ความพรุนและความซึมผ่านของหินดินดานจากแอ่งพิษณุโลก

วรภพ ทองเสม

Please use this identifier to cite or link to this item: https://cuir.car.chula.ac.th/handle/123456789/53480

Title:	ความพรุนและความซึมผ่านของหินดินดานจากแอ่งพิษณุโลก
Other Titles:	Porosity and permeability of shales from the Phitsanulok basin
Authors:	วรภพ ทองเสม
Advisors:	วรัญทร คณิตปัญญาเจริญ
Other author:	จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย. คณะวิทยาศาสตร์
Advisor's Email:	waruntorn.k@chula.ac.th
Subjects:	หินดินดาน หินดินดาน -- การซึมผ่าน หินดินดาน -- ไทย -- พิษณุโลก หินดินดาน -- ไทย -- พิษณุโลก -- การซึมผ่าน หินดินดาน -- ไทย -- แอ่งพิษณุโลก -- การซึมผ่าน Shale Shale -- Permeability Shale -- Thailand -- Phitsanulok Shale -- Thailand -- Phitsanulok -- Permeability Shale -- Thailand -- Phitsanulok basin -- Permeability
Issue Date:	2559
Publisher:	จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย
Abstract:	หินดินดานเป็นหินตะกอนที่เกิดจากการสะสมตัวของตะกอนขนาดเล็กในสภาพแวดล้อมที่มีพลังงานต่ำและมักจะมีการสะสมตัวของอินทรีย์สารร่วมด้วย เมื่อสารอินทรีย์ได้รับความร้อนและความดันที่เหมาะสมก็จะสามารถเปลี่ยนโครงสร้างเป็นน้ำมันและก๊าซธรรมชาติ และถูกกักเก็บไว้ในหินดินดานหรือหินกักเก็บชนิดอื่นๆที่อยู่ในบริเวณใกล้เคียง การผลิตปิโตรเลียมขึ้นมาโดยตรงจากหินดินดานนั้นเป็นเรื่องที่ทำได้ยาก เนื่องจากหินดินดานมักจะมีความพรุนและความซึมผ่านต่ำไม่เหมาะสมต่อการไหลของปิโตรเลียม แต่วิวัฒนาการของเทคโนโลยีในปัจจุบันสามารถผลิตก๊าซธรรมชาติขึ้นจากหินดินดานที่เป็นหินต้นกำเนิดได้โดยตรง โดยการอัดของเหลวด้วยแรงดันสูงเข้าไปสร้างรอยแตกในหินดินดาน เพื่อสร้างเส้นทางการไหลให้ก๊าซธรรมชาติเข้าสู่หลุมผลิตต่อไป แต่เนื่องจากเทคโนโลยีนี้ต้องใช้ต้นทุนในการผลิตสูงและยังไม่มีการศึกษาลักษณะจำเพาะของหินดินดานอย่างละเอียดในประเทศไทย โครงงานนี้จึงมีจุดมุ่งหมายที่จะศึกษาความพรุนและความซึมผ่านของหินดินดานจากหมวดหินชุมแสงซึ่งเป็นหินต้นกำเนิดปิโตรเลียมในพื้นที่แอ่งพิษณุโลกซึ่งเป็นแอ่งตะกอนบนบกที่ใหญ่ที่สุดในประเทศไทย โดยใช้วิธีถ่ายภาพตัดขวางด้วยรังสีเอ็กซ์ซินโครตรอน เพื่อวิเคราะห์รูปร่างและการกระจายตัวของรูพรุนใน 3 มิติ แล้วนำข้อมูลที่ได้ไปคำนวนหาค่าความซึมผ่านของหินดินดานและสร้างแบบจำลองทางคณิตศาสตร์ของการไหล ควบคู่ไปกับการใช้วิธีการเลี้ยวเบนของรังสีเอ็กซ์ซินโครตรอนในการหาปริมาณแร่องค์ประกอบและการเรียงตัวของแร่ในหินดินดาน จากการศึกษาพบว่าหินดินดาน 5 ตัวอย่างประกอบไปด้วยแร่ดิน 50 ถึง 70 เปอร์เซนต์และมีค่าความพรุนอยู่ในช่วง 0.3 ถึง 17 เปอร์เซ็นต์รวมทั้งมีค่าความซึมผ่านของหินอยู่ในช่วง 10 ถึง 27 มิลลิดาซี่ ซึ่งค่าความพรุนและค่าความซึมผ่านที่วัดได้จากตัวอย่างหินดินดานนี้มีค่าสูงกว่าค่าที่ประมาณได้จากข้อมูลหารหยั่งธรณีหลุมเจาะ เนื่องจากเป็นวิธีการวัดค่าโดยตรงจากหินและปริมาตรของหินที่ใช้วัดมีความแตกต่างกัน นอกจากนี้ลักษณะของรูพรุนที่พบมีขนาดและรูปร่างที่แตกต่างกันในแต่ละตัวอย่าง ส่วนใหญ่เป็นรูพรุนที่อยู่ระหว่างอนุภาคและรูพรุนที่เชื่อมต่อเป็นรอยแตก ซึ่งการเชื่อมต่อกันของรูพรุนแต่ละชนิดเป็นปัจจัยหลักในการควบคุมค่าความซึมผ่านของหินและรูปแบบการไหลในแบบจ่าลองทางคณิตศาสตร์ ซึ่งการไหลของของไหลในหินดินดานจะไหลได้ดีไปตามรอยแตกที่มักจะอยู่ในทิศทางที่ขนานกับระนาบชั้นหิน
Other Abstract:	Shale is a fine-grained clastic sedimentary rock deposited in a low energy environment such as lacustrine, fluvial, and delta. Besides containing a large amount of clay minerals, shale is often composed of a significant content of organic material. Upon increasing of pressure and temperature over millions of years in the subsurface, the organic material in shale can gradually transform into petroleum. Over time petroleum can either slowly migrate to nearby porous rocks or remain trapped in shale. However petroleum production directly from shale reservoir is challenging due to its extremely small pore size and requires advanced techniques such as hydraulic fracturing and horizontal drilling. Hydraulic fracturing injects high-pressured fluid into shale to create large fractures, connecting small pores and providing suitable flow path for natural gas into the production well. Despite an abundance of research on shale characteristics worldwide, there is a lack of understanding of transport properties of organic-rich shale in Thailand. This study thus aims to investigate porosity and permeability of Chum Saeng Shale in the Phitsanulok Basin, which is the largest onshore basin, by using advanced X-ray techniques. Synchrotron X-ray Tomography (Syn–MCT) is used to analyze the three-dimensional distribution and morphology of pore and fracture at high resolution while synchrotron X-ray diffraction is used to determine mineral composition and preferred orientation. Results from Syn-MCT suggest that porosity of five shale samples ranges from 0.3 to 17 vol.% and the calculated absolute permeability ranges from 10 to 27 mD. Porosity and permeability of our measurements are higher than those from well-logging data as our study directly measures these parameter from shale plugs and uses different volumes of interest. The major pore types in these samples include intergranular pore and fracture pore. The 3D flow simulations of these samples also confirm that the permeability and flow pattern are mainly controlled by the morphology and connectivity of pores.
Description:	โครงงานเป็นส่วนหนึ่งของการศึกษาตามหลักสูตรปริญญาวิทยาศาสตรบัณฑิต สาขาวิชาธรณีวิทยา.. คณะวิทยาศาสตร์ จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย ปีการศึกษา 2559
URI:	http://cuir.car.chula.ac.th/handle/123456789/53480
Type:	Senior Project
Appears in Collections:	Sci - Senior Projects

Files in This Item:

File	Description	Size	Format
Worapop Thongsame.pdf		4 MB	Adobe PDF	View/Open

Show full item record