On the Impact of Bioturbation on Electrical Resistivity. Masters thesis, King Fahd University of Petroleum and Minerals.

PDF (Ahmed Nagy MSc Thesis) AhmedNagy_Full Thesis.pdf - Accepted Version Restricted to Repository staff only until 16 June 2026. Download (4MB)

Arabic Abstract

الاضطراب الحيوي هو عملية تقوم من خلالها الكائنات الحية بإعادة تشكيل الرواسب ومزجها بعد ترسيبها، ما يؤدي إلى تكوين الجحور. قد يتم ملء هذه الجحور بشكل تلقائي بحبيبات خشنة ذات حجم أكبر أو بمعادن تختلف عن الرواسب المحيطة بها، مما يؤدي إلى تغير خواصها الكهربية. تبحث هذه الدراسة في تأثير الاضطراب الحيوي على المقاومة الكهربية، وذلك باعتبار النظام ذا مسامية مزدوجة .في البداية، تم تطوير آلية عمل مفصلة خصيصًا لهذا البحث لاختبار فرضية أن المقاومة الكهربية للصخور الرسوبية المحتوية على جحور مملوءة بشكل تلقائي و حبيبات أكبر تتناسب عكسيًا مع النسبة المئوية والتواصل بين هذه الجحور، خصوصًا عندما تكون هذه الجحور متصلة عموديًا عبر عينات أسطوانية قطرها 4 بوصات من أسفل إلى أعلى. جاءت النتائج مخالفةً للتوقعات، حيث أظهرت الصخور المضيفة ذات المسامية الدقيقة مساهمة أكبر في التوصيل الكهربي، في حين افتقدت الجحور في العينات المختبرية الترابط، نتيجة عزلتها داخل الفراغات المسامية. لاحقًا، تم إجراء محاكاة رقمية للمقاومة الكهربية باستخدام نماذج تم بناؤها إحصائيًا بنسب متفاوتة للجحور. استُخدمت هذه المحاكاة لدراسة كيفية تأثير وجود وترابط الجحور في الصخور الكربوناتية على نشوء نطاقات الإنتاج ذات المقاومة الكهربية المنخفضة . تمت نمذجة سيناريوهين للتشبع، أحدهما يكون فيه المسام في الصخر المضيف مشبعة بمياه عالية التوصيلية الكهربية بينما الجحور مشبعة بالهيدروكربونات، والسيناريو الآخر بالعكس. أكدت نتائج المحاكاة وجود نطاقات إنتاج ذات مقاومة كهربية منخفضة، مع تحديد عتبة دقيقة لنسبة الجحور. يمهّد هذا البحث الطريق لإجراء دراسات مستقبلية حول التكوينات الجيولوجية المحتوية على جحور، سواءً على السطح أو في باطن الأرض، مع انعكاسات مهمة لمختلف التطبيقات الاقتصادية.

English Abstract

Bioturbation is the process by which living organisms rework and mix sediment after its deposition, creating burrows. The burrows may be passively infilled with coarser grains or minerals different from those in the host sediments, thus altering their electrical properties. This research investigates the impact of bioturbation on electrical resistivity, primarily considering the system as a dual-porosity system. Initially, a detailed workflow was specifically developed for this research to test the hypothesis that the resistivity of burrowed sedimentary rocks characterized by passively filled burrows varies inversely with the percentage and connectivity of burrows, particularly where these burrows are connected along 4-inch diameter cores from bottom to top. The results contradicted the anticipated outcome, as the microporous host rock matrix showed a dominant contribution to the electrical conductivity, whereas the burrows in the measured physical cores showed a lack of interconnectivity due to isolation in the porespaces. Subsequently, numerical resistivity simulations were conducted on statistically reconstructed models with varying burrow percentages. These resistivity simulations were used to investigate how the presence and connectivity of burrows in carbonate rocks could contribute to low-resistivity pay zones. Two saturation scenarios were modeled numerically: one where the host-rock matrix is saturated with conductive brine while the burrows are saturated with hydrocarbons, and vice versa. The simulation results confirmed the occurrence of low-resistivity pay zones and provided detailed thresholding for the burrow percentage. This research sets the stage for future investigations into burrowed geological formations, both on the surface and subsurface, with significant implications for various economically valuable applications.

Item Type:	Thesis (Masters)
Subjects:	Earth Sciences Petroleum
Department:	College of Petroleum Engineering and Geosciences > Geosciences
Committee Advisor:	Eltom, Hassan
Committee Members:	El-Husseiny, Ammar and Humphrey, John
Depositing User:	AHMED ABDELQAWI (g202308610)
Date Deposited:	17 Jun 2025 05:59
Last Modified:	17 Jun 2025 05:59
URI:	http://eprints.kfupm.edu.sa/id/eprint/143540