Formation evaluations of interlava volcaniclastic rocks from the Faroe Islands and the Faroe-Shetland Basin

Abstract (Swedish)

Populärvetenskaplig sammanfattning: Evaluering av vulkaniklastisk sandsten från Färöarna.
I vanliga fall brukar man inte tänka på vulkaniklastiska sandstenar som bra kolvätesreservoar, då de har lätt för att brytas ner till olika lermineral som i sin tur påverkar porositeten och permeabiliteten (kolvätets möjlighet för att finnas och röra sig i sandstenen) på ett negativt sätt. På sistone har det dock hittats kolväte i vulkaniklastiska sandstenar nära Färöarna och därför vill denna studie försöka att ta reda på om det kan finnas möjlighet för kolväte i den färöiska vulkaniklastiska sandstenen, genom att titta på dens porositet och permeabilitet.


70 stycken prov togs från >0,2 m tjocka sedimentära horisonter. Av dessa 70 prov var det möjligt att mäta porositet på 43 stycken och permeabilitet på 30 stycken. Genomsnittsporositeten visade sig vara 17 % medens genomsnitts permeabiliteten låg på 0,86 md. För jämförelses togs också fram porositetsvärden från wire-line loggar från det vetenskapliga onshore borrhålet Glyvursnes-1 samt offshore borrhålet 6005/15-1 – Longan, som befinner sig vid utkanten av det föröiska basalttäcket, med hjälp utav Schlumberger ekvationer. Detta gjordes för att värdera om det är möjligt att få jämförbar porositet från ekvationerna där uppmätt porositet saknas.


Sex vulkanoklastiska intervall, med uppmätta porositetsvärden, valdes från Glyvurenes-1 borrhålet för senare jämförelse med porositetsvärden beräknade från wire-line loggarna; Neutron, Densitet och Sonic. De uppmätta värdena från speciellt Malinstindur formationen från onshore Färöarna visade sig ha en god korrelation med porositeten från borrhålsloggarna, där det bästa utfallet blev ett R2 värde på 0,85. Även om själva porositetsvärden är olika, så är trenden eller förändringen i porositeten över intervallen representativ.


Skillnaden i R2 värdena för varje intervall är delvis orsakad av litologien, där sedimentintervallen från Malinstindur formationen domineras av sand jämfört med några av de tjockare intervallen, som t.ex. Argir beds, som visar en större variation i kornstorlek.


Från borrhålet 6005/15-1 – Longan fanns uppmätta porositetsdata från ett intervall klassificerad som sandsten och jämförelse med porositet från Neutron loggen visade ett R2 värde på 0,36.


Studien visar att även om de vulkaniklastiska intervallen har en låg permeabilitet, så har de en uppmätt porositet som tyder på goda reservoaregenskaper. I det möjliga fall där det vulkaniklastiska materialet har blivit uppblandat med siliciklastiskt material, som kan förväntas i utkanten av basalttäcket, då torde detta kunna öka ytterligare på deras potential som reservoarbergarter.

Abstract (Swedish)

Traditionellt anses vulkanoklastiska interbeds ha dålig reservoarpotential på grund av
de vulkaniska komponenterna, som lätt kan omvandlas till olika lermineral. Publicerade arbeten från interbasaltiska
sedimentära avlagringar i Faroe-Shetlands Basin tyder dock på annat. Denna studie syftar därför till att utvärdera
porositets- och permeabilitetsegenskaper hos vulkanoklastiska interbeds från Faroe Islands Basalt Group (FIBG).
70 prov togs från sedimentära vulkanoklastiska horisonter, tjockare än 0,2 m, från ett vetenskapligt och 8 geotekniska
borrhål tillsammans med fältprov. 43 porositets- och 30 permeabilitetsmätningar gjordes från dessa prov,
vilka kommer från fyra olika formationer: Beinisvørð, Malinstindur, Sneis och Enni. Den genomsnittsliga porositeten
är 17% (spännvidd: 0,1-46.4%) och permeabiliteten har ett genomsnitt på 0,86 md (spännvidd: 0,02-6,04 md).
Som jämförelse beräknades även porositetsvärden från wire-line loggar från Glyvursnes-1 borrhålet samt från
offshore borrhålet 6005/15-1, som ligger vid utkanten av FIBG. Glyvursnes-1 är ~700 m djupt och är borrat genom
de två basaltdominerade formationerna Malinstindur och Enni Formation. I borrhålet fanns 23 vulkanoklastiska
intervall varierande i tjocklek från ~1 cm till >5 m (genomsnitt: 60 cm). Porositets- och permeabilitetsmätningar
gjordes på 22 provar tagna från de tjockaste intervallen (> 0,4 m). Dessa provar hade en genomsnittslig porositet på
18,1 % (spännvidd: 9,1-46,4%) och permeabilitet på 1.13 md (spännvidd: 0,12-6,04 md).
Sex vulkanoklastiska intervall, med uppmätta porositetsvärden, valdes från borrhålet för jämförelse med porositetsvärden
beräknade från Neutron-, Densitets och Sonicloggarna. De uppmätta värdena från de tre intervallen från
Malinstindur formationen hade en god korrelation med porositeten från borrhåls loggarna, där det bästa utfallet
blev ett R2 värde på 0,85. Även om porositetsvärden är olika, så är trenden eller förändringen i porositeten över
intervallen representativ.
Skillnaden i R2 värdena för varje intervall är delvis orsakad av litologien, där sedimentintervallen från Malinstindur
formationen domineras av sand jämfört med några av de tjockare intervallen, som t.ex. Argir beds, som visar större
variabilitet i kornstorlek.
Borrhålet 6005/15-1 är 4026 m djupt och genomborrar bl.a. Kettla Member, som uppvisar intervall med vulkanoklastiskt
material, och den ~1241 m sandrika Vaila formationen. Fyra sedimentära intervall undersöktes från detta
borrhål nämligen, Kettla Member och tre intervall från Vaila formationen. Två av de sedimentära intervallen
(Section – I och - III) från Vaila formationen är klassificerade som vulkanoklastisk sandsten i borrhålsrapporten,
medan Section - II har blivit klassificerad som en icke specificerad sandsten. Från Section - II fanns uppmätt porositets
och R2 värdet för Sectionen är 0,36.
Denna studie visar att även om de vulkanoklastiska intervallen har låg permeabilitet, så visar uppmätta porositetsvärden
att intervallen kan ha goda reservoaregenskaper. I de möjliga fall där det vulkanoklastiska materialet blivit
uppblandat med siliciklastiskt material, som kan förväntas i de marginella delarna av basaltfältet, så torde detta
kunna ytterligare öka deras potential som reservoarbergarter.

Abstract

Traditionally, volcaniclastic interbeds have been considered to have poor reservoir potential due to their volcanic components readily altering to various clay minerals, but published discoveries within lava successions in the Faroe-Shetland Basin may challenge this dogma. This study therefore, evaluates porosities and permeabilities for volcaniclastic interbeds from the Faroe Islands Basalt Group (FIBG), Faroe Islands.

70 volcaniclastic samples were taken from sedimentary horizons >0.2 m thick from 1 scientific, 8 geotechnical boreholes and additional field localities. 43 porosity and 30 permeability measurements were obtained from samples covering the Beinisvørð, Malinstindur, Sneis and Enni formations. The overall porosity average is 17% (range: 0.1-46.4%) and the permeability average is 0.86md (range: 0.02-6.04md).

For comparison wire-line derived porosities were obtained from the scientific Glyvursnes-1 borehole and the offshore Well 6005/15-1 located at the leading edge of the FIBG. The Glyvursnes-1 borehole was drilled to a depth of ~700 m through the basalt dominated Malinstindur and Enni Formations and encountered 23 volcaniclastic intervals ranging in thickness from ~1 cm to >5 m (average: 60 cm). Porosity and permeability measurements were obtained from 22 samples collected from the thickest intervals (i.e. > 0.4 m). These samples gave an average porosity of 18.1% (range: 9.1-46.4%) and permeability of 1.13 md (range: 0.12-6.04md).

Six volcaniclastic intervals, with measured porosity values, were selected from the Glyvursnes-1 borehole and compared to porosity values derived from the Neutron, Density and Sonic wire-line logs. The measured values for the three intervals from the Malinstindur Formation have a good correlation to the derived porosities (e.g. correlation coefficient (R2) up to 0.85). Although the porosity values are different, the trend, or change in porosity across the interval, is replicated. The difference in R2 for each interval is partly attributed to lithology, where the Malinstindur Formation interbeds are dominantly sandy whereas the thicker units, e.g. Argir Beds, show greater variability in grain size from clay-rich to granule-rich sections.

Well 6005/15-1 terminated at a depth of 4026 m in the Vaila Formation. The Well penetrated a number of volcaniclastic rocks containing degraded volcanic ash. These include most notably the Kettla Member but also three intervals in the underlying ~ 1241 meter thick Vaila Formation. Two of the sedimentary intervals (Section - I and - III) from the Vaila Formation have been classified as volcaniclastic sandstones by the onsite geologist while Section - II has been classified as a non-specific sandstone. From Section - II measured porosities data was available. The measured average porosity from this section was 10.1% (range: 6.0-15.0%) and has a correlation coefficient (R2) of 0.36 when compared to wire-line derived values.

This study shows that although the volcaniclastic intervals may show low permeability properties, their measured porosity values suggest a reservoir potential for the intervals and if the volcaniclastic rocks should get mixed with siliciclastic material, which may be possible towards the edge of the lava field, this should only increase their reservoir potential.

• author: Ellingsgaard, Óluva
• supervisor: Kent Larsson; Simon R. Passey
• organization: Department of Geology
• alternative title: Formationsegenskaper hos sedimentära interbasaltiska intervall från the Faroe Island Basalt Group
• year: 2009
• type: H2 - Master's Degree (Two Years)
• subject: Earth and Environmental Sciences
• keywords: Faroe Islands Basalt Group, Faroe-Shetland Basin, wire-line, volcaniclastic rocks, porosity, permeability, vulcanoclastic sten, porositet, permeabilitet
• publication/series: Dissertations in Geology at Lund University
• report number: 255
• funder: StatoilHydro
• language: English
• additional info: Simon R. Passey, Faroese Geological Survey.
• id: 2299791
• date added to LUP: 2012-01-19 17:09:41
• date last changed: 2012-01-19 17:09:41