-średnich. Dla każdego z basenów sedymentacyjnych wydzielono po cztery petrofacje o zróżnicowanych właściwościach zbiornikowych. W przypadku skał konwencjonalnych czerwonego spągowca wykorzystano takie parametry jak porowatość całkowita (KpNMR), porowatość efektywna (Kpef), porowatość dynamiczna (Kp3), nasycenie wodą nieredukowalną w porowatości całkowitej (Swnr KpNMR), a także przepuszczalność absolutna. Kluczowe parametry najlepiej różnicujące petrofacje to porowatość dynamiczna i nasycenie wodą nieredukowaną. Natomiast skały mioceńskie podzielono w oparciu o zawartość wody w minerałach ilastych (Kp1), zawartość wody w porach <0,03 µm (Kp < 0,03), zawartość wody w porach >0,03 µm (Kp > 0,03), nasycenie wodą nieredukowalną związane z iłami (Swnr_ił) oraz nasycenie wodą nieredukowalną w porach <0,03 µm (Swnr <0,03). Najistotniejsze w wydzieleniu petrofacji okazały się nasycenie wodą nieredukowalną w porach <0,03 μm oraz zawartość wody w porach >0,03 μm. Petrofacje wydzielone w obu basenach sedymentacyjnych są zgodne z typami litologicznymi uzyskanymi na podstawie obserwacji makroskopowych i badań mineralogicznych. Do petrofacji o najkorzystniejszych parametrach (RT1) należą piaskowce średnioziarniste zarówno czerwonego spągowca, jak i miocenu. Najsłabszymi parametrami (petrofacja RT4) cechują się zlepieńce czerwonego spągowca oraz mułowce mioceńskie. Autorzy wykazali, że wyniki uzyskane metodą NMR dobrze charakteryzują najważniejsze dla eksploatacji węglowodorów parametry przestrzeni porowej skał i mogą być podstawą wydzielenia petrofacji dla skał o różnych właściwościach zbiornikowych.