Evaluation of wire-line well logs from the borehole Kyrkheddinge-4 by comparison to measured core data

Abstract

This study is an evaluation of formation characteristics, as derived from wire-line well logs, of the Lund
Member in the borehole Kyrkheddinge-4, 3 km east of Staffanstorp, Skåne, Sweden, through the comparison to
measured core data. The purpose is to assess the feasibility of using some of the porosity and permeability equations
and cross-plots derived for the investigated section and applying them to deeper aquifer formations in Kyrkheddinge-
4, where no core data exist.
Shale corrected porosities are calculated from the Density, Neutron and Sonic logs for 41 levels from the borehole,
including additional porosities from the compaction corrected Sonic log. These porosities were derived using standard
equations and cross-plots. These data were compared to porosity values obtained directly from core samples
from the same investigated levels. The results suggested that the shale corrected Density log values have the strongest
linear relationships to the measured core data, although the R2 value is extremely low at 0.29. However, the R2
value increases to 0.74 for sandstone samples, although this is based on 4 data points, which compares to an R2
value of 0.12 for the 26 marlstone samples.
The results suggest it is not possible to fully rely upon the porosity values obtained from the wireline log equations.
The main reason is due to the complex lithologies and the high amount of shale/clay present in the formations. Together
with shale data, lithological characteristics such as compaction of the sandstones are important, to obtain
accurate corrected porosity values on which the equations and cross-plots are based. Permeabilities were unable to
be calculated and therefore, unable to be compared to the measured core permeabilities. This was due to the lack of
data of the irreducible water saturation (Swirr) parameter, which cannot be obtained in Kyrkheddinge-4, as the permeable
horizons are 100% water saturated and the equations required to calculate Swirr principally rely upon the
presence of hydrocarbons.

Abstract (Swedish)

Denna studie är en utvärdering av borrhålsloggar från borrhålet Kyrkheddinge-4, beläget 3 km
öster om Staffanstorp, Skåne, särskilt vad gäller formationsegenskaperna i borrhålets undre delar, d.v.s. i Lundasandstenen
(Lund Member). Syftet har varit att undersöka hur porositets- och permeabilitetsvärden beräknade med
hjälp av standardekvationer och krossplottar förhåller sig till uppmätta värden från några kärntagna avsnitt och hur
pass tillförlitliga reservoirdata beräknade från borrhålsloggar kan vara i de understa vattenförande nivåerna i Kyrkheddinge-
4, där kärndata saknas.
Lerkorrigerade porositetsvärden har beräknats från densitets-, neutron- och sonicloggarna för 41 nivåer i borrhålet
och dessutom har kompaktionskorrigering utförts på sonicloggen. Porositetsvärdena har erhållits genom användning
av standardekvationer och krossplottar. De har sedan jämförts med värden erhållna från borrkärnor tagna från
flera nivåer av de understa 500 m av borrhålet. Resultaten visar att porositeten beräknade från de lerkorrigerade
densitetsvärdena stämmer bäst överens med uppmätta kärndata, även om R2 är extremt lågt på bara 0,29. R2 höjs
dock till 0,74 för sandstensnivåerna, men är då baserat på enbart 4 sandstensnivåer, jämfört med ett R2 på 0,12 för
de 26 märgelstensnivåerna.
Resultaten antyder att porositetsvärden beräknade utifrån data från borrhålsloggarna är mindre tillförlitliga. Detta
torde bero på såväl litologiska egenskaper som den höga halten av ler i formationen. Tillsammans med lerinnehållet
är kunskapen om sandstenarnas kompaktionsegenskaper viktiga för att erhålla goda porositetsvärden. Godtagbara
permabilitetsvärden kunde inte beräknas utifrån de befintliga borrhålsloggarna och därför blev en jämförelse med
de uppmätta permeabilitetsvärdena från kärnorna inte möjlig. Detta beror på att det inte var möjligt att beräkna Swirr
(irreducible water saturation) parametern, då de permeabla horisonterna är 100% vattenförande, medan befintliga
permeabilitetsekvationer bygger på att en viss del kolväten finns i formationen.

Abstract (Swedish)

Populärvetenskaplig sammanfattning: Utvärdering av borrhålsloggar.
Syftet med detta examensarbete var att göra en utvärdering av wireline borrhålsloggar från borrhålet Kyrkheddinge-4, 3 km öster om Staffanstorp i Skåne. Den undersökta delen av borrhålet Kyrkheddinge-4 befinner sig inom den potentiella reservoarsandstenen, Lundasandstenen.

Wireline borrhålsloggar är geofysiska verktyg som används för att få fram olika egenskaper, som t.ex. porositet och permeabilitet (genomsläpplighet för en vätska eller gas) i berggrundens formationer (olika delar av bergrunden uppdelade efter deras egenskaper). För att göra utvärderingen blev ekvationer och krossplottar (olika diagram) använda för att få fram, främst porositeten, från de olika wireline loggarna. Värden blev helt enkelt avlästa från loggarna och använda i ekvationerna och diagrammen. En lerkorrigering och en kompaktionskorrigering blev gjorda på de olika loggarna då där fanns mycket lera i formationerna och på grund av att sandstenen var ganska okonsoliderad (lös). Lera och okonsoliderat material påverkar de olika loggarnas registrerade kurvvärden från borrhålets olika nivåer och måste därför korrigeras.

Då man hade tagit borrkärnor från den översta delen av formationen, varifrån man hade mätt exakta värden på porositet och permeabilitet, kunde en jämförelse av de uträknade värdena med uppmätta kärndata göras. Detta blev då gjort genom att sätta de två olika värdena i diagram för vidare jämförelse genom användning av den statistiska metoden R2 där man jämför två olika variabler. De värden som hade det högsta R2 värdet överensstämde bäst. Syftet med detta var att undersöka om det gick att få fram bra egenskapsvärden för Kyrkheddinge -4 genom användning av avlästa värden från loggarna samt de ekvationer och diagram som finns tillhanda. Skulle detta fungera skulle denna metod kunna användas för Lundasandstenens undre delar, de delar där inga kärndata finns.

Tyvärr visade resultaten att det inte gick att få tillräckligt bra överensstämmande porositetsvärden genom uträkning av värdena från loggarna, som genom direkt mätning på borrkärnor. Dock visade sig densitetsloggen (den logg vars kurva avspeglar densiteten i formationen för varje nivå) överensstämma bäst med de uppmätta porositetsvärdena. Permeabilitetsvärden gick det inte att räkna fram på grund av att parametern Swirr (det vatten som alltid finns kvar i porutrymmen i formationen) inte kunde erhållas från borrhålet Kyrkheddinge-4. Skulle man vilja få fram porositets- och permeabilitetsvärden från de undre delarna av Lundasandstenen i framtiden måste man ta borrkärnor och göra direkta mätningar på dem för att få fram tillräckligt tillförlitliga porositets- och permeabilitetsvärden.

• author: Ellingsgaard, Óluva
• supervisor: Kent Larsson; Leif Johansson
• organization: Department of Geology
• alternative title: Utvärdering av borrhålsloggar från borrhålet Kyrkheddinge-4 genom en jämförelse med uppmätta kärndata
• year: 2007
• type: M2 - Bachelor Degree
• subject: Earth and Environmental Sciences
• keywords: porosity, permeability, well logs, wire-line, Kyrkheddinge, Lund Member, borrhålsloggar, porositet, permeabilitet
• publication/series: Dissertations in Geology at Lund University
• report number: 212
• language: English
• id: 2335552
• date added to LUP: 2012-01-31 16:30:16
• date last changed: 2012-01-31 16:30:16