Porositeit en permeabiliteit

Data porositeit en permeabiliteit

Krijt en ouder

Alle onshore beschikbare en openbare data zijn meegenomen voor het maken van porositeits- en permeabiliteitskaarten. Dit zijn gegevens van boringen die sinds 2012 openbaar zijn geworden, aangevuld met boringen die vanwege opname in het Garantiefonds via de website van RVO geraadpleegd kunnen worden. Over het algemeen zijn er meer data beschikbaar voor porositeit (~1400) dan voor de permeabiliteit (~600).

Voor de uiteindelijke selectie van datapunten is een volgorde aangehouden op basis van het type analyse, die daaropvolgend gekoppeld is aan nauwkeurigheid. Selectie voor het kiezen is gemaakt o.b.v. onderstaande volgorde, waarbij 1) als meest nauwkeurig en 5) als minst nauwkeurig wordt gezien:

Porositeit:

  1. Petrofysische analyse
  2. LogQM gemiddelde, gekalibreer met kernanalyse data
  3. Petrofysische analyse van de ‘Pay zone’
  4. Kernanalyse gemiddelde
  5. LogQM gemiddelde, niet gekalibreerd met kernanalyse data

Permeabiliteit:

  1. Welltest analyse
  2. Petrofysische analyse
  3. LogQM gemiddelde
  4. Kernanalyse gemiddelde

Niet alle datapunten zijn gebruikt voor het berekenen van de kaarten. De voornaamste reden is wanneer het een anomale waarde betreft die als niet representatief wordt beschouwd voor het regionale kaartbeeld. De reden hiervoor kan zijn dat het datapunt is gebaseerd op onbetrouwbare logs of kernplugmetingen, of doordat het een lokale geologische anomalie betreft die niet representatief is voor het regionale kaartbeeld.

Van het Dinantian zijn tot dusverre geen porositeits- of permeabiliteitskaarten berekend. De kalkgesteenten van deze eenheid hebben een zeer geringe primaire porositeit en permeabiliteit. Wel hebben deze gesteenten soms secondaire permeabiliteit door oplossing en/of breukwerking. Deze permeabiliteit is ruimtelijk zeer heterogeen verdeeld. De technieken die zijn gebruikt voor het berekenen van permeabiliteitskaarten van de overige (klastische) aquifers zijn voor het Dinantian ongeschikt.

Paleogeen en RBSHN

De interesse voor de sedimenten in het Paleogeen is tot op heden niet erg groot geweest, aangezien het nog geen exploratietarget is geweest. Hierdoor zijn er weinig data beschikbaar en de data die beschikbaar zijn, zijn onderling niet consistent genoeg om te gebruiken voor het maken van enigszins nauwkeurige regionale porositeits- en permeabiliteitskaarten. Voor het Nederweert Zandsteen Laagpakket (RBSHN) geldt hetzelfde.

Porositeitskaarten

Krijt en ouder

De porositeitskaarten zijn berekend door de gemiddelde porositeitswaarden te interpoleren door gebruik te maken van een geostatistische methode: co-kriging methode. Deze interpolatiemethode neemt de correlatie mee tussen de primaire (de gemiddelde porositeit) en secundaire data (de maximale begravingsdiepte). De gemiddelde aquiferporositeit neemt in het algemeen af met toenemende begravingsdiepte, met name vanwege compactie. Echter, de huidige diepte van de aquifer hoeft niet de maximale diepte te zijn waarop het ooit gelegen heeft. Vandaar dat de  de begravingsanomalie (het verschil tussen de huidige diepte en de maximale begravingsdiepte), wordt gebruikt als sturende kaart. Figuur 3 laat, voor het Onder-Detfurth Zandsteen Laagpakket, zien dat de correctie voor begravingsdiepte een verbeterde correlatie geeft tussen porositeit en diepte.

porositeit en permeabiliteit: poro-diepte
Figuur 3. Porositeit-diepte relatie van het Onder-Dethfurth Zandsteen Laagpakket vóór (links) en ná (rechts) correctie voor begravingsanomalie. RMS: Root Mean Square.

Paleogeen en RBSHN

Zie Permeabiliteitskaarten: Paleogeen en RBSHN

Permeabiliteitskaarten

Krijt en ouder

Trend permeabiliteit: De lineaire relatie tussen porositeit en logaritmische permeabiliteit wordt vaak gebruikt om een permeabiliteit af te leiden van een porositeit. Echter, een studie uitgevoerd door TNO laat zien dat de relatie tussen kernplugmetingendatasets van porositeit en permeabiliteit een gekromd karakter heeft (zie Figuur 4). De lineaire relatie is beperkt omdat het een permeabiliteitsoverschatting geeft voor lage en hoge porositeiten en een permeabiliteitsonderschatting in de het midden-porositeitsregime. Voor Thermogis v2.0 zijn de gemiddelde kernplugmetingen ‘gefit’ met een polynomiale trendlijn. Deze trendlijn is vervolgens gebruikt om de porositeit om te zetten in een trend permeabiliteitskaart (Zie ook Poster 3: Reservoir properties revisited op www.nlog.nl/prospex2016).

aquifer-eigenschappen poro-perm
Figuur 4. Gekromde porositeit-permeabiliteit realtie gebaseerd op Swanson's gemiddelde van kernplugmetingen voor het Onder-Detfurth Zandsteen Laagpakket.

Uiteindelijke permeabiliteit: De trend permeabiliteit geeft een eerste impressie van de regionale trend van elk aquifer. Echter, op lokale schaal kan de gemiddelde permeabiliteit afwijken van de regionale permeabiliteit. Daardoor is de trend-permeabiliteit gecorrigeerd voor de lokale gemiddelde permeabiliteit uit putanalyses. Dit is gedaan door residu permeabiliteiten, het verschil tussen de put en trend permeabiliteit, te interpoleren. Uiteindelijk wordt de finale permeabiliteitskaart verkregen door het residu bij de trend permeabiliteit op te tellen.

De P10 en P90 kaarten van de permeabiliteit zijn gebaseerd op een geostatistisch berekende onzekerheid (standaard deviatie) in de porositeitskaarten plus een onzekerheid toegekend aan de permeabiliteit. In het algemeen neemt de onzekerheid toe, hoe verder je van een datapunt verwijderd bent.

Paleogeen en RBSHN

Voor het bereken van de porositeits- en permeabiliteitskaarten voor het Paleogeen en RBSHN is er een andere methode gebruikt dan voor de diepere lagen, door het ontbreken van een consistente aquifereigenschappen dataset. Het Paleogeen is overwegend afgezet in een ondiep-marien milieu (Wong et al., 2007), waardoor er voor het gehele Paleogeen één relatie voor porositeit-diepte en vervolgens porositeit-permeabiliteit is gekozen. Verschillende porositeit-diepte en porositeit-permeabiliteitsrelaties uit de literatuur zijn bekeken en vergeleken met de beschikbare data van het gehele paleogeen, waarbij de best mogelijke fit is gebruikt. De onzekerheid van deze kaarten zijn dan ook vrij groot. Doordat deze workflow niet data-gedreven is, kan er geen statistische onzekerheid (standaard deviatie) berekend worden waarop de P10 en P90 kaarten worden gebaseerd. Hierom is er gekozen om een vaste waarde aan te nemen die overeenkomt met de maximale standaard deviatie van de diepere lagen.


NB: De porositeitskaarten zijn niet in de Mapviewer te zien. Omdat de permeabiliteitskaarten grotendeels op de porositeitskaarten zijn gebaseerd is hier toch beschreven hoe ze zijn gemaakt.