Narrow your search

Library

KU Leuven (6)


Resource type

dissertation (6)


Language

English (6)


Year
From To Submit

2016 (6)

Listing 1 - 6 of 6
Sort by

Dissertation
Reservoir characterisation and facies classification of the detrital deposits adjacent to a travertine system in Denizli, Turkey
Authors: --- ---
Year: 2016 Publisher: Leuven KU Leuven. Faculteit Wetenschappen

Loading...
Export citation

Choose an application

Bookmark

Abstract

In 2006 werd, nabij de kust van Brazilië en diep begraven onder het aardoppervlak, het Lula olieveld ontdekt. Dit veld bestaat uit verschillende soorten sedimentaire gesteenten, die daarvoor slechts beperkt bestudeerd waren door wetenschappers. Om de interne structuur van dit oliereservoir beter te begrijpen, werd er overal ter wereld naar reservoir-analogen gezocht. Deze analogen zijn als het ware familie van het bestudeerde olieveld en zijn opgebouwd uit gelijkaardige gesteenten. Het grootste verschil is dat de reservoir-analogen zich aan het aardoppervlak bevinden, wat het voor geologen veel makkelijker maakt om hen te bestuderen. In dit onderzoek staan detritische afzettingen centraal, die bestaan uit componenten ontstaan uit verwering van gesteenten, waarna ze werden meegevoerd door bijvoorbeeld rivieren. Afhankelijk van de afzettingsomgeving, ontstaan er specifieke detritische gesteenten (bijvoorbeeld conglomeraatbanken op de bodem van een rivier, klei-pakketten die afgezet zijn op de bodem van een meer …). Het zijn de poriën in deze gesteenten die industrieel relevant zijn, aangezien hierin de aardolie in het olieveld zich bevindt. In het zuiden van Turkije, nabij Denizli, bevindt zich een reservoir-analoog van wereldklasse. Onderzoekers aan de KU Leuven hebben reeds de carbonaat gesteenten bestudeerd, maar hebben zich nog niet toegelegd op de detritische sedimenten. Deze sedimenten bevinden zich zowel tussen als naast deze carbonaat gesteenten en behoren dus tot het bestudeerde reservoir-analoog. Gedurende dit onderzoek stonden drie doelstellingen centraal: de beschrijving van de verschillende detritische sedimenten [i], de classificatie van deze sedimenten in verschillende facies (sedimenten die in een specifieke omgeving worden afgezet zoals een riviervallei) [ii] en de bepaling van de porositeit en permeabiliteit waardes van deze sedimenten [iii]. Het reservoir analoog bestaat uit verschillende detritische soorten gesteente (mergels, gelamineerde mergels, zandstenen, conglomeraten, breccias, carbonaatrijk in gastropodes en coquina banken). Deze sedimenten werden onderverdeeld in 5 verschillende facies: de lacustriene, de fluviatiele, de “debris-flow”, de gastropode en de coquina facies. De lacustriene sedimenten bestaan voornamelijk uit gelamineerde kleipakketten en werden afgezet in meren in een droog klimaat. De fluviatiele facies werd afgezet in een omgeving die gedomineerd werd door rivierwerking. Dit leidt tot de afzetting van conglomeraatbanken, kleipakketten en zandstenen. De “debris flow” facies bestaat uit breccias (angulaire fragmenten) die, onder invloed van gravitationele processen, afgezet werden op een hellend vlak. De gastropode facies wordt gekenmerkt door de aanwezigheid van gastropodes in een gecementeerde matrix. De coquina facies bestaat uit vele schelpfragmenten, maar in een eerder niet gecementeerde matrix. De verschillende facies werden gekenmerkt met hun petrofysische eigenschappen. Deze eigenschappen vertellen ons iets meer over de hoeveelheid vloeistof er in een gesteente aanwezig kan zijn (porositeit) en hoe snel deze vloeistof erdoor kan stromen (permeabiliteit). De fluviatiele en gastropode facies hebben de beste reservoireigenschappen, terwijl de lacustriene facies minder geschikt is als reservoir. Het zijn deze observaties die van groot belang zijn bij de evaluatie van het echte oliereservoir.

Keywords


Dissertation
Sedimentological, geochemical and petrophysical study of travertine carbonates in Basaranlar Quarry, Denizli Basin (Turkey)
Authors: --- ---
Year: 2016 Publisher: Leuven KU Leuven. Faculteit Wetenschappen

Loading...
Export citation

Choose an application

Bookmark

Abstract

Travertijnen zijn kalkstenen die worden gevormd op het land. Hun afzetting gebeurt vaak door warmwaterbronnen die opborrelen uit de ondergrond. Wanneer dit water in contact komt met de lucht, ontsnapt koolstofdioxide uit het water. Als gevolg daarvan slaat kalk neer, op planten of ander beschikbaar materiaal. Wanneer deze planten na verloop van tijd vergaan, blijven holtes achter die de travertijn een karakteristiek uiterlijk geven. Sinds 2006 werden voor de kust van Brazilië grote olievelden gevonden in soortgelijke gesteentes. Echter, omdat deze begraven liggen onder 2 kilometer zee en tot 5 kilometer aan zand, klei en ander materiaal, is er weinig bekend over hun eigenschappen. Dit vermoeilijkt het winnen van olie uit deze gesteentes. Om hun opbouw en continuïteit beter te begrijpen, worden travertijnlichamen bestudeerd op het land. Deze thesis is een onderzoek naar de geologische eigenschappen van zo'n travertijnlichaam, gelegen in het zuidwesten van Turkije, dichtbij de stad Denizli. Vanwege de ontginning van de travertijn als bouwsteen in dit gebied, is het gesteente goed bestudeerbaar. Het hoofddoel is om de afzettingsgeschiedenis te achterhalen. Dit wordt gecombineerd met een studie naar de grootte en connectiviteit van de holtes en een bepaling van het mogelijke type water dat verantwoordelijk was voor de afzetting van travertijn. Er werd geconcludeerd dat de travertijn is afgezet door een mengsel van regenwater en warm water uit de ondergrond. De afzetting gebeurde in een moerasachtige omgeving. Het water was ondiep, en kwam af en toe droog te staan, waardoor beginnende bodemvorming van de travertijnafzettingen plaatsvond. Een aantal momenten werd de travertijn ingesneden door instroom van water met grote kracht, dat plantenresten met zich meebracht. Uit het onderzoek naar de grootte en connectiviteit van de holtes werd geconcludeerd dat deze sterk variabel zijn. Plantenresten laten de grootste holtes achter, maar deze zijn minder interessant voor de olie-industrie, doordat hun voorkomen erg variabel is. Travertijn met sub-horizontaal georiënteerde holtes zijn het meest interessant, doordat zij een groot oppervlak beslaan.

Keywords


Dissertation
Studying the internal variation (textures, geochemistry and reservoir characteristics) of fracture-related hydrothermal dolostones (Cantabrian Zone, N. Spain)
Authors: --- ---
Year: 2016 Publisher: Leuven KU Leuven. Faculteit Wetenschappen

Loading...
Export citation

Choose an application

Bookmark

Abstract

Dolomiet is een carbonaatgesteente dat best beschreven kan worden als een magnesiumrijke variant van kalksteen. Als vloeistoffen voldoende magnesium aanbrengen, kunnen ze kalkstenen omzetten naar dolomiet. Enkele grote dolomiet-lichamen zijn gevormd in het noorden van Spanje, in de Cantabrische Zone. Ze zijn gevormd in een begravingsomgeving, doordat hete vloeistoffen via permeabele paden, in dit geval langs breuken en spleten, circuleerden in de originele kalkstenen. De Cantabrische Zone is de plooi- en breukgordel in het voorland van het Variscisch gebergte. Tijdens de belangrijkste fase van de Variscische gebergtevorming, zo’n 320 tot 300 miljoen jaar geleden (Laat Carboon), werd het hele gebied opgeplooid en gebroken. Naderhand was er een tweede deformatie, die het toen nog lineaire gebied toeplooide. Deze samendrukking resulteerde in het loskomen van het bovenste deel van de aardmantel onder de kern van het gebied. Dit veroorzaakte uitrekking en een verdunning van de aardkorst met hoge geothermische gradiënten tot gevolg. Hierdoor konden de hete vloeistoffen circuleren in temperatuur-gedreven convectiecellen. De dolomiet-lichamen werden gevormd doordat deze hete vloeistoffen migreerden langs gereactiveerde Variscische breuken. In deze studie werd er gekeken naar de verschillende dolomiet en calciet fasen die ontstaan zijn tijdens en na de vorming van deze lichamen. Er werd ook gekeken naar een mogelijke variatie tussen dolomiet-lichamen die gevormd werden op verschillende locaties en in verschillende soorten kalksteen. Algemeen wordt dolomiet bovendien beschouwd als een goed potentieel reservoir gesteente. Daarom werden de reservoir eigenschappen van de dolomietgesteenten onderzocht in deze studie.Tijdens een terreinstage van 2 weken in Spanje, zijn enkele dolomiet-lichamen bestudeerd en bemonsterd. Op de 50 stalen die genomen werden, zijn dan verscheidene onderzoeksmethoden toegepast om deze petrografisch, geochemisch en petrofysisch te bestuderen. Het paragenetisch model dat werd opgesteld bestaat uit vijf belangrijke fasen. Eerst werd de oorspronkelijke kalksteenmatrix vervangen door dolomietkristallen van dolomiet 1. Een tweede fase – dolomiet 2 – kristalliseerde vervolgens uit als een cement in poriën en spleten. Hierna werden er nog drie calciet cementen afgezet in resterende poriën. De twee dolomiet fasen en de eerste calciet fase zijn ontstaan in een begravingsomgeving, terwijl de laatste twee calciet fasen zijn afgezet na een opheffing van het studiegebied. Doordat de poriën tussen de kristallen opgevuld werden met calciet cement, is de doorlaatbaarheid van het gesteente niet goed. Dit betekent dat deze dolomiet-lichamen over het algemeen geen goede reservoir eigenschappen hebben.De variatie tussen dolomiet-lichamen gevormd op verschillende locaties, kan teruggekoppeld worden naar verschillen in eigenschappen van de initiële kalksteen en de vloeistoffen die de lichamen gevormd hebben. In locatie 1 (Montuerto) circuleerden de hete vloeistoffen via een overschuivingsbreuk. In locatie 2 (Nocedo) gecirculeerd deze via barsten in het gesteente. De barsten rijken minder diep in de ondergrond vergeleken met de overschuivingsbreuk in Montuerto. Hierdoor konden hogere concentraties van bepaalde chemische elementen van dieper gelegen lagen enkel op de eerste locatie aangebracht worden. Deze elementen (zoals Fe en Mn) verklaren gedeeltelijk de verschillen in geochemische eigenschappen tussen de lichamen in Nocedo en Montuerto.

Keywords


Dissertation
Detailed stratigraphical and sedimentological study of Triassic siliciclastics, carbonates and black shales in Monzoni (Dolomites, N orthern Italy)
Authors: --- ---
Year: 2016 Publisher: Leuven KU Leuven. Faculteit Wetenschappen

Loading...
Export citation

Choose an application

Bookmark

Abstract

In het kader van deze thesis werd de afzettingsgeschiedenis van de gesteentelagen op de Costabella Berg in de Monzoni regio (De Dolomieten, Italië) bestudeerd. Deze gesteentelagen zijn ongeveer 250 miljoen jaar oud (Trias). Het belangrijkste doel was de bepaling van de stratigrafie of het ordenen van de gesteenten in de tijd. Vertrekkend vanuit een bestaande regionale stratigrafische classificatie kunnen er vier verschillende gesteenteformaties herkend worden, namelijk de Werfen Formatie, de Contrin Formatie, de Livinallongo Formatie en de Sciliar Formatie. Deze formaties kunnen ook onderverdeeld worden in leden. Het Oolite a Gastropodi Lid is het oudste lid van de Werfen Formatie dat aanwezig is op de Costabella. Het jongste San Lucano Lid werd echter niet eenduidig herkend. Deze sedimenten getuigen van afzetting in een lagune tijdens een droog klimaat. De Contrin Formatie is een rif kalksteen die aangetast is door rekristallisatie, t.t.z. een kristal-chemische herschikking van de mineralen en dolomitisatie (toevoeging van magnesium). In contact met magmatische gesteenten is de kalksteen zelfs plaatselijk naar marmer omgevormd. Deze magmatische gesteenten zijn gerelateerd aan de Monzoni vulkaan ten westen van de Costabella. De Livinallongo Formatie is onderverdeeld in de Plattenkalke, de Knollenkalke en de Bänderkalke. De Plattenkalke bestaat uit een zwarte schalie-laag die gevormd werd in de diepzee en rijk is aan organisch materiaal. Het organisch materiaal, afkomstig van gestorven plankton, werd gebruikt om de maturiteit van de gesteenten te meten. De maturiteit geeft weer in welke mate een gesteente is verwarmd doorheen zijn geschiedenis. Uit de metingen bleek dat de gesteenten hoogstwaarschijnlijk zeer snel verwarmd zijn door het magma afkomstig van de Monzoni, waardoor er een grote spreiding zit op de meetwaarden. De Knollenkalke bestaat uit een kalksteen waarin de vulkanische Pietra Verde lagen kunnen gevonden worden. De Pietra Verde worden overal in de Dolomieten herkend, en zelfs tot ver daarbuiten. De Knollenkalke werd samen met de Bänderkalke, het laatste lid van de Livinallongo Formatie, gevormd op het continentale plat van de toenmalige oceaan. De bovenliggende Sciliar Formatie bestaat hoofdzakelijk uit een kalksteen die gevormd is op de hellingen van een rif. Als aanvulling op de observaties werd ook een chemostratigrafisch kader opgesteld aan de hand van stabiele isotopen van koolstof. Dit omvat een plaatsing van gesteenten in de tijd op basis van hun chemische signatuur die vergeleken wordt met gekende referentie waarden. Hoewel stabiele zuurstof isotopen ook onderzocht werden, kon hun signatuur echter niet gebruikt worden. Deze isotopen signatuur is immers volledig aangetast door latere processen. Strontium isotopenwaardes van de Werfen Formatie en van bepaalde delen van de Knollenkalke vertonen verhoogde waardes. Dit is waarschijnlijk het gevolg van de aanwezigheid van mineralen zoals mica’s en veldspaten. De waardes van de Contrin en Sciliar kalkstenen nemen wel de referentie waarden aan. Maar deze waarden liggen zeer dicht bij elkaar, wat het moeilijk maakt om ze voor stratigrafische doeleinden te gebruiken.

Keywords


Dissertation
Quantitative diagenesis of fracture-related dolomites in the Jurassic Kesrouane Formation (Qartaba Structure, Lebanon)
Authors: --- --- ---
Year: 2016 Publisher: Leuven KU Leuven. Faculteit Wetenschappen

Loading...
Export citation

Choose an application

Bookmark

Abstract

The recent interest in the petroleum potential of Lebanon’s offshore and onshore geology have sparked a multitude of research projects. It is in this framework that the studies dealing with the potential of Qartaba Structure, a box-fold anticline in north-central Lebanon, are situated. The plateau of this anticline exposes large areas of the Jurassic Kesrouane Formation which have undergone 2 modes of dolomitization, i.e. an hypersaline flux and fracture-related hydrothermal dolomitization. Given the scarcity of information on the latter dolomites, a study that fills the gap in knowledge becomes a necessity. For this purpose, this thesis aims to provide new diagenetic data of these dolomites by providing a paragenetic model that links all observed facies, textures and pore types to the geologic evolution of the Kesrouane Formation. Besides the detailed fieldwork done and the five types of microscopes used, chemical and mineralogical techniques are employed to get more quantitative information on the internal properties of the dolomites. The obtained petrographic data indicate the occurrence of 2 limestone facies, 2 dolomite types, 5 different cements, 8 pore types, 5 veins types and at least 2 compaction features. During early diagenesis, limestones were deposited in a shallow marine environment followed by early mechanical compaction. Later during burial, dolomitization occurs and is strongly influenced by the precursor lithologies. Later, the system is uplifted and the oxic conditions are introduced. Chemical analyses indicate a non-ferroan nature of the dolomites and minor to negligible clay contents. Sodium contents likely correspond to the presence of saline fluid inclusions that formed during dolomitization. Mineralogical, combined with chemical data indicate a supply of Ca and Mg enough to yield a stoichiometric and ordered growth of the dolomite crystals. Saddle dolomites are slightly less ordered due to imperfect crystal growth and/or additional Ca in the crystal lattice. The pyrites observed in the field are explained by a 4-step conceptual model. Framboidal pyrites were formed by bacterial sulfate reduction in the eogenetic realm, but were later recrystallized and remobilized by the hydrothermal fluids. This would explain the occurrence of pyrites on the fringes of the dolomite bodies, which have been oxidized by groundwaters after exposure and uplift of the Qartaba structure. In the field, a trend of increasing crystal size towards the fault zones is observed. To explain this phenomenon, 3 possible processes are suggested but still need further validation. These processes deal with (i) the supply of Ca and Mg adjacent to the faults, (ii) the “cleaning effect” of basaltic materials associated with the faults and (iii) the importance of mechanical strength of the precursor lithologies on the propagation of faults. All the available data imply that dolomites, especially the sucrosic types offer interesting reservoir properties. They have good intercrystalline porosity and better pore connectivity than other dolomites. It is also important, when assessing reservoir porosity, to discard the pores triggered by recent karst-related dissolution. These results demonstrate the complexity of the hydrothermal dolomites and the difficulties in studying the distribution of their reservoir properties in natural analogues exposed at the surface.

Keywords


Dissertation
Pore network characterization in complex carbonate systems : A multidisciplinary approach
Authors: --- --- ---
Year: 2016 Publisher: Leuven KU Leuven. Arenberg doctoral school of science, engineering & technology

Loading...
Export citation

Choose an application

Bookmark

Abstract

Continental carbonates are studied because of their reservoir potential. Especially with the recent discovery of microbialite and travertine oil fields in the Pre-Salt (offshore Brazil) and in the Namibe basin (Angola), the importance of continental carbonates as reservoir rocks for future hydrocarbon production was highlighted. Quaternary continental carbonates from quarries in Denizli (Turkey) and from Sütt# and Budakalász (Hungary) were therefore studied as reservoir analogues in this PhD study. Continental carbonates are well known to be anisotropic and heterogeneous. These rocks not only contain complex primary fabrics, they are also often modified by diagenesis, resulting in the most complex pore networks in natural rock samples. Continental carbonate reservoirs present therefore some of the greatest challenges to develop or refine technologies and processes that maximize their hydrocarbon recovery. Due to the lack of straightforward porosity and permeability relationships, there is a strong need for a clear understanding of the pore network in continental carbonates, which will help to interpret seismic data and to build improved conceptual reservoir models. This study contributes to the understanding of pore networks in continental carbonates, by applying an integrated approach based on lab porosity and permeability measurements, geostatistics, Computer Tomography (CT), Nuclear Magnetic Resonance (NMR), Mercury Injection Porosimetry (MIP), permeability simulations and acoustic velocity measurements. The integration of these techniques allows characterizing pore network properties from micro- to macroscale and to unravel their influence on petrophysical characteristics in representative elementary volumes. Four main continental carbonate lithofacies, i.e. sub-horizontal, reed, cascade and waterfall facies were identified in the studied quarries. Within these facies 15 main lithotypes and 7 dominant pore types were described. Peloidal, phyto and dendritic lithotypes dominate the continental carbonates samples. Frequently occurring pore types are microporosity, interpeloidal porosity, interlaminar porosity, moldic porosity, micro-moldic porosity, vuggy porosity and framework porosity. The studied continental carbonates exhibit large-scale ranges for both porosity (from a few percent to over forty percent porosity) and permeability (between 0.001mD and several tens of Darcys. The heterogeneity results from complex primary fabrics, textures, pore type variability and diagenetic alterations. Given their heterogeneity, geostatistical analyses allowed to better demonstrate the control of facies types on porosity and permeability. The sub-horizontal facies for example yields the lowest porosities and permeabilities, the waterfall facies the highest. Geostatistics furthermore provided an upscaling from discrete measurements of logged sections to a full 3D porosity, permeability and facies distribution model on reservoir scale. Continental carbonate samples were subdivided into three categories based on the MIP and NMR pore size distributions. The pore network behavior on sub-facies scale relates to the distribution type and their dominant lithotypes. Samples from the sub-horizontal and cascade facies are very often unimodal and dominated by the peloidal lithotype. Peloids are expected to result from the calcification of bacterial matter or from microdetrital allochtonous processes. Samples from the reed and waterfall facies are mainly from the bimodal and atypical type, resulting from their phyto lithotype. The main difference with samples dominated by peloidal lithotypes is the high occurrence of plant molds. In order for plants to grow, the environment should not be too harsh and the water should not be too deep or too hot. The bimodal samples are typically highly porous, but their permeability is lower compared to samples of the atypical type. The decoupled micropore compartments in bimodal samples increase the effective porosity, but will not contribute to pore connectivity. Atypical samples contain uncemented pores and coupled micropores, which provide better fluid pathways and the highest permeabilities. Micropores in continental carbonates can thus influence the connectivity and fluid flow in the samples. Simulated permeabilities on reconstructed pore networks correspond well with physical core permeability measurements. Porosity and tortuosity govern the fluid flow in continental carbonates and integrating both parameters is necessary to predict the fluid flow through the complex pore network of continental carbonates. The spatial resolution of the CT scans affects the simulated permeabilities. Multi Point geo-Statistics (MPS) allow modeling large artificial rock volumes at higher resolutions. Simulated permeabilities in the rock models are in the same order of magnitude as physical permeability measurements and demonstrate similar facies and pore type dependencies as observed in natural continental carbonates. Acoustic velocities in continental carbonates show a first-order dependency on porosity, with an inverse linear relation. Second-order velocity deviations correlate with pore size and shape complexity. Small and complex pores are associated with negative acoustic velocity deviations. Large, simple and stiff pores result in increased velocities. The velocities increase even further with cementation. Velocities in vuggy continental carbonates are more difficult to predict. The variable pore shapes and sizes in the latter can accelerate or slow down wave propagation. Acoustic impedances in continental carbonates generate seismic reflectors in seismic sections of mono-mineralic carbonate systems. The reflectors are not caused by non-carbonate intercalations, but relate to geobody boundaries, in which the seismic expression is function of porosity and pore types. Vp/Vs ratios for the continental carbonates fell between 1.8 and 2 for the entire Vp domain. Such ratios are typical for indurated carbonates and are indicative for the compressive strength of the rock frame. The Vp/Vs ratio of continental carbonates can partly explain the porosity preservation that was reported in literature for Pre-Salt continental carbonate reservoirs. The Pre-Salt continental carbonate framestones, with Vp/Vs ratios that are expected to be similar, can likely also preserve part of their primary porosity, due to the rigidity of the rock frame. Other processes that could have created or reduced porosity or could have had a frame stabilizing effect in the Pre-Salt continental carbonates are dissolution, dolomitisation and cementation, with for example carbonate or siliceous cements. Continental carbonates are a crystalline precipitate, in contrast to platform carbonates, with which they were compared in this study. The platform carbonates formed mostly by the accumulation of skeletal fragments, as well as carbonate secreting animals and plants, resulting in acoustic velocities that largely follow the reference trendline for limestone in the compressional-wave velocity versus porosity cross plot. Acoustic velocities in continental carbonates differ from porosity – velocity transforms in marine platform carbonates. Continental carbonates, plotting well above the limestone reference line, produce acoustic impedances that can possibly distinguish the latter from marine platform carbonates in seismic sections. Biologically-induced or biotically controlled marine carbonates, such as mud-mounds and reefal buildups could show more similarities with the here investigated continental carbonates. The latter mound structures can form micro- to macroporous rigid framework reefs, with a different lithology, formed by carbonate mud, peloidal mud, micrite and in situ skeletal metazoans. Conceptually, the rigid framework reefs could thus produce acoustic velocities that lean more towards those encountered in continental carbonates. The multi-technique methodology proved to be applicable in other carbonate lithologies, e.g. dolomite and chalk and demonstrated the same potential in unraveling pore network properties from micro- to macroscale. The unique 3D reconstruction of the Denizli carbonate dome (Turkey) can potentially serve as an analogue for sub-surface, offshore continental carbonate geobodies, as for example the domal carbonate build-ups in the Pre-Salt of the Atlantic Ocean. With the addition of samples affected by dissolution and cementation from the Sütt# and Budakalász quarries (Hungary), a broader spectrum of continental carbonate samples was covered. With the presented multi-technique approach, the study unravels the role of different pore types, pore sizes, litho- and facies types in the pore network and provides the best possible comprehension of the pore network behavior in complex continental carbonate samples.

Keywords

Listing 1 - 6 of 6
Sort by