HIGH-RESOLUTION MECHANICAL STRATIGRAPHY OF LATE JURASSIC CARBONATE MUDROCKS, SAUDI ARABIA. Masters thesis, King Fahd University of Petroleum and Minerals.

PDF HIGH-RESOLUTION MECHANICAL STRATIGRAPHY OF LATE JURASSIC CARBONATE MUDROCKS, SAUDI ARABIA (Baqer Albensaad).pdf Restricted to Repository staff only until 9 March 2022. Download (12MB)

Arabic Abstract

أحد العوامل الرئيسية التي تجعل الاستكشاف الغير تقليدي ناجحًا اقتصاديًا هو فهم خواصه الجيوميكانيكية. في هذه الأطروحة، تم تحقيق التوصيف الميكانيكي المفصل من خلال استخدام طرق مختلفة باستخدام عينات صخور اساسية وبيانات سجلية من خمسة آبار تم حفرها عبر الصخر الطيني الذي يمثل جزء من (العصر الجوراسي المتأخر) في المملكة العربية السعودية. الاختبارات المنجزة على عينات الصخور الاساسية تشمل اختبار الارتداد الجزئي (MRT) ، والمطرقة النبضية ، وسرعات الموجات فوق الصوتية ، واختبار الخدش حيث تم انجاز هذه الاختبارات في الأجواء المحيطة. تم تأسيس الخواص الميكانيكية الديناميكية بواسطة السجلات أيضا. تم تحديد درجة الهشاشة بواسطة السجلات والمعادن من درساة البلورات بالأشعة السينية (XRD). تم إجراء اختبار الارتداد الجزئي (MRT) على إجمالي 708 بوصة من العينات الاساسية من خمسة آبار. تم إنشاء قوة ضغط الغير محصورة (UCS) ، ومعامل يونغ الثابتة بناءً على معادلات تجريبية تم تطويرها بواسطة مؤلفين متعددين. قدمت MRT ومشتقاتها ملامح ميكانيكية عالية الدقة عبر الآبار الخمسة المدروسة. قدمت اختبارات المطرقة الدافعة وسرعات الموجات فوق الصوتية معامل يونغ الثابتة ، و Vp ، و Vs. تم إجراء هذين الاختبارين على 25 عينة أساسية يبلغ متوسط طولها 6 بوصات. يتم إجراء تحليل فلورية الأشعة السينية الدقيقة (XRF) على 25 عينة بواسطة جهاز (QEMSCAN) لإجراء تقييمات عنصرية. تم أيضًا استخدام بيانات فلورية الأشعة السينية (XRF) عن طريق الجهاز اليدوي لكل قدم من العينات الأساسية. تم إجراء اختبار الخدش على 9 عينات من 25. تم إنشاء الخواص الميكانيكية الديناميكية القائمة على سجلات. وتشمل هذه الهشاشة، معامل يونغ الديناميكي، نسبة بويسون، وقوة الضغك الغير محصورة. وفرت نتائج اختبار الارتداد بالمركبة توصيفًا ميكانيكيًا متواصلًا عالي الدقة لا يتوفر مع الخواص الميكانيكية القائمة على السجل لأنها مثبتة استنادًا إلى السجل الصوتي ذي الدقة الرأسية من 3 إلى 4 أقدام وبناءً على ذلك، تم تمييز الطبقات اللينة والهشة بشكل أدق . قيم قوة الضغط الغير محصورة التي تم الحصول عليها من اختبار الخدش تتفق مع تلك القيم القائمة على الصلابة (MRT). يظهر كل من البيانات القائمة على العينات الأساسية والقائمة على السجل الميكانيكي وجود علاقات مع زيادة المحتوى العضوي والطين. يوضح تحليل البيانات من الدقة العالية (مقياس البوصة) للصلابة ، معامل يونج الثابت ، Vp ، Vs ، (QEMSCAN) XRF أن الصلابة لها علاقة إيجابية قوية مع معامل يونغ الثابت ، Vp ، والكالسيوم من XRF. على العكس ، تم العثور على علاقات سلبية بين الصلابة والعناصر Al و Fe و Si و S.

English Abstract

One of the key factors that makes an unconventional play successful economically is understanding its geomechanical properties. In this thesis, detailed mechanical characterization is accomplished by employing different methods using core- and log-based data from five wells penetrating Kimmeridgian (late Jurassic) mudrocks in Saudi Arabia. The core-based tests include micro-rebound testing, impulse hammer, ultrasonic wave velocities, and scratch testing in which data acquisition is conducted on ambient conditions. Dynamic mechanical properties were established by logs. Brittleness profiles are established by logs and mineralogy from x-ray diffractometry (XRD). Micro Rebound Testing (MRT) was conducted on a total of 708 ft of core from five wells. Static unconfined compressive strength (UCS), and static Young’s modulus were established based on developed empirical equations by multiple authors. MRT and its derivatives provided high-resolution mechanical profiles across the five studied wells. Impulse hammer and ultrasonic wave velocity tests provided static reduced Young’s modulus, Vp, and Vs wave velocities. These two tests were conducted on 25 slabbed core samples averaging 6 inches in length. Micro x-ray fluorescence (XRF) was conducted on the 25 samples for quantitative elemental evaluations. One foot step-rate hand-held XRF data of all the cores were utilized as well. Scratch testing was conducted on nine of the 25 core samples. Dynamic mechanical properties based on logs were established. These included brittleness, dynamic Young’s modulus, Poisson’s ratio, and UCS. Results of micro-rebound testing provided continuous high-resolution mechanical characterization. Such resolution was not possible with log-based mechanical property analyses because they are established using sonic log data, which has a vertical resolution of 3 to 4 feet. Therefore, ductile and brittle zones were better defined using micro-rebound testing. UCS values obtained from scratch testing agree with hardness-based UCS. Both hardness and mechanical log-based data show inverse relationships with increased Total Organic Component and clay percentage. Data interpretation from ultra-high resolution (inch scale) of hardness, reduced Young’s modulus, Vp, Vs, QEMSCAN, and XRF shows that hardness has a strong positive relationship with reduced Young’s modulus, Vp, and calcite from XRF. Conversely, negative relationships between hardness and Al, Fe, Si, and S are documented.

Item Type:	Thesis (Masters)
Subjects:	Earth Sciences Mechanical
Department:	College of Petroleum Engineering and Geosciences > Geosciences
Committee Advisor:	Humphrey, John
Committee Members:	Al-Ramadan, Khalid Abulsamad and Dvorkin, Jack
Depositing User:	BAQER ALBENSAAD (g201602280)
Date Deposited:	17 Mar 2021 11:00
Last Modified:	17 Mar 2021 11:00
URI:	http://eprints.kfupm.edu.sa/id/eprint/141840