PETROFIZIKA LEŽIŠTA UGLJIKOVODIKA

1. PETROFIZIKA LEŽIŠTA UGLJIKOVODIKA ( Petrophysics & Fluid Flow ) bavi se Svojstvima porozne stijene ležišta ugljikovodika Interakcijom stijene i fluida Karakteristike jednofaznog i višefaznog protoka fluida u poroznom mediju

2. Svojstva stijena, grupirana u skladu s potrebama faza procesa istraživanja i proizvodnje ugljikovodika i stupnja složenosti laboratorijskih analiza su: Faza razrade ležišta Faza istražnog bušenja Osnovna svojstva / analize Svojstva iz specijalnih analiza • Poroznost • Propusnost • Raspodjela zasićenja fluidima • Električna otpornost • Akustička svojstva • Stlačivost stijene • Kapilarna svojstva • Svojstva močivosti • Hidrodinamička svojstva (višefazni protok, relativne propusnosti) • Simulacije procesa proizvodnje Petrografske i paleontološke odredbe Raspodjela veličine zrna stijene Kemijski sastav, litologija stijene Geokemijske analize

3. U ležišnom inženjerstvu (reservoir engineering) svojstva stijena često se dijele na Statička svojstva stijena i fluida Dinamička svojstva stijena i fluida • Poroznost • Raspodjela veličine zrna i pora • Kapilarna svojstva, močivost • Raspodjela zasićenja fluidima • Električna otpornost • Akustička svojstva • Propusnost • Hidrodinamička svojstva (višefazni protok fluida, relativne propusnosti) • Testovi protjecanja fluida (simulacije procesa proizvodnje

4. Primjenom laboratorijskih podataka se: Faza istražnogbušenja • dobiva se geološka i litološka karakterizacija ležišta • Određuje se sredina taloženja • Određuje se starost stijena (kronostratigrafske odredbe) • Određuje se naftonosni potencijal matične stijene • Određuju se putovi migracije ugljikovodika, itd. Petrografske i paleontološke odredbe Raspodjela veličine zrna stijene Kemijski sastav, litologija stijene Geokemijske analize

5. Primjenom laboratorijskih podataka se: Osnovna svojstva / analize • Određuju se početne zalihe ugljikovodika • Određuju se granice ležišta • Određuju se hidrodinamske karakteristike ležišta • Identificiraju se produktivni intervali u bušotinama • Određuje se vrsta i količina proizvodnje ugljikovodika • Poroznost • Propusnost • Raspodjela zasićenja • Električna otpornost • Akustička svojstva Svojstva iz specijalnih analiza • Stlačivost stijene • Kapilarna svojstva • Svojstva močivosti • Hidrodinamička svojstva • Simulacije procesa • proizvodnje

6. Pregled tema u okviru kolegija “Petrofizika ležišta ugljikovodika” Poroznost stijena Mehanička svojstva stijena Propusnost stijena Kapilarna svojstva stijena (raspodjela zasićenja fluidima i stijeni) Korelacije poroznosti, propusnosti i zasićenja fluidima Električna svojstva stijena Akustična svojstva stijena Višefazni protok fluida u stijeni (relativne propusnosti, udjelni protok fluida)

7. POROZNOST STIJENA Fluidi u ležištu ugljikovodika ispunjavaju mikroskopske šupljine (pore) u stijeni. Poznavanje veličine pornog prostora u stijeni vrlo je važno zbog određivanja: • Ukupnog volumena fluida u ležištu • Početnih zaliha ugljikovodika • Veličine iscrpka ugljikovodika Poroznost definirana je kao udjel volumena pora u ukupnom volumenu stijene:

8. POROZNOST STIJENA gdje je = volumen pora (engl. pore volume, PV), = volumen zrna stijene (engl. grain ili matrix ili solid volume; matrica stijene,) a = ukupni volumen porozne stijene (engl. total ili bulk volume);

9. POROZNOST STIJENA Ukupna poroznostje omjer svih pora u stijeni i ukupnog volumena stijene. Efektivna poroznostje omjer volumena međusobno povezanih pora i ukupnogvolumena stijene. U k u p n a = E f e k t i v n a + R e z i d u a l n a poroznost poroznost poroznost (povezane pore) (izolirane pore)

10. U naftnom inženjerstvu pod poroznošću,, podrazumijeva se efektivna poroznost. POROZNOST STIJENA

11. Poroznost sedimentnih stijena ovisi o: • Veličini odnosno raspodjeli veličine zrna, • Obliku i zaobljenosti zrna, • Načinu slaganja (pakiranja) zrna,

12. POROZNOST STIJENA Pretvorbe tijekom geološke povijesti stijene (dijageneza) uglavnom imaju kao posljedicu smanjenje poroznosti.

13. POROZNOST STIJENA Tipični rasponi poroznosti nekih stijena su: Kvalitativna praktična procjena poroznosti, temeljena na empirijskim kriterijima:

14. Iz definicije poroznosti: Metode određivanja poroznosti očito je da za određivanje poroznosti treba eksperimentalno izmjeriti dvije od tri veličine:

15. Određivanje ukupnog volumena Metode određivanja poroznosti Kocka Valjak • Računom iz dimenzija uzorka stijene . • Volumetrijom pomoću žive (Hg) Iz dva očitanja volumena - volumen prazne mjerne ćelije i volumen ćelije s uzorkom.

16. Metode određivanja poroznosti Određivanje ukupnog volumena, • Gravimetrija uz primjenu Arhimedova zakona Prema Arhimedovom zakonu, tijelo uronjeno u tekućinu gubi na težini toliko, koliko teži tijelom istisnuta tekućina • Iz pora uzorka stijene odstrani se zrak vakuum sisaljkom, pore se ispune (zasite) tekućinom poznate gustoće,, te se vaganjem odredi masa zasićenog uzorka, • Zasićeni uzorak se uroni u istu tekućinu te se vaganjem odredi gubitak mase uzgonom, • Iz mjerenih podataka računa se ukupni volumen uzorka prema

17. Metode određivanja poroznosti Određivanje volumena zrna(matrica stijene) • Gravimetrija pomoću piknometra Određivanje volumena zrna uzorka stijene sastoji se u slijedu vaganja (a) praznog piknometra, (b) piknometra ispunjenog tekućinom, (c) piknometra sa zasićenim uzorkom i tekućinom i (d) suhog uzorka. Podaci mjerenja su: = masa praznog piknometra = masa piknometra ispunjenog tekućinom = masa piknometra s uzorkom i tekućinom = masa suhog uzorka Budući da je volumen zrna je

18. Određivanje volumena zrna(matrica stijene) Metode određivanja poroznosti (Helijski porozimetar) • Primjenom Boyleovog zakona za idealne plinove. Prema Boyleovom zakonu idealnog plina, na temelju mjerenja promjene tlaka u plinskom porozimetru s dvije ćelije poznatog volumena (mjerna i referentna) može se izračunati volumen krute faze (zrna, matrice) uzorka stijene

19. U referentnoj ćeliji, volumena uspostavi se početni tlak ( ~ 2-3 bar) • U mjernu ćeliju, volumena , stavi se uzorak pri atmosferskom tlaku, • Otvaranjem ventila između ćelija, izotermnom se ekspanzijom uspostavlja isti tlak, , u obje ćelije; pri čemu je Metode određivanja poroznosti Određivanje volumena zrna(matrica stijene) Postupak mjerenja: (Helijski porozimetar) ~ 1 bar Prema Boyleovom zakonu vrijedi te se volumen zrna stijene računa prema

20. Određivanje volumena zrna(matrica stijene) Metode određivanja poroznosti Helijski porozimetar za velike uzorke stijene Kod izvedbe plinskog porozimetra za velike uzorke jezgri u referentnu se ćeliju stavlja čelični valjak poznatog volumena (standard) tako da su slobodni volumeni u objećelije približno jednaki. Izvedbe komercijalnih instrumenata su takve (ugrađeni regulator), da je p1uvijek isti, te se manometar,koji mjeripm kalibrira u jedinicama volumena, tako da seVsizravno očitava, što ubrzava analizu. uvijek isti, te se manometar,koji mjeri kalibrira u jedinicama volumena, tako da se izravno očitava, što ubrzava analizu.