Indrumator mudlogging

INDRUMATOR MUDLOGGING

1.   Colectarea si prepararea probelor de sita

2.   Descrierea litologica a probelor de sita

3.   Evaluarea indicatiilor de hidrocarburi

4.   Evaluarea continutului in carbonat

5.   Determinarea densitatii argilelor

6.   Prepararea solutiilor analitice

7.   Prelevarea, descrierea si ambalarea probelor de carota

8.   Abrevieri

9.   Bibliografie

10.      Anexe

1.   Colectarea si prepararea probelor de sita

Colectarea probelor de sita si prepararea lor este un proces important in activitatea de mud-logging, corectitudinea efectuarii lui influientind intocmirea coloanei litologice precum si detectarea zonelor de interes in timpul forajului.

In functie de modul de colectare avem doua tipuri de proba:

probe globale- pentru colectarea lor se aseaza o tabla sau un recipient la marginea sitei unde debitul de detritus este cit mai redus, astfel incit proba sa fie cit mai reprezentativa. Colectarea probei de pe tabla respective se face prin metoda sfertuirii sau injumatatirii in functie de cantitatea de proba adunata

Probe spot- se colecteaza proba direct de pe sita vibratoare, de pe banda unde proba nu stationeaza la marginea sitei

Intervalele de colectare si numarul de probe globale pe interval sint de regula impuse de beneficiar. Obisnuit rata de probare este de:

probe globale x10m sau 5m in steril in functie de rata de penetratie

probe globale x 3m sau cit se poate de des in zona de interes

Pentru obtinerea informatiilor cit mai detaliate despre litologie este bine ca probele globale sa fie completate de probe spot ori de cite ori este suspectata o schimbare de litologie.

Proba globala colectata se prepara pentru analizele ulterioare dupa urmatoarea schita:

daramatura

Proba bruta

sita 2mm sau 5mm

	SPALARE

MICROSCOP

Probe nespalata

USCARE LA 105 deg

CALCIMETRU

Probe spalate si uscate

FLUOROSCOP

sita 0.063mm

	DENSITATE ARGILE

Proba bruta se introduce din sita #1, se omogenizeaza si se portioneaza astfel:

1. Probe pentru analiza la microscop- din proba omogenizata se ia o cantitate mica de proba care se pune separat pe o tavita, fiind spalata si trecuta ulterior prin site. Proba de pe ultima sita se aseaza cit mai uniform pe o farfurie lasindu-se citeva minute la uscat inainte de a fi analizata la microscop.

OBS: a nu se clati proba excesiv pentru a nu se dizolva argila

2. Probe nespalate (unwashed samples)- din proba bruta se ia o cantitate de cca. 500 g de proba care se introduce in punga de plastic, si apoi intr-un saculet de pinza. Fiecare saculet va fi etichetat de preferinta cu markerul astfel:

numele clientulului

numele sondei

adincimea probei si unitatea de masura (metru sau feet)

OBS: pentru intervalele unde din anumite motive (pierderi de circulatie, site defecte etc) nu avem probe de sita, se va lasa saculetul etichetat adaugindu-se mentiunea "Lipsa proba".

Probele astfel etichetate se vor depozita in ordine in cutii, mentionindu-se pe cutie urmatoarele:

numele clientului

numarul cutiei

numarul setului

numele sondei

tipul probei

intervalul de probare

adresa

3.     Probe geochimice (geochemical samples)- din proba bruta se ia cca. 750 g proba care se introduce in cani de metal de cca. 1 litru (cca. ¾ din cutie trebuie sa fie cu proba). Se umple cutia cu apa si se adauga 2-6 picaturi de bactericid functie de solutia folosita. Se pune capacul, se agita cana pentru omogenizare si se depoziteaza in cutii de lemn cu capacul in partea de jos. Canile si cutiile se vor eticheta la fel ca probele nespalate.

4.     Probe spalate si uscate (washed and dried samples)- proba ramasa pe sita #1 se va spala iar detritusul acumulat pe sita #2 se va pune intr-o tavita fiind apoi clatit in mai multe ape. Proba astfel pregatita se va introduce la cuptor (105 grade) pina la uscarea completa. Daca pe sita #1 ramine detritus cu forma aschioasa se poate spune ca avem daramatura. Dupa uscare se ia cca. 100 g proba si se introduce in pungi mici cu fermoar etichetate ca mai sus.

5.     Proba nespalata si uscata (unwashed and dried samples)- proba bruta se introduce in saculeti de pinza si se usuca in aer intr-un loc special acoperit (se solicita mai rar de catre beneficiar)

6.     Proba spalata si uscata se mai pastreaza pentru:

a.     calcimetrie

b.     fluoroscop

OBSERVATIE: Pentru fluidele pe baza de petrol avem doua metode de spalare:

- spalarea cu detergent- proba de sita se clateste in solutie de apa cu 10 % detergent

- spalarea cu bicarbonat de soda- proba de sita se clateste cu solutie de bicarbonat de sodium (500 g bicarbonat de sodium la 1 litru de apa) si apoi cu solutie de apa cu 10 % detergent

2.   Descrierea litologica a probelor de sita

Descrierea litologica a probelor de sita se realizeaza cu ajutorul microscopului binocular. Prin examinarea probelor de sita la microscopul binocular se determina urmatoarele caracteristici a formatiunilor traversate in timpul procesului de foraj:

tipul rocii traversate

estimarea procentuala a diferitelor tipuri de roci din proba de sita

culoarea

textura

porozitatea

OBS: este important ca intensitatea luminii si unitatea de marire (de regula x10) sa fie constante pentru obisnuirea ochiului si intrarea mudloggerului intr-o rutina.

Pentru estimarea procentuala a diferitelor tipuri litologice dintr-o proba de sita se poate lua ca model figura. 1.

Figura 1: Estimarea procentuala a probei de sita

OBS: daca tipul de roca apare in proba de sita intr-un procent <5% ea se va descrie in caietul de litologie ca "urme" sau "rare" ("traces" sau "rare").

In mudlogging descrierea litologica a unui tip de roca cuprinde:

1.     Numele rocii

2.     Culoare- culoarea aparenta a rocii deriva de la culoarea constituientilor (granule, ciment, matrice), mediul de depozitare, diageneza, eroziune.

3.     Duritate / fisibilitate

Atit duritatea agregatelor minerale (duritatea rocii) cit si fisibilitatea ei ne indica gradul de diageneza a rocii.

Duritatea este un parametru fizic subiectiv bazat pe forta necesara (aplicata perpendicular) pentru a sparge agregatul de minerale utilizind acul de proba.

Fisibilitatea este o caracteristica ce se intilneste doar la "shale" si se datoreaza laminelor fine de minerale argiloase precum si a laminelor de silt care au un paralelism puternic.

O corelare intre duritatea mineralelor (scara Moh's) si duritatea agregatelor de minerale este redata in tabelul de mai jos.

4.     Caracteristici majore (valabila numai pentru argile)- sint o functie a continutului de carbonat, silt, nisip, mica din argile.

5.     Textura

5.a.- rocile clastice (valabila pentru rudite si arenite)

dimensiunea granulelor

forma granulelor- este importanta pentru determinarea modului si a distantei de transport, porozitatii si permeabilitatii. Caracteristicile descrise la acest punct sint urmatoarele:

gradul de rotunjire- se refera la forma muchiilor si colturilor unei granule

gradul de sfericitate- se refera la raportul latime-lungime pentru o granula

gradul de sortare- oglindeste capacitatea de transport, separare si depunere a granulelor in functie de dimensiunea, forma si greutatea lor specifica. In general daca 50 % din granule au aceeasi dimensiune atunci putem spune ca sortarea este buna.

5.b.- rocile carbonatice

natura granulelor

dimensiunea granulelor

6.     Ciment / Matrice

Cimentul: ocupa spatiile intergranulare ale rocilor, formindu-se prin procesul de precipitare chimica a silicei, carbonatilor sau a altor solutii minerale. Cimentul poate fi primar (depus odata cu fractiunea detritica) si secundar (rezultat in urma proceselor diagenetice)

Matricea: se datoreaza proceselor mecanice, este de natura detritica fiind formata din fractiuni granulometrice inferioare componentilor de baza. Prin tasare si compactizare matricea devine liant. Diferenta dintre matrice si ciment este dificil de observat pe proba de sita. In general cind contactul intergranular nu are loc putem spune ca materialul care umple spatial dintre granule este matrice (tinind cont si de natura materialului).

6.a.- rocile clastice (valabila pentru rudite si arenite)

grad de cimentare- este complementar duritatii

tipul cimentului

6.b. rocile carbonatice

grad de cimentare

7.     Minerale accesorii / Fosile

8.     Estimarea porozitatii vizuale- este exprimata in termini calitativi fiind o functie de textura, duritate si gradul de cimentare.

9.     Indicatii de hidrocarburi

Indicatii vizuale (pete de petrol)

fluorescenta directa (distributie, intensitate, culoare)

fluorescenta indirecta prin intermediul solventului (rata, intensitate, culoare)

Deoarece zacamintele de hidrocarburi sint cantonate in special in rocile sedimentare, vom descrie mai detaliat aceste roci

I. ROCI CLASTICE

Roci constituite din fragmente si granule minerale rezultate in urma proceselor de dezagregare mecanica a unor roci preexistente. . Dupa natura materialului de origine rocile clastice sint reprezentate prin depozite epiclastice (de origine terigena) si depozite piroclastice (de origine vulcanica).

A.     ROCI EPICLASTICE

Sint alcatuite din fragmente si granule de natura minerala si petrografica eterogena, acumulate pe cale mecanica, prezentindu-se sub forma neconsolidata si consolidata.

In functie de dimensiunea granulelor (scara Wentworth) pentru rocile epiclastice avem urmatoarea clasificare:

A1. RUDITE+ARENITE+SILTITE

1.     Tipul rocii

CONGLOMERAT: roca detritica consolidata prin intermediul unei matrici sau a unui ciment, format din particule rotunjite cu dimensiuni > 2mm

Petrografic compus din:

constituienti alogeni (minerale provenite din rocile sursa): litoclaste diferite ca natura petrografica (magmatica, metamorfica si sedimentara) si granule minerale (cuart, calcedonie, feldspati, calcite, minerale grele) si rar bioclaste

constituienti autigeni (precipita din solutii prin procese chimice si biochimice): cuart, calcit, calcedonie, opal, limonit care apar in cadrul cimentului

BRECIA: roca detritica consolidata prin intermediul unui liant (matrice aleuro-pelitica) si constituita din elemente colturoase nerulate, cu dimensiunea > 2mm.

Petrografic compusa din:

constituienti alogeni: fragmente litice de natura variabila

constituienti autigeni: apar foarte rar (calcit si limonit)

TILLITE: amestec haotic de blocuri cu material pelitic ce joaca rol de liant. Rocile apar associate cu formatiunile continentale fluvio-glaciare.

Petrografic compuse din:

constituienti alogeni: litoclaste de diferte tipuri petrografice (eruptive, metamorfice, sedimentare)

Dupa raportul cantitativ litoclaste - liant conglomeratele si breciile se clasifica astfel:

orto: predomina litoclastele

para: predomina liantul

GRESIE SI NISIP

Compozitie petrografica:

- constituienti alogeni: cuart, feldspati, litoclaste, mice, minerale grele, bioclaste

- constituienti autigeni: glauconit, oxizi de Fe, calcite, siderit, dolomit, anhidrit, pirita

Tinind cont de cei trei constituienti petrografici principali care intra in alcatuirea arenitelor avem urmatoarea diagrama ternara (figura 2 ):

CUART

100%

90%GRESIE CUARTITICA

GRESIE CUARTO-FELDSPATICA GRESIE CUARTO-LITICA

75%

ARCOZEGRESIE LITICA

FELDSPATILITOCLASTE

Figura 2: Diagrama ternara cuart-feldspati-litoclaste

Astfel avem:

SILTIT SI SILT

Compozitie petrografica:

- constituienti alogeni: cuart, feldspati, mice, minerale argiloase,bioclaste

- constituienti autigeni: calcite, minerale argiloase, oxizi de Al

2.     Culoarea

Culoarile sint variabile (cenusiu, roscat, maronie etc) si se datoreaza constituientilor mineralogici si liantului.

3.     Duritate

neconsolidat: apar ca si granule (fragmente) individuale

friabil: roca se sfarma la aplicarea unei presiunii (forte perpendiculare) usoare. Granulele se detaseaza usor cu acul de proba

duritate medie: roca se sparge in fragmente la aplicarea unei presiuni iar granulele se pot detasa cu acul de proba

dur: granulele sint dificil de detasat. Este nevoie de o presiune mare pentru sfarmarea rocii intre granule

foarte dur: granulele nu se pot detasa iar la aplicarea unei presiuni mari roca se va sparge prin granule

4.     Textura

a. Functie de dimensiunea particulelor avem:

b. Gradul de rotunjire

angular- granula are forma cu muchii si colturi. Poate fi prezenta o usoara uzura a muchiilor si a colturilor

subangular- fata granulei este neatinsa, dar muchiile si colturile sint rotunjite

subrotunjit- muchiile si colturile s-au redus la curbe usoare iar aria fetei originale este redusa.

rotunjit- fata originala este complet distrusa aparind o fata plata. Muchiile si colturile originale s-au transformat in curbe largi

foarte rotunjit- muchiile, colturile si fata originala nu mai exista. Toata suprafata granulei consta in curbe largi iar fata plata este absenta.

Figura 3: Gradul de rotunjire a granulelor

c. Gradul de sfericitate

foarte elongat

elongat

subelongat

subsferic

sferic

foarte sferic

Figura 4: Gradul de sfericitate a granulelor

d. Gradul de sortare

foarte slab sortatgranulele apartin la >5 clase

slab sortatsortare polimodal

moderat sortat granulele apartin la 3-4 clase

bine sortat

foarte bine sortatsortare monomodal

uniform sortat granulele apartin la o clasa

Figura 5: Gradul de sortare

Observatie: La SILTIT gradul de rotunjire, sfericitate si sortare este dificil de estimat datorita dimensiunilor foarte mici ale granulelor.

5.     Ciment / Matrice

5.a. Gradul de cimentare

necimentata- nu este prezent liantul de cimentare

slab cimentat- prezent liantul de cimentare

moderat cimentat cimentul umple majoritatea spatiului poros

bine cimentat

cuartitic- se observa cu ochiul liber

matrice

5.b.Tipul de ciment / matrice

RUDITE: este caracteristica matricea argilo-siltica.

Astfel avem:

conglomerate: matrice argilo-siltica sau argilo-carbonatica (dupa calcimetrie) si rar ciment ce poate fi calcitic, silicios, limonitic sau hematitic

brecii: matrice argilo-siltica sau argilo-carbonatica

tillite: matrice argilo-siltica constituite din particole fine de cuart, feldspati, clorite, mice, carbonati si minerale argiloase.

ARENITE

Cimentul poate fi:

- silicios- este asociat in special cu gresiile cuartitice formindu-se cristale secundare peste granulele de cuart existente . Opalul, calcedonia si chert-ul sint alte forme de ciment cuartitic

- calcitic- apare ca si cristale sau agregate

- dolomitic- apare ca si cristale sau agregate

- anhidritic- este asociat mai ales cu cimentul dolomitic, silicios rar calcitic

- piritic (cristale mici)

- sideritic

- hematitic

Matricea: cele mai comune materiale care intra in constitutia matricii sint argila si siltul. Astfel putem avea:

- matrice argiloasa

- matrice siltica

- matrice argilo-siltica

- matrice argilo-carbonatica

SILTITE

Cimentul poate fi:

- silicios

- calcitic

Matricea poate fi:

- matrice argiloasa

- matrice argilo-carbonatica

6.     Minerale accesorii / Fosile

6.a. Minerale accesorii

Pe linga mineralele primare si cimentul care constituie roca mai apar si minerale accesorii. Acestea de regula sint:

biotit

chert

feldspati

glauconit

lignit

muscovit

olivine

pirita

calcopirita

siderit

In functie de procentul din proba de sita a mineralelor accesorii avem urmatoarea clasificare a mineralelor accesorii:

urme: minerale accesorii< 1%

rare: minerale accesorii intre1-5%

minore: minerale accesorii intre 5-10%

moderate: minerale accesorii intre 10-15%

abundente: minerale accesorii intre 15-20%

6.b. Fosile

In proba de site se pot intilni resturi de macrofosile precum si microfosile.

In functie de procentul fosilelor din proba de sita avem:

urme: fosile < 10%

moderate: fosile intre 10-25 %

abundente: fosile > 25%

Cele mai comune fosile intilnite sint: alge, brachiopode, briozoare, corali, crinoide, foraminifere, gasteropode, ostracode.

11.  Porozitatea vizuala

Porozitate vizuala este de tip intergranulara.

O estimare procentuala a porozitatii este redata in tabelul urmator:

12.  Indicatii de hidrocarburi

Vezi capitolul 3 " Analiza probelor de sita la fluoroscop".

Exemplu: 2020-2030m: GRESIE cuarto-litica, cenusie, friabila, grosiera la foarte grosiera, rotunjite, sferice, bine sortata, slab cimentata, ciment carbonatic, glauconit, litoclaste, porozitate vizuala intergranulara buna, fara indicatii de hidrocarburi. Abundent: fosile.

Elemente ajutatoare pentru diferentierea litologica:

CONGLOMERAT+BRECIE:

viteza de avansare poate sa scada usor in functie de gradul de compactare si de tipul matricii

sapa torsioneaza (bate la masa),

in proba de sita apare un amalgam de constituienti litologici.

GRESIE:

viteza de avansare creste comparativ cu viteza de avansare in argile, functie de gradul de cimentare si de tipul de ciment

cimentul carbonatic se determina prin reactia cu HCl 10%.

la forajul in gresie cuartitica viteza de avansare scade foarte mult iar sapa torsioneaza.

SILTITE:

sint dificil de diferentiat fata de o gresie foarte fina

viteza de avansare creste comparativ cu viteza de avansare in argile,functie de gradul de

cimentare si tipul de ciment.

A2. LUTITE

Roci pelitice formate predominant din minerale argiloase (peste 60%) cu dimensiuni sub 0.002mm.

Petrografic sint compuse din:

- constituienti autigeni reprezentati prin silicati de Al si Mg hidratati (caolinit, illit, nacrit, montmorillonit, halloysit, dikit), silice, calcite, clorit, glauconit

- constituienti alogeni reprezentati prin granule de cuart, feldspati, mice, minerale grele si bioclaste

1. Tipul rocii

- argila

- shale

- marna

Diferenta majora intre argila si shale este fisibilitatea, astfel argila apare structural ca o masa compusa din minerale argiloase iar "shale" este compus din lamine fine de minerale argiloase, silt, mica ce au un paralelism puternic.

2. Culoare

Argilele prezinta culori variabile functie de mineralele ce intra in compozitia lor:

- alba- datorita alumosilicatilor hidratati (a nu se confunda cu "rock-flours")

- galbena- datorita compusilor de Fe

- bruna- datorita oxizilor de Fe (limonit)

- rosie- datorita oxizilor de Fe (hematit)

- verde- datorita cloritului sau glauconitului

- cenusie- posibil datorita grafitului

- negru- datorita materialului bituminos

Culoarea argilelor mai poate indica si mediul de formare a lor:

- rosu si maroniu- mediu oxidant

- gri si verde- mediu reducator

- maroniu negricios- materie organica, posibila roca sursa

neagra- mediu anaerobic

3.     Caracteristici majore

Argila functie de continutul carbonat (dupa calcimetrie) se imparte in:

- argila: carbonat <1o%

- argila calcaroasa: carbonat 10-35%

- marna: carbonat: 35-65%

- calcar argilos: carbonat 65-90%

- calcar: >90%

Functie de continutul in nisip (siltit) avem:

- argila: nisip+siltit<10%

- argila siltica: nisip+siltit 10-50%

- nisip argilos: nisip+siltit 50-90%

- nisip: nisip>90%

Mai putem avea argila micafera, fosilifera, glauconitica.

4.     Duritate / Fisibilitate

Gradele de duritate pentru sedimentele argiloase sint urmatoarele:

- soft: nu are forma sau rezistenta iar materialul tinde sa curga

- plastic: se modeleaza usor si se pastreaza sub diferite forme. Este dificil de spalat si se prinde de acul de proba

-duritate medie (firm): materialul este definit ca forma si structura. Proba se sparge la penetrarea cu acul (penetrarea cu acul se face relativ usor)

- casant- se comporta ca si la spargerea unei bucati de carbune

- dura: are forma cu muchii angulare, spargerea cu acul se realizeaza cu dificultate

In functie de gradul de duritate, forma si fisibilitatea sedimentelor argiloase separam alte citeva caracteristici:

- amorfa: caracteristica valabila pentru argilele soft si plastice cind mineralele argiloase apar ca o masa globulara

- microbloc: caracteristica valabila pentru argilele de duritate medie si dure, cind la penetrarea cu acul agregatul argilos se desparte in microblocuri

- fisibile: valabila la shall-uri

5.     Textura- pentru sedimentele argiloase textura se refera la caracteristicile suprafatei agregatului argilos (luciu).

OBS: Aceasta caracteristica este valabila pentru sedimentele argiloase cu duritate medie, casante sau dure, argilele soft si plastice fiind amorfe.

In functie de reflexia luminii din suprafata agregatului avem:

- luciu pamintos (earty)

- luciu catifelat (silky)

- luciu cerat (waxy)

- luciu rasinos (resinous)

6.     Accesorii / Fosile

Mineralele accesori cele mai frecvente care apar in depozitele argiloase pot fi:

- mica

- glauconit

- pirita

- silt

De asemenea in depozitele argiloase pot aparea fosile.

Mineralele accesorii si fosilele se vor descrie si ca procent pe proba de sita.

Exemplu:2020-2050m: ARGILA cenusie, calcaroasa, duritate medie, microbloc, textura catifelat, mica, silt. Abundent: fosile

Elemente ajutatoare pentru diferentierea litologica:

viteza de avansare este mai mica decit in gresii

daca argila este plastica proba de sita este dificil de spalat, iar prin spalare excesiva se poate pierde o cantitate de argila.

B. ROCI PIROCLASTICE

Rocile piroclastice reprezinta produse ale activitatii vulcanice explozive, depuse prin actiune gravitationala in diverse medii de sedimentare.

Petrografic sint constituite din particule de sticla vulcanica (constituient principal), silt, litoclaste

1.     Tipul rocii

TUF

2.     Culoare

- alb

-cenusiu deschis

- maroniu

-verde deschis etc.

3.     Duritate- casant

4.     Textura- apare microcristalin

-spartura concoidala

5.     Minerale accesorii

- silt

- litoclaste

Exemplu:2025-2030m: TUF cenusiu-verzui, casant, spartura concoidala, silt.

Elemente ajutatoare pentru diferentierea litologica:

viteza de avansare este mai mica decit in gresii dar mai mare decit in argila

nu reactioneaza cu HCl 10%, sau poate reactiona slab la inceput functie de impuritati

structura sticloasa (vitroasa).

II. ROCI DE PRECIPITATIE CHIMICA

A. ROCI CARBONATICE

Roci sedimentare poligene constituite din minerale carbonatice in proportie de peste 50% (calcite, aragonit, dolomit, siderit, ankerit, magnezit) si subordonat alte minerale alogene (cuart, minerale argiloase etc.) si autigene (feldspati, fosfati, oxizi).

1.     Tipul rocii

Functie de continutul in calciu si magneziu rocile carbonatice se impart in:

calcar CaCO3

dolomit (Ca,Mg)(CO3)2

Intre aceste doua tipuri principale de roci carbonatice exista urmatoarea serie de tranzitie:

calcar: CaCO3>90%; (Ca,Mg)(CO3)2<10%

calcar dolomitic: 50-90% CaCO3; 10-50% (Ca,Mg)(CO3)

dolomit calcitic: 10-50% CaCO3; 50-90% (Ca,Mg)(CO3)

dolomit: CaCO3<10%; (Ca,Mg)(CO3)2>90%

Determinarea procentuala a carbonatului de Ca si Mg se realizeaza prin intermediul calcimetrului.

Functie de continutul in componenti siliciosi calcarul se imparte in:

calcar: CaCO3>90%; componenti siliciosi<10%

calcar grezos: CaCO3=50-90%; componenti siliciosi=10-50%

gresie calcaroasa: CaCO3=10-50%; componenti siliciosi=50-90%

gresie: CaCO3<10%; componenti siliciosi>90%

Functie de continutul in argila calcarul se imparte in:

- calcar: carbonat >9o%

- calcar argilos: carbonat 65-90%

- marna: carbonat: 35-65%

- argila calcaroasa: carbonat 10-35%

- argila: carbonat<10%

Determinarea procentuala a carbonatului de Ca si Mg se realizeaza prin intermediul calcimetrului.

Rocile carbonatice sint compuse din doua faze:

matricea (ortocheme) sau fluidul calcaros- compusa din particule carbonatice sub 0.02mm. Initial matricea a fost un material fluid care ulterior s-a intarit prin compactare (eliminarea apei interstitiale) si posibil recristalizare.

Granule sau alte elemente care pot fi:

- particule clastice- fragmente organice sau anorganice

- cristale- sint produsul recristalizarii (calcit rar aragonit si dolomit)

Marimea, procentul, aspectul si originea granulelor sau elementelor ce intra in constitutia rocilor carbonatice caracterizeaza aceste roci precum si faciesul de formare. Astfel avem:

peletele: corpusculi calcarosi fara nucleu genetic, de forma sferica sau ovoidala (uzual de 0.1mm diametru), omogene, criptocristaline, formate prin procesul de acretionare

oolite si pisolite: corpusculi calcarosi sferici sau ovoidali cu un nucleu genetic (cochilie, cuart etc) si un cortex calcaros. Oolitele au diametru sub 1mm iar pisolitele au diametru>1mm

intraclaste: corpusculi calcarosi proveniti din dezagregarea calcarelor preexistente si ramasi in cadrul aceluiasi bazin de sedimentare

bioclaste- orice element de origine biologica, vegetala sau animala

extraclaste sau litoclaste calcaroase- corpusculi calcarosi formati inafara bazinului de sedimentare, fiind transportati si redepozitati

 

Observatie: peletele, oolitele si pisolitele, intraclastele si bioclastele se depoziteaza in acelasi bazin de sedimentare unde se si formeaza.

In industria petrolului cea mai utilizata clasificare a rocilor carbonatice este clasificarea "Dunham". In functie de gradul de diageneza si mediul de depunere, dupa Dunham rocile carbonatice se clasifica astfel:

Mudstone- fluid carbonatic >90%; granule sau alte elemente<10%. In timpul depunerii apa a fost calma.

Wackestone- compus in principal din fuid carbonatic, dar cu peste 10% granule

Packestone- roca este compusa in principal din granule, fluidul carbonatic>10% ocupind spatial poros dintre granule. In timpul depunerii apa a fost agitata, suportul granular fiind foarte poros, permitidu-i fluidului carbonatic sa invadeze spatial intergranular.

Grainstone- roca este compusa in principal din granule, fluidul carbonatic fiind sub 10%. In acest caz porii pot fi umpluti cu calcite sau dolomit

Boundstone- 100 % elemente granulare, constituientii originali fiind legati impreuna in timpul depozitarii (recifi)

Cristalin- textura originala este in intregime ascunsa datorita recristalizarii. Se disting fetele de cristale. In acest caz marimea cristalelor devine un parametru important.

Figura 6: Clasificarea rocile carbonatice modificata dupa Dunham,1960

O alta clasificare mai rar utilizata in industria petrolului (se utilizeaza in Romania) este clasificarea lui Folk, care are la baza dimensiunea cristalelor si proportia de alocheme, micrit si sparit din rocile carbonatice.

Alocheme- corpusculi calcarosi formati autigen in cadrul bazinului de sedimentare

Matricea se clasifica in: - micrit: microcristalin cu dimensiunea cristalelor sub 0.01 mm

- sparit- dimensiunea cristalelor>0.01 mm

1.     Clasa sparite- roci carbonatice constituite din alocheme prinse intr-o matrice sparitica. S-au format in medii de plaja unde valurile au spalat fluidul carbonatic.

2.     Clasa micrite- roci carbonatice constituite din alocheme prinse intr-o matrice micritica. S-au format in medii cu energie mica, fluidul calcaros nefiind spalat.

3.     Roci microcristaline- roci carbonatice constituite dintr-o matrice micritica care are alocheme sub 10%. S-au format in medii unde apa era putin adinca.

4.     Biolithe: sint structuri organice (recifi si bioherme).

In functie de principalele alocheme ce sint prinse in matrice avem:

2.     Culoarea

Rocile carbonatice au diferite culori functie de prezenta materialului detritic (alb, maroniu, gri, transparent, translucent)

3.     Duritatea

Gradele de duritate pentru rocile carbonatice sin urmatoarele:

soft

friabil

casant

duritate medie

dur

4.     Textura

4.1.Dimensiunea cristalelor

4.2.Textura (suparafata) rocii

cerata

sidefata

sticloasa

pamintoasa

zaharoasa

amorfa

"vuggy"

stilolitica

cretoasa

5.     Minerale accesorii / fosile

5.1.Minerale aceesorii

calcit

silice

dolomit

glauconit

mica

pirita

anhidrit

gips

5.2.Fosile (se intilnesc in special in calcare si mai putin in dolomite)

alge

briozoare

echinoderme

foraminifere

moluste

oolite

fosile

Mineralele accesorii si fosilele se descriu si ca procent pe proba de sita (vezi rocile epiclastice)

6. Porozitatea vizuala

Porozitate depozitele carbonatice poate fi:

primara: formata in timpul depozitarii rocii (porozitatea intercristalina, intergranulara, cretoasa)

secundara: ia nastere secundar in timpul formarii rocii. Cele mai comune tipuri de porozitati secundare sint: fracturile, fisurile, vacuolara (vuggy)

Principalele tipuri de porozitate intilnita in calcare sint:

porozitatea cretoasa: porii sint prea mici pentru a fi observati la microscop dar aceasta porozitate se deduce din textura rocii. Porozitatea este ridicata dar permeabilitatea este sub 1 md

porozitatea intergranulara: spatiul liber dintre elementele constructive ale rocii (fosile, particule)

porozitatea intercristalina: ia nastere din glourile interstitiale dintre cristalele individuale si granule si din aranjarea in cadrul rocii. Acest tip de porozitate tinde sa devina discontinua din cauza umplerii golurilor cu ciment sau cu material fin

porozitatea vacuolara: ia nastere prin dezalcanizarea fosilelor din rocile carbonatice (fosilele sint mai solubile decit roca) sau prin alte mecanisme secundare .

porozitatea vacuolara (vuggy): rezulta din dezalcanizarea rocilor carbonatice de catre solutii sau ape de circulatie formindu-se astfel caneluri si spatii mari in roci.

porozitatea de fractura: este rezultatul miscarilor terestre

porozitatea recifala; este prezenta in structurile de recifi fosili algali si corali

porozitate oolitica

La rindul lor tiprile de porozitate enumerate mai sus sint estimate procentual astfel:

7. Indicatii de hidrocarburi

Vezi capitolul 3 " Analiza probelor de sita la fluoroscop".

Exemplu: - clasificarea Dunham: MUDSTONE calcaro-dolomitic, cenusiu deschis, duritate medie, amorf, pirita, porozitate intercristalina slaba, fara indicatii de hidrocarburi.

- clasificarea Folk: CALCAR DOLOMITIC microcristalin, cenusiu deschis, duritate medie, amorf, pirita, porozitate intercristalina slaba, fara indicatii de hidrocarburi.

Elemente ajutatoare pentru diferentierea litologica:

Viteza de avansare este o functie de gradul de compactare a rocii carbonatice

Testul cu solutie de acid clorhidric- 10%

calcar: proba reactioneaza instantaneu si violent. Proba pluteste pe acid, fiind complet dizolvata in citeva minute, acidul raminind spumos.

calcar dolomitic: proba reactioneaza imediat dar reactia este moderata si continua. Proba nu va pluti in acid.

dolomit calcitic: reactia este inceata la inceput, dar se accelereaza dupa citeva minute.

dolomit: reactia este foarte inceata si ezitanta. Acidul trebuie incalzit ca reactia sa continuie. Dupa dizolvarea dolomitului acidul va ramine laptos.

Testul cu Alizarin Red S:

proba va fi curatata si uscata inainte de test

imersam proba de carbonat in HCl- 10%, iar apoi o introducem in apa distilata

adaugam doa picaturi de Alizarin Red S si asteptam 45 s pentru a avea loc reactia

spalam in exces cu apa distilata si lasam proba la uscat

examinam proba la microscop: calcitul va avea pete roz iar dolomitul isi va pastra culoarea intacta

`B. ROCI SILICIOASE

Sint roci sedimentare formate predominant din silice amorfa criptocristalina si / sau cuart. Apare sub forma de strate sau ca mase neregulate cu caracter accidental in masa altor roci.

Principalele roci silicolitice sint urmatoarele:

DIATOMITE: roci stratiforme care au in constitutie peste 50% frusture de diatomee prinse intr-o masa de opal. Sint de culoare alb, alb-galbuie. Sint friabile si aspre la pipait, cu textura omogena. Au porozitatea ridicata si sint usoare.

RADIOLARITE: roci stratiforme formate predominant (>50%) sau exclusiv din tesuturi de radiolari, prinse printr-un liant diferit din punct de vedere mineralogic. Culoarea poate fi rosie, bruna, verde, neagra. Sint dure, compacte cu spartura concoidala.

JASPURI: roci formate in urma diagenezei si epigenezei radiolaritelor. Culoarea este variabila (rosie, bruna, galbena). Sint dure, stratiforme, compacte cu spartura concoidala. Contin impuritati argiloase, oxizi de Fe si granule detritice.

CHERT: roca silicioasa compacta, microcristalina, compusa din microorganisme sau granule de silice precipitata (opal, calcedonie). Bioclastele relicte sint substituite partial sau total prin cuart. Apare ca noduli sau strate in depozite calcaroase si argiloase. Este opac iar culoarea este functie de mediul de depozitare. Cherturile diatomitice si radiolaritice au culoare neagra sau cenusiu inchis (datorita impuritatilor de argila) iar cherturile spiculiforme au culoare cenusie cu tente maronii sau verzi. Sint foarte dure, cu spartura neregulata sau concoidala, luciu de ceara. Bucatile proaspat sparte au muchii ascutite.

SILEX: sint roci silicioase accidentale care apar in depozite carbonatice si se pot detasa de roca. Culoarea poate fi alba, bruna si neagra in spartura. Sint constituite din calcedonie criptocristalina sau opal sub forme de mase neregulate. Apar in special in crete.

MENILITE: sint roci silicioase ce apar accidental in rocile argiloase. Au in compozitia lor un continut ridicat de substante organice (bitumene) si silice microstratificata (opal brun galbui). Pot contine incluziuni de calcite sau granule alogene de cuart si minerale argiloase. Sint foarte dure cu spartura concoidala sau neregulata.

Exemplu: 2124-2125m: CHERT, rosu, foarte dur, microcristalin, spartura concoidala.

Elemente ajutatoare pentru diferentierea litologica:

viteza de avansare scade foarte mult

sapa va fi uzata in diametru

la site debitul de detritus va fi foarte mic

nu reactioneaza cu HCl- 10%

zgirie sticla

C. ROCI EVAPORITICE

Sint roci formate in urma evapoarii apelor in bazine lagunare si precipitarea sarurilor din solutii. Sarurile cele mai putin solubile sint depozitate primele.Secventa de precipitare pentru rocile evaporitice este urmatoarea:

Anhidrit

Gips scade gradul de solubilitate

Halit

Silvina

Carnalit

C.1. GIPSUL SI ANHIDRITUL

Apar de obicei ca si depozite masive sau ca materiale de umplere a fisurilor si golurilor. Rar pot sa apara ca si cristale euhedrale in fisuri si goluri.

1.     Tipul rocii

GIPS (CaSO4)x2H2O- are structura fibroasa si poate fi de trei tipuri:

gips primar- roci microcristaline alb-cenusii cu structura laminata. Pe linga gips mai pot apare minerale argiloase, minerale carbonatate si rar bioclaste.

Gips primar resedimentat- apare interstratificat intre stratele de gips primar. Are un continut ridicat de material argilos si mai poate contine cuart, glauconit, etc.

Gipsuri secundare- au aspect zaharoid si culoare alba, fiind constituit din granule mari de gips. Poate contine si incluziuni de anhidrit si minerale carbonatice.

ANHIDRIT CaSO4- are structura fibroasa, paralela si radiala, roca care apare ca o masa compacta, zaharoida, amorfa

2.     Transparenta si Culoare

Anhidritul si gipsul poate fi :

transparent

translucent

opac

3.     Duritate

GIPS: soft- se poate zgiria si cu unghia

ANHIDRIT: este relativ dur chiar casant. Avem urmatoarele grade de duritate pentru anhidrit:

duritate mica

casant

duritate medie

dur

4. Textura

4.1. Dimensiunea cristalelor

4.2. Luciu

GIPS: pamintos, subvitros, sidefat

ANHIDRIT: sidefat, subvitros

5.Accesorii si incluziuni:

anhidrit

argila

materiale carbonatice

dolomit

glauconit

gips

pirita

sare

6.Porozitate

GIPS: fara porozitate

ANHIDRIT: porozitate secundara datorita fracturilor

7.Indicatii de hidrocarburi

GIPS: fara indicatii de hidrocarburi

ANHIDRIT: pot sa apara indicatii de hidrocarburi in fractura. Pentru fluorescenta vezi capitolul 3 "Analiza probelor de sita la fluoroscop"

Exemplu: 2127-2134m: ANHIDRIT transparent, alb, casant, cristale fine, luciu subvitros, fara porozitate, fara indicatii de hidrocarburi.

Elemente ajutatoare pentru diferentierea litologica:

viteza de avansare scade foarte mult

la site debitul de detritus va fi mic

cresterea in viscozitate a fluidului natural-dispersat

nu se dizolva in HCl- 10%, totusi reactioneaza foarte slab la inceput functie de impuritati

gipsul devine alb daca se tine sub flacara

Testul cu solutie de BaCl2:

punem citeva bucati de proba intr-o sticluta mica

umplem partial sticluta cu solutie de HCl-10%

aducem continutul la fierbere

eliminam acidul din sticluta si lasam proba sa se raceasca

adaugam 10 picaturi solutie BaCl2, prezenta sulfatilor fiind indicata de un precipitat alb

Testul cu solutie de HCl:

uscam proba si o sfarmam (sa fie ca o pudra)

punem pudra pe o sticla de ceas, adaugam HCl si o incalzim usor

pudra se va dizolva usor iar prin racire gipsul si anhidritul vor precipita in cristale aciculare pe marginea sticlei de ceas

C.2. HALITE

In aceasta categorie intra:

HALIT (NaCl): este identificat prin cristalele cubice, luciu si gust. Culoarea in general este alba, dar sarea poate avea si alte culori functie de impuritati.

SILVINA (KCl) apar in general cu sarea dar se diferentiaza de ea prin gustul

CARNALIT (KMgCl3x6H2O) astringent, culoare (portocalie) si solubilitate (mai mare

decit a sarii).

Exemplu: 2127-2134m: HALIT transparent, alb, cristale cubice.

Elemente ajutatoare pentru diferentierea litologica:

viteza de avansare creste foarte mult

creste concentartia in saruri a fluidului      

cresterea in viscozitate a fluidului natural-dispersat

se dizolva in apa, procentul fiind subevaluat din cauza spalarii

temperature influientiaza puncul de saturatie a solutiilor sarate, punctual de saturatie creste odata cu cresterea temperaturii in sonda. In acest caz din fluidul suprasaturat sarea poate recristaliza la suprafata datorita scaderii temperaturii, aparind "sare falsa" in proba de sita

se poate testa prin gustare

scade fondul de gaz

III. ROCI ORGANICE

A. SHALE NEGRU

Aceste roci contin frecvent materie organica sub forma de kerogen sau bitum. Aceste sedimente sint importante deoarece ele ar putea fi rocile sursa pentru hidrocarburi. Descrirea lor se realizeaza dupa modelul argilelor, dar se va efectua si o analiza la fluoroscop (vezi capitolul 3 " Analiza probelor de sita la fluoroscop").

B. CARBUNII

Elementul cel mai important in compozitia acestor roci este carbonul, a carui variatie si continut determina tipul de carbune. Ceilalti componenti care intra in alcatuirea carbunilor sint oxigenul, hidrogenul si azotul.

1.     TURBA- apare ca o masa fibroasa de resturi si plante. Materialul vegetal este recunoscut cu usurinta. Culoarea este de obicei bruna spre galbena, devenind mai intunecata spre baza depozitelor datorita cresterii gradului de compactare. Se formeaza in zonele unde aportul bacteriilor este minim si pot aparea acumulari constante de material in perioade lungi de timp.

2.     LIGNIT- apare ca un material intunecat, brun spre negru, moale spre casant (1-2.5 scara Moh's) depinzind de gradul de compactare a materialului., Este mai compact decit turba, dar cu material vegetal ce poate fi inca recunoscut. In aer lignitul se usuca si se sfarma usor.

3.     CARBUNELE SUB-BITUMINOS- este un tip de tranzitie intre lignit si carbunele bituminous. Difera de lignit prin culoare (este mai negricios), structurile vegetale distingindu-se greu iar de carbunele bituminous difera prin alterarea rapida si sfarmarea in conditiile unui mediu uscat.

4.     CARBUNELE BITUMINOS- este de culoare negru intens, casant, cu stratificatie evidenta si spartura concoidala. Murdaresc miinile.

5.     ANTRACITUL: este de culoare negru intens, casant, spartura concoidala, luciu stralucitor, fara stratificatie evidenta. Nu murdareste miinile

Exemplu: 2127-2134m: CARBUNE BITUMINOS negru, casant, spartura concoidala.

Elemente ajutatoare pentru diferentierea litologica:

stratele de carbuni se sapa cu viteza mare

penetrarea stratelor de carbune este asociata in general cu o crestere a continutului in gaz metan

prin incalzire carbunii ard emanind un miros specific

3. Evaluarea indicatiilor de hidrocarburi

Testarea sondelor se bazeaza partial pe indicatiile pozitive de hidrocarburi din proba de sita si de la cromatograf.

3.1. INDICATIILE DE PETROL

Pentru evaluarea indicatiilor de petrol din probele se sita este necesara o examinare vizuala, precum si o examinare la microscop si fluoroscop a fluidului, probei nespalate si probei spalate, si a granulelor individuale.

Descrierea indicatiilor de petrol include urmatoarele caracteristici:

cantitatea de petrol liber din fluidul de foraj

miros

pete vizibile (culoare, distributie)

fluorescenta directa (culoare, intensitate, distributie sau procent)

fluorescenta indirecta (tip, culoare, intensitate)

fluorescenta reziduala

3.1.1. Cantitatea de petrol din fluid

Cind observam aparitia petrolului in fluidul de foraj sau suspectam prezenta lui, expunem o proba de fluid la lumina U.V. Vom descrie:

procentul (vezi figura 7)

fluorescenta (culoare si intensitatea culorii)

Introducem apoi proba intr-o sticla si agitam sticla. La deschiderea sticlei verificam mirosul.

Daca sintem nesiguri de prezenta petrolului, adaugam apa distilata la proba de fluid, pentru separarea petrolului de fluid.

3.1.2. Mirosul hidrocarburilor

In functie de intensitatea mirosului avem trei grade de descriere:

miros usor: indica prezenta condensatului

miros puternic

miros foarte puternic: este caracteristic pentru petrol de densitate mica

OBS: zonele de gaz nu au miros

3.1.3. Urme de petrol

Orce pata din proba de sita care nu este superficiala exceptind petrolul din rezervoarele de fractura impune verificarea ei la fluoroscop. Urmele de petrol din proba de sita sau carote sint o functie de permeabilitate.

Se vor descrie urmatoarele caracteristici:

1.     Procent pe proba de sita- vezi figura 7.

Figura 7: Estimarea procentului de hidrocarburi

2.     Culoare

Culoarea urmelor de petrol este o functie de densitatea petrolului (culoare deschisa denota o densitate mare). Functie de culoarea petelor avem:

fara urme vizibile de petrol

urme maroniu-inchis

urme maronii creste densitatea petrolului

urme maroniu-deschis

rezidu negru asfaltic: petrol rezidual

condensat: alb la incolor

3.     Distributie

fara urme vizibile de petrol (no visible oil stain)

patata (spotty oil stain)

vargata (streaky oil stain)

pestrita (patchy oil stain)

uniforma (uniform oil stain)

3.1.4. Fluorescenta

Fluorescenta este un test foarte sensibil pentru evidentierea prezenta hidrocarburilor in fluid, proba de sita si carota. Hidrocarburile in special cele aromate sint stimulate de bogata energie a U.V. emitind lumini sub forma de spectru. Cu cit petrolul este mai matur cu atit spectru este mai pronuntat. Este necesar ca testul de fluorescenta sa fie efectuat rapid deoarece volatilele se evapora, fluorescenta scazind in intensitate. De obicei fluorescenta apare in jurul granulelor constituiente.

a. Fluorescena directa- este fluorescenta rezultata pe proba netratata cu solventi organici

Fluorescenta directa poate fi datorata si mineralelor sau a contaminantilor din fluid.

In tabelul de mai jos avem raspunsul diferitelor materiale la lumina U.V.

Raspunsul diferitelor roci prin expunerea la lumina U.V. este redata in tabelul urmator (fluorescenta directa):

Petrolurile rafinate sau motorina dau o culoare alba-albastruie prin expunerea la lumina U.V.

Fluorescenta directa se caracterizeaza prin urmatorii parametrii:

1.     Procent pe proba de sita (vezi figura 7)

2.     Culoare

Petrolul brut expus la lumina U.V. are urmatoarele culori:

a.     maroniu

b.     oranj

c.      galben

d.     auriu

e.     alb

f.       alb-albastrui

Relatia intre densitatea petrolului si culoarea fluorescentei si culoarea petelor de petrol este redata in tabelul de mai jos.

3.     Intensitatea culorii poate fi:

a.     Slaba (faint)

b.     pal (pale)

c.      moderata (dull)

d.     puternica (bright)

4.     Distributia fluorescentei pe proba de sita poate fi:

a.     fara urme de petrol la fluoroscop (no visible oil fluorescence)

b.     fluorescenta patata (spotty oil fluorescence)

c.      fluorescenta vargata (streacky oil fluorescence)

d.     fluorescenta pestrita (patchy oil fluorescence)

e.     fluorescenta uniforma (uniform oil fluorescence)

Fluorescenta "pinpoint" este asociata cu granulele individuale indicind prezenta condensatului sau a gazului

O serie de probe avind fluorescenta uniforma dar prezentind o scadere in intensitatea culorii este un indicator pentru:

tranzitia de la petrol la apa

variatie de porozitate / permeabilitate in aceeasi formatiune

b. Fluorescenta indirecta- fluorescenta care apare dupa tratarea probei cu solventi organici, datorita extragerii petrolului de catre solvent.

Testul pentru fluorescenta directa: o cantitate mica de detritus din proba spalata se aseaza pe o sticla de ceas si introdusa la lampa UV.

OBS: daca proba are fluorescenta directa dar nu are fluorescenta indirecta, adaugam peste solvent HCl-10%. Daca proba nu are nici dupa tratare cu HCl fluorescenta indirecta atunci fluorescenta directa se poate datora permeabilitatii foarte mici a rocii sau mineralelor.

1.     Tipuri de fluorescenta indirecta

Fluorescenta indirecta este de mai multe tipuri:

fluorescenta instantanee (flash cut)- fluorescenta este instantanee dupa tratarea probei cu solvent si expunerea ei la lumina UV

fluorescenta de curgere (streaming cut)-introducem proba la lumina UV si observam fluorescenta materialului care paraseste spatial poros (curge) sub actiunea solventului.

fluorescenta dupa sfarmare (crush cut)- fluorescenta indirecta obtinuta dupa sfarmarea probei, tratarea si expunerea ei la lumina U.V.

Viteza de reactie la adaugarea solventului este functie de densitatea petrolului. Pentru petrol de densitate mare fluorescenta indirecta este instantanee, viteza scazind odata cu densitatea petrolului.

Caracteristicile descrise la fluorescenta indirecta sint:

1.     Culoare (la fel ca si la fluorescenta directa)

2.     Intensitatea culorii (la fel ca si la fluorescenta directa)

c. Fluorescenta reziduala- fluorescenta care dupa tratarea probei cu solvent si evaporarea solventului.

Testul pentru fluorescenta reziduala: lasam proba tratata cu solvent in atmosfera timp de 20-30 min pentru evaporarea solventului. Pe farfuria va ramine in reziduu petrolier avind culoarea petrolului initial in lumina naturala. De asemenea va apare un inel fluorescent in jurul probei. Se va descrie culoarea rezidului petrolifer si culoarea inelului fluorescent

3.15. Reactia petrolului cu acid

Este un test foarte sensibil pentru verificarea prezentei petrolului in proba de sita, in special in zonele carbonatice. Testul nu este valabil cind se utilizeaza fluide pe baza de petrol.

Aplicam peste citeva fragmente de roca solutie de HCl-10 %. Prezenta petrolului este indicata de marimea mare a bulelor in timp ce acidul reactioneaza cu carbonatul sau cu matricea carbonatica a rocii. Cresterea in marime a bulelor este efectul cresterii suprafetei de tensiune datorata prezentei petrolului. Cind petrolul este prezent in cantitate mare bulele tind sa devina iridiscente.

3.1.6. "Wettability"

Alunecarea apei pe fragmentele de detritus precum si tendinta de plutire a detritusului in apa este o indicatie a prezentei petrolului.

3.2. INDICATIILE DE HIDROCARBURI GAZOASE

Indicatiile de gaz din timpul forajului sint urmarite si inregistrate "on-line" prin intermediul sistemului degazor-cromatograf. Indicatiile sint de ordin calitativ si nu cantitativ, fiind influientate de urmatorii parametrii:

volumul de gaz / volum de roca (porozitatea si saturatia in gaz a rocii)

permeabilitatea rocii

viteza de avansare

densitatea si viscozitatea fluidului

presiunea de formatie

eficenta degazorului

eficenta cromatografului

variatii de debit

Componentii analizati de cromatograf sint urmatorii:

C1- metan

C2- etan

C3- propan

n4, iC4- nano si izo butan

n4, iC5 nano si izo pentan

OBSERVATII:

1. concentratia in gaz a fluidului inregistrata prin intermediul cromatografului reprezinta concentratia in gaz-aer a fluidului si nu concentratia in gaz-noroi. Concentratia in gaz-aer a fluidului este influientata in special de eficenta degazorului. Pentru a transformarea concentratiei de gaz-aer in concentratie de gaz-noroi avem nevoie de analiza fluidului la VMS (Vacuum Mud Stell).

2. in conditii de adincime (presiune si tempertura ridicata) doar metanul si etanul sint in stare gazoasa celelalte componente fiind sub forma lichida. In timpul circulatiei pe masura urcarii fluidului spre suprafata faza lichida se va transforma in faza gazoasa datorita scaderii presiunii si temperaturii. De asemenea gazele vor expanda pe masura apropierii lor de suprafata.

Abilitatea geologului de a interpreta curbele de gaz inregistrate in timpul procesului de foraj necesita o intelegere a tipurilor de gaze ca ocurenta si legatura lor cu presiunile de formatie, porozitatea formatiunii, capacitatea de curgere a formatiunii (kh), caracteristicile reologice a fluidului de foraj si parametrii de foraj. Avem urmatoarele tipuri de gaz:

Valoarea "zero" de gaz (True zero gas): este valoarea inregistrata la cromatograf cind degazorul este in aer. In acest caz inainte de reluarea forajului (nu avem circulatie), cind sapa este in coloana, sau in timpul carotajului geofizic la cromatograf trebuie sa avem valoarea zero de gaz.

Fondul "zero" de gaz (Background zero gas): valoarea de gaz inregistrata la cromatograf in timpul circulatiei, in sonda fiind un fluid omogen cu o densitate suficenta pentru a asigura contrapresiunea pe strat. Fondul "zero" de gaz trebuie restabilit periodic datorita schimbarii in diametru a gaurii de sonda sau schimbarii compozitiei fluidului. Orice abatere de la acest fond de gaz in timpul circulatiei se poate datora gazului recirculat sau contaminarii fluidului.

Fondul de gaz (Background gas): este gazul inregistrat in timpul forajului la o litologie constanta, valoare care se va reprezenta si in "Litholog". Este datorat gazului eliberat in fluid din volumul de roca dislocuit de sapa, cantitativ fiind o functie de diametrul sapei, viteza de avansare, porozitatea formatiunii, saturatia in gaz a rocii.

Gaz de formatie (Gas shows / Formation gas): orice deviatie (cantitate sau compozitie) a gazului de la gazul de fond stabilit, si necesita interpretarea cauzelor. Este datorat gazului eliberat in fluid din volumul de roca dislocuit de sapa combinat cu gazul care curge din formatie, cantitativ fiind o functie de diametrul sapei, viteza de avansare, densitatea fluidului, presiunea de formatie, capacitatea de curgere a stratului, porozitatea si saturatia in gaze.

Gazul de formatie se va nota in raport si in "Litholog" cu valoarea maxima de GT (gaz total) doar daca valorile de gaz depasesc de cinci ori fondul anterior.

Gaz de conexiune (Connection gases): este gazul care apare la pornirea circulatiei dupa punerea bucatii datorita conditiilor de subechilibru create in momentul opririi circulatiei (ECD-densitatea echivalenta la circulatie) sau datorita pistonarii la manevrarea garniturii. Este un indicator pentru stratele suprapresurizate. Gazul de conexiune va fi notat in raport, iar pentru un peak mai mare de cinci ori fondul va fi notat si in "Litholog" cu valoarea maxima de GT.

Gaz de mars (Trip gases): este gazul care apare dupa mars sau dupa o stationare mai lunga (wiper trip gas) datorita pistonarii sau subechilibrului hidrostatic creat in urma opririi circulatiei. Gazul de mars va fi notat in raport, iar pentru un peak mai mare de cinci ori fondul va fi notat si in "Litholog" cu valoarea maxima de GT. Daca avem mai multe marsuri consecutive la aceeasi adincime in "Litholog" se va trece valoarea maxima a gazului de mars.

Gazul de deviatie (Survey gas): apare la reluarea circulatiei dupa efectuarea deviatiei prin prajini. Se poate datora atit pistonarii la manevrarea garniturii cit si contrapresiunii insuficiente pe strat in timpul stationarii. (ECD). Gazul de deviatie va fi notat in raport, iar pentru un peak mai mare de cinci ori fondul va fi notat si in "Litholog" cu valoarea maxima de GT

Gazul de la oprirea pompelor (Pump off gas): apare la reluarea circulatiei dupa o intrerupere de circulatie datorita unor defectiuni tehnice. Se poate datora atit pistonarii la manevrarea garniturii cit si contrapresiunii insuficiente pe strat in timpul stationarii. (ECD). Gazul de la oprirea pompelor va fi notat in raport, iar pentru un peak mai mare de cinci ori fondul va fi notat si in "Litholog" cu valoarea maxima de GT.

Gazul de conexiune, de mars, de deviatie si gazul de la oprirea pompelor sint gaze care "curg" in gaura de sonda din stratul poros permeabila, cantitativ depinzind de capacitatea de curgere a formatiunii (kh) , densitatea fluidului si presiunea de formatie.

Gaz recirculat (Recycled gas): daca instalatia de foraj nu este dotata cu degazor sau daca nu s-a circulat suficent pentru degajarea gazului de formatie din fluid gazul va fi pompat inapoi in gaura de sonda si dupa un ciclu (circuit complet) va reapare la suprafata. Gazul recirculat nu va fi mai mare decit originalul iar compozitia gazului reciclat va avea o proportie mai mare de componente grele, componetele usoare fiind mai usor eliberate in atmosfera. Gazul recirculat nu se va lua in considerare la intocmirea diagramei tip "Litholog".

Gaz de contaminare (Contamination gas): adaugarea de motorina sau de titei in fluidul de foraj conduce la aparitia gazului de contaminare. De asemenea degradarea aditivilor organici din fluid (lignosulfat, soltex, lignit) conduce la cresterea cantitatii de metan. Contaminarea fluidului se observa prin cresterea nejustificata a fondului de gaze, fond care va persista si dupa oprirea pompelor. Deoarece acest tip de gaz persista pe un interval mai mare de timp afectindu-ne fondul de gaz, se va nota in raport si pe "Litholog" adincimea la care a aparut si posibila sursa a lui.

"Kelly cut" gaz (Kelly cut gas): o indicatie falsa de gaz apare in momentul introducerii in sistemul de fluid a unei cantitati de aer (aerul aflat in tija la punerea bucatii sau aerul din prajini la efectuarea marsului) care poate creea o conditie de subechilibru la talpa si de asemenea "taie" fluidul de foraj (fluidul este aerat, spumat) modificind astfel volumul de noroi degazat. Acest tip de gaz apare dupa un circuit complet si este foarte usor de confundat cu gazul de conexiune sau de mars (care apar dupa "lag-time").

O evaluarea calitativa a fluidului din rezervor pe baza indicatiilor de la cromatograf se poate realiza prin compararea concentratiilor relative a componentilor gazosi inregistrati (analiza ratiilor).

Metoda Baker Hughes INTEQ

Combina trei ratii care plotate impreuna sugereaza caracterul fluidului din porii rocii.

1.     Hydrocarbon Wetness Ratio (Wh)- umiditatea hidrocarburilor

Wh creste odata cu cresterea densitatii gazului si petrolului.

Wh=((C2+C3+C4+C5)/ (C1+C2+C3+C4+C5))x100

2.     Hydrocarbon Balance (Bh)- balanta de hidrocarburi

Bh scade odata cu cresterea densitatii fluidului.

Bh=(C1+C2)/(C3+C4+C5)

3.     Hydrocarbon Character Ratio (Ch)- caracterul hidrocarburii

Acest parametru este utilizat cind gazul uscat (metan) este in exces intirziind Wh si Bh. Daca metanul nu este in exces Ch poate fi folosit ca o verificare pentru indicarea potentialului de gaz, titei si condensat.

Ch=(C4+C5)/C3

Ch<0.5: indica un potential de gaz, verificam daca interpretarea Bh functie de Wh este corecta

Ch>0.5: indica un potential de gaz/petrol usor sau condensat

Interpretare: se realizeaza plotarea ratiilor functie de adincime si urmata de analiza vizuala a pozitiei celor trei curbe.

Pas #1: analiza pozitiei curbei Wh determinind astfel tipul posibil de fluid

Pas #2: comparam pozitia relativa a curbei Bh fata de curba Wh confirmind caracterul fluidului

Pas #3: analizam curba de Ch pentru verificare

Rezultatul obtinut din analiza trebuie corelat cu litologia, gazul total si fluorescenta.

In figura 8 este reprezentata relatia dintre curbe pentru diferite tipuri de hidrocarburi.

Figura 8: Relatia dintre curbe pentru diferite tipuri de hidrocarburi

A- gaz uscat foarte usor: metanul este predominant, etanul fiind in proportie foarte mica. Aparitia etanului se remarca printr-o crestere usoara a curbei Wh, curba Bh nemodificindu-se. Valoarea mare a Bh (Bh>100) indica gazul uscat. Absenta hidrocarburilor grele conduc la fondul foarte mic al curbei Ch

B- gaz de densitate medie: curba de Wh nu depaseste 17.5 sugerind un potential de gaz iar curba de Bh este sub 100 indicind prezenta gazelor umede.Ch<0,5 indica doar prezenta gazului

C- capac de gaz sau petrol de densitate mica: scaderea valorilor de Bh indica contributia gazelor grele/titei usor, iar faptul ca Wh<17.5 indica gazul. Curba de Ch >0.5 sugerind ca gazul este asociat cu petrol/condensat.

D- orizont de carbune: prezenta orizonturilor carbunoase este indicata prin cresterea concentratiei de metan si etan. In acest caz Wh>17.5 sugerind petrolul, dar faptul ca Ch<0.5 si Bh>100 confirma ca nu este vorba de petrol ci de contaminarea gazului datorita carbunelui. Corelarea cu litologia este foarte utila

E- petrol de densitate medie: separarea dintre curbele de Wh si Bh indica densitatea petrolului. Wh trebuie sa fie intre 17.5 si 40. Ch>0.5.

F- petrol residual: curba de Wh>40, Bh<Wh, fluidul fiind adesea asociat cu asfalt si hidrocarburi reziduale

4.   Evaluarea continutului in carbonat

Evaluarea procentuala a continutului de carbonat din roci se realizeaza prin intermediul calcimetrului.

Principiul de functionare este urmatorul:

reactia dintre carbonat si HCl are loc cu degajare de CO2, presiunea dezvoltata in urma reactiei chimice fiind masurata cu ajutorul traductorului de presiune

interfata de calcimetru (interfata pentru semnal analogic) achizitioneaza semnalele primite de la traductorul de presiune si le prelucreaza

semnalele prelucrate sint transmise catre calculator (care are incorporat placa de achizitie date+diferite programe) unde sint transformate, reprezentate grafic (concentratia de carbonat functie de timp si stocate intr-o baza de date

Schema calcimetrului este redata in figura 9.

furtun

Pahar

calcimetru

Figura 9: Schema calcimetrului

Prepararea probei pentru calcimetrie:

OBS: calcimetriile se pot efectua pe probe globale sau pentru a fi cit mai reprezentative se realizeaza pe tipuri separate de roca.

mojaram citeva grame de proba spalata si uscata

cernem proba printr-un set de site (sita #1=0.125mm; sita #2=0.063mm)

retinem fractia de pe sita #2 si cintarim 1gram de proba din ea

proba cintarita se introduce in suportul de proba si apoi in paharul de calcimetru

suport        

balanta