Ville det ikke være hendig hvis det var en måte vi kunne se inn i reservoarbergarter uten å ødelegge dem? Heldigvis ligger svarte i medisinsk teknologi.
|
Orhan Mahmic er PhD-student ved Institutt for Geofag ved Universitet i Oslo.
Han er geolog og arbeider, ved hjelp av CT skann analyse, med å utvikle en 4D porøsitet og permeabilitet historie av reservoarbergarter fra Edvard Grieg feltet.
Dette er hans bidrag til vår nasjonale formidlingskonkurranse.
|
Figur 1 – a) Et av mange ”virtuelle snitt” som blir CT skannet b) Eksempel på en bildeserie som fremstiller et tredimensjonalt bilde av kjernens indre teksturer.
I geologiske bergartsanalyser er det ofte en utfordring å bestemme deres volumetriske mineralogiske sammensetning.
Siden bergarter er sammensatt av mange forskjellige mineraler med all slags størrelser og former, vil riktig volumetrisk analyse være veldig viktig for å forbedre forståelsen på hvordan væske og gass beveger seg gjennom bergarten i et reservoar.
Geologene har alltid vært på utkikk etter nye og bedre måter å avdekke bergartenes egenskaper og avdekke deres skjulte indre kvaliteter. Det og stadig ta i bruk ny teknologi har vært veldig viktig til akkurat dette.
Medisinsk computer-tomografi (forkortet CT) teknologi ble utviklet på 1972-tallet av Godfrey Newbold Hounsfield (som han vant Nobel pris for i 1979) til medisinsk bruk. En CT skanner er en avansert type røntgenapparat.
I motsetning til tradisjonell røntgen-stråling (X-ray), hvor en enkelt stråle sendes gjennom materialet, sendes mange stråler fra forskjellige vinkler.
Sensorer måler og registrer strålenes styrke (svekkes avhengig av hvilken type material de går gjennom), som videre blir sendt til datamaskiner til behandling. To-dimensjonale bilder (2D), eller ”virtuelle snitt” (Figur 1a), kan videre bli behandlet og interpolert mellom sammenhengende bilder, og deretter fremstilt tredimensjonalt (3D) (Figur 1b).
Når vi tenker CT, tenker vi på radiologi og medisin, men røntgen CT ble utvidet og tilpasset til en rekke industrielle oppgaver, for eksempel innen geologi, museer, romfart, luftfart og bilindustrien.
En av forskjellene som skiller industriell høyoppløsning CT (mikroCT) fra konvensjonell medisinsk CAT skanning, er dens evne til å oppdage detaljer så små som noen få mikrometer i størrelse.
Den hurtige og ikke-destruktive CT skann teknologien ble for alvor benyttet i geologiske undersøkelser fra begynnelsen av 1990-tallet, og har vist seg å være veldig godt egnet i undersøkelser av for eksempel unike fossiler og meteoritter; tekstur analyse av magmatiske og metamorfe bergarter; geometrisk beskrivelse og kvantifisering av porøsitet og permeabilitet i bergarter og jordsmonn.
Undersøkelsene har særlig vært utført på reservoarbergarter. Håpet om å gjøre nye og store oljefunn på norsk sokkel har vært en viktig motivasjon i undersøkelsene.
Figur 2 – Sekvens av bilder av en 2,5 cm kjerne bestående av oppsprukket kalkstein. MikroCT data viser en fullstendig geometrisk visualisering av porerommet i bergarten. Bilde øverst til venstre viser en komplett tredimensjonal rekonstruksjon av den skannede bergart volum. Bilde øverst til høyre viser en kubikk del av kuttet fra hoved volumet. Bildene i midten og nederst på venstre side viser kalkstein som grønn og porerom som gult. Bildene i midten og nederst på venstre side viser delvis transparent kalksteinen, slik at de tredimensjonale formene av sprekker blir synlige, og hvordan de er bunnet i.
Forbedring i CT teknologien, og utviklingen av mikroCT, har gitt mulighet til å oppnå betydelig bedre oppløsning av bergartens indre tekstur. For å optimalisere disse analysene og bedre forstå resultatene er det ofte nødvendig å bruke andre velprøvde analysemetoder i kombinasjoner med mikroCT analysen.
Disse metodene kan være optiske tynnslip analyser og SEM (Sveipelektronmikroskopi) analyser, som kan øke og forbedre forståelse av bergartens geologiske historie. Ved slike analyser får forskerne muligheten til å studere bergart sammensettingen i de minste detaljene.
Ved å analysere pore størrelse, formen og geometri, samt mineralsammensetningen i en prøve, kan dette gi viktig informasjon om sedimentenes reservoargeologiske kvaliteter, deres avsetningsmiljø og eventuell opprinnelse.
Selv om CT teknologien har kommet langt siden den ble lansert tidlig på 1970-tallet, er det fremdeles store utfordringer når det gjelder analyser av heterogene sedimenter, f.eks. når det gjelder innhold av bergartsfragmenter og forskjellige typer mineraler.
Mengde og type leirmineraler og deres innbyrdes relasjoner studeres ved CT og deres opptreden vil også påvirke kvaliteten til en olje og gass reservoar. Leirer er meget små, fra 0,002 mm og nedover til enda mindre størrelser, og kan tette porerommet mellom de større kornene i sedimenter.
Dette vil kunne måles og kvantifiseres ved CT analyser og kanskje forklare hvordan oljen og gassen beveger seg gjennom bergarten (porenettverk) og eventuelt hvor mye som kan bli fanget i sedimentet og senere utvunnet.
Potensialet til den avanserte og vellykket mikroCT teknologien har bare begynt å bli utforsket. Den har vist seg å være en veldig viktig kilde til forståelse av de indre teksturene og fremtidens utvikling kan gi enda bedre forståelse av mulig oljeutvinning i ukonvensjonelle bergarter.
