Controlling factors of porosity formation in sandstone; the case study in the Karpatian sediments, Carpathian Foredeep, Czech Republic

Peshawa BAHJAT AVDAL

Bachelor's thesis

Controlling factors of porosity formation in sandstone; the case study in the Karpatian sediments, Carpathian Foredeep, Czech Republic

Abstract:

Studované území se nachází ve střední části moravského regionu (východní Čechy) a zahrnuje izolované výchozy karpatských sedimentů, které jsou významnými ložisky ropy a zemního plynu. Terénní práce probíhaly na dvou lokalitách: Símře a Dolní Nětčice. Na Símře byl pro terénní měření použit gamaspektrometr spolu s podrobnými makroskopickými popisy a fotodokumentací. V Dolních Nětčicích byl výchoz odebírán pro optickou mikroskopickou analýzu. Hlavním cílem této práce je popsat geologické faktory ovlivňující pórovitost karpatských pískovců. Studie byla provedena na vzorcích karpatských (spodní miocénních) sedimentárních hornin ze dvou výchozů. Úsek Símře je souvislý výchoz o tloušťce 570 cm, v Dolních Nětčicích jsou nesouvislé výchozy podél soutěsky potoka. Na obou lokalitách byly provedeny litologické popisy, odběry vzorků a měření gama spektrometrem. Na Símře bylo provedeno 20 gama spektrometrických měření od 0 cm do 475 cm pomocí GT-32 super spec s 25 cm intervaly mezi měřeními. Čtyři vzorky sedimentárních hornin ze Símře a tři z Dolních Nětčic byly připraveny jako tenké řezy pro optickou analýzu. Komplexní analýza těchto vzorků odhalila zásadní poznatky o souhře mezi původem, diagenetickými faktory a výslednou pórovitostí a propustností pískovců. Vyšší pórovitost a propustnost jsou spojeny s lepším tříděním, méně zaoblenými tvary zrn a méně rozsáhlou cementací a změnami jílu, zatímco nižší pórovitost a propustnost souvisí se špatným tříděním, subangulárními tvary zrn a významnou přítomností cementování a jílu. Měření gama spektrometrie (GRS) ukazují, že vyšší hodnoty GRS, odrážející vyšší obsah jílu a těžkých minerálů, odpovídají nižší porozitě. Vrstvy štěrku s vysokou porézností vykazují nízké hodnoty K, U a Th, zatímco prachovitý jíl s nízkou porozitou vykazuje vyšší hodnoty GRS. Protokol Standard Gamma-Ray (SGR) poskytuje komplexní pohled na přirozené gama záření, koreluje vyšší radioaktivní obsah s nižší porozitou a naopak.

Abstract:

The study area is situated in the central part of the Moravian region (eastern Czech Republic) and includes isolated outcrops of Karpatian sediments, which are significant oil and natural gas reservoirs. Fieldwork was conducted at two localities: Símře and Dolní Nětčice. At Símře, a gamma spectrometer was used for field measurements, along with detailed macroscopic descriptions and photo documentation. At Dolní Nětčice, the outcrop was sampled for optical microscopic analysis. The main aim of this thesis is to describe the geological factors influencing the porosity of Karpatian sandstones. The study was conducted on samples of Karpatian (Lower Miocene) sedimentary rocks from two outcrops. The Símře section is a continuous outcrop 570 cm thick, while Dolní Nětčice features discontinuous outcrops along a stream gorge. Lithological descriptions, sampling, and gamma-ray spectrometer measurements were performed at both sites. At Símře, 20 gamma-ray spectrometric measurements were taken from 0 cm to 475 cm using the GT-32 super spec, with 25 cm intervals between measurements. Four sedimentary rock samples from Símře and three from Dolní Nětčice were prepared as thin sections for optical analysis. The comprehensive analysis of these samples revealed critical insights into the interplay between provenance, diagenetic factors, and the resulting porosity and permeability of the sandstones. Higher porosity and permeability are associated with better sorting, subrounded grain shapes, and less extensive cementation and clay alteration, whereas lower porosity and permeability are linked to poor sorting, subangular grain shapes, and significant cementation and clay presence. Gamma-ray spectrometry (GRS) measurements indicate that higher GRS values, reflecting higher clay and heavy mineral content, correspond to lower porosity. Gravel layers with high porosity exhibit low K, U, and Th values, while silty clay with low porosity shows higher GRS readings. The Standard Gamma-Ray (SGR) log provides a comprehensive view of natural gamma radiation, correlating higher radioactive content with lower porosity and vice versa.

Keywords

Pórovitost, pískovec, Karpatské sedimenty, Símře, Dolní Nětčice.

Language used: English

Date on which the thesis was submitted / produced: 22. 7. 2024

Thesis defence

• Supervisor: Mgr. Daniel Šimíček, Ph.D.

Palacký University Olomouc

Faculty of Science

Bachelor programme / field:
Petroleum Engineering / Petroleum Engineering