Marval, David (2026) Estimation of the Intrinsic Formation Factor (f₀) in Carbonates Using Spectral Induced Polarization (sip). Masters thesis, King Fahd University of Petroleum and Minerals.

PDF (M.S. Thesis) M.S. Thesis - David Marval.pdf - Submitted Version Restricted to Repository staff only until 31 July 2027. Download (3MB)

Arabic Abstract

يهدف هذا البحث إلى تقييم استخدام قياسات الاستقطاب المستحث الطيفي لتقدير معامل التكوين الذاتي في الصخور الكربوناتية. يُعد معامل التكوين من أهم الخصائص البتروفيزيائية التي تصف هندسة المسام وترابطها، إلا أن تحديده تقليديًا يتطلب تجارب متعددة الملوحة تستغرق وقتًا طويلًا وتتطلب إعادة تشبع العينات عدة مرات. اعتمدت الدراسة على مجموعتي بيانات مستقلتين: مجموعة بيانات منشورة وأخرى تم الحصول عليها من قياسات مخبرية لعينات كربوناتية. كما تمت مقارنة طريقتين لتقدير معاملات λ و λm، وهما طريقة الميل) وطريقة البحث الشبكي ، تحت ظروف مختلفة من الملوحة والتردد. أظهرت النتائج أن طريقة البحث الشبكي حققت انخفاضًا ملحوظًا في الخطأ وزادت عدد العينات ذات النتائج الفيزيائية الصحيحة مقارنة بطريقة الميل التقليدية. كما بينت الدراسة أن معامل λ قدم نتائج أكثر استقرارًا واعتمادية من λm، وذلك بسبب انخفاض حساسيته لاختيار نطاق التردد وسهولة تطبيقه. كذلك أوضحت النتائج أن الملوحة تُعد من أهم العوامل المؤثرة في دقة تقدير معامل التكوين، حيث تحسنت النتائج بشكل واضح عند الملوحة العالية. كما أكدت القياسات المخبرية الاتجاهات التي تم الحصول عليها من مجموعة البيانات المنشورة، مما وفر تحققًا مستقلًا للمنهجية المقترحة. وبشكل عام، تُظهر هذه الدراسة أن دمج قياسات الاستقطاب المستحث الطيفي مع أسلوب البحث الشبكي يوفر إطارًا موثوقًا لتقدير معامل التكوين الذاتي في الصخور الكربوناتية.

English Abstract

The intrinsic formation factor is an important petrophysical parameter that describes the geometry and connectivity of the pore system in porous rocks. Traditionally, it is determined using multi-salinity laboratory experiments, which are time-consuming and require repeated sample preparation. Spectral Induced Polarization (SIP) provides an alternative approach by combining electrical conduction and polarization information. This study evaluates the use of SIP measurements to estimate the intrinsic formation factor in carbonate rocks using proportionality parameters λ and λm. Two independent datasets were analyzed: a published carbonate dataset and a laboratory dataset obtained from carbonate core samples. The performance of slope-based and grid-search approaches was compared under different salinity and frequency conditions. The results show that the grid-search approach consistently reduced estimation errors and increased the number of valid samples compared to the conventional slope-based method. The analysis also demonstrated that λ provides more consistent and reliable estimates than λm because it is less sensitive to frequency selection and simpler to implement. In addition, salinity was identified as one of the main factors controlling estimation accuracy, with higher salinity conditions producing more stable results. The laboratory dataset reproduced the principal trends observed in the published dataset, providing independent validation of the proposed methodology. Overall, the results demonstrate that SIP measurements combined with grid-search optimization provide a reliable framework for estimating the intrinsic formation factor in carbonate rocks.

Item Type:	Thesis (Masters)
Subjects:	Earth Sciences Petroleum > Rock and Fluid Properties
Department:	College of Petroleum Engineering and Geosciences > Geosciences
Thesis Advisor:	Ammar Elhusseiny,
Thesis Committee Members:	Sherif Mahmoud, Panagiotis Kirmitakis,
Depositing User:	DAVID MARVAL
Date Deposited:	10 Aug 2026 11:26
Last Modified:	10 Aug 2026 11:26
URI:	https://eprints.kfupm.edu.sa/id/eprint/144681