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Title: Quantification and Prediction of the 3D Pore Network Evolution in Carbonate Reservoir Rocks
Authors: De Boever, Eva ×
Varloteaux, Clément
Nader, Fadi Henri
Foubert, Anneleen
Békri, Samir
Youssef, Souhail
Rosenberg, Elisabeth #
Issue Date: Feb-2012
Series Title: Oil and Gas Science and Technology - Revue de l'Institut Français du Pétrôle vol:67 issue:1 pages:161-178
Abstract: This study presents an integrated approach that allows the reconstruction and prediction of 3D
pore structure modifications and porosity/permeability development throughout carbonate diagenesis.
Reactive Pore Network Models (PNM-R) can predict changes in the transport properties of porous
media, resulting from dissolution/cementation phenomena. The validity and predictability of these models
however depend on the representativeness of the equivalent pore networks used and on the equations and
parameters used to model the diagenetic events. The developed approach is applied to a real case of a dolostone rock of the Middle East Arab Formation. Standard 2D microscopy shows that the main
process affecting the reservoir quality is dolomitisation, followed by porosity enhancement due to
dolomite dissolution and secondary porosity destruction by cementation of late diagenetic anhydrite.
X-ray μ-CT allows quantifying the 3D volume and distribution of the different sample constituents.
Results are compared with lab measurements. Equivalent pore networks before dolomite dissolution and
prior to late anhydrite precipitation are reconstructed and used to simulate the porosity, permeability
characteristics at these diagenetic steps. Using these 3D pore structures, PNM-R can trace plausible
porosity-permeability evolution paths between these steps. The flow conditions and reaction rates
obtained by geochemical reaction path modeling can be used as reference to define PNM-R model
parameters. The approach can be used in dynamic rock typing and the upscaling of petrophysical
properties, necessary for reservoir modeling.
Description: Quantification et prédiction de l’évolution d’un réseau 3D de pores dans des roches
réservoir de carbonates — Cette étude présente une approche intégrée qui permet la reconstruction et la
prédiction des modifications de structure 3D de pores ainsi que le développement de la porosité/perméabilité
tout au long de la diagenèse des carbonates. Des modèles de réseau de pores réactifs peuvent prédire les
changements en matière de propriétés de transport de milieux poreux, résultant des phénomènes de
dissolution/cimentation. La validité et prédictibilité de ces modèles dépendent toutefois de la représentativité
des réseaux de pores équivalents utilisés et des équations et paramètres utilisés pour modéliser les
événements diagénétiques. L’approche développée est appliquée au cas réel d’une roche dolomitique de
la formation arabe moyen orientale. La microscopie 2D standard montre que le processus principal
affectant la qualité de réservoir consiste en la dolomitisation, suivie d’un renforcement de la porosité dû à
une dissolution de la dolomie et à une destruction de la porosité secondaire par cimentation de l’anhydrite
diagénétique tardive. La microtomographie par rayons X informatisée (X-ray μ-CT ; X-ray computer
(micro)tomography) permet de quantifier le volume et la distribution en 3D des différents constituants
d’échantillon. Les résultats sont comparés avec les mesures de laboratoire. Des réseaux de pores
équivalents avant la dissolution dolomitique et préalablement à la précipitation d’anhydrite tardive sont
reconstruits et utilisés pour simuler les caractéristiques de porosité, de perméabilité lors de ces étapes
diagénétiques. En utilisant ces structures 3D de pores, la PNM-R (Pore Network Modeling Reactive ;
modélisation réactive de réseau de pores) peut suivre les voies d’évolution plausible de porositéperméabilité
entre ces étapes. Les conditions d’écoulement et les vitesses de réaction obtenues par
modélisation des voies de réaction géochimiques peuvent être utilisées en tant que référence pour définir
les paramètres de modèle de PNM-R. L’approche peut être utilisée pour un typage dynamique de roches
et le passage à une échelle supérieure de propriétés pétrophysiques, nécessaires pour la modélisation de
réservoir.
ISSN: 1294-4475
Publication status: published
KU Leuven publication type: IT
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