An   assessment of oil shale resources in the sultani formation, central of Jordan

Li, Ke

doi:10.21268/20220620-0

published

An assessment of oil shale resources in the sultani formation, central of Jordan

English
German

Oil and gas production has experienced a fast evolution since the early years. The rapid development of unconventional oil and gas production in North America has proved that the shale reservoir is a promising option to substitute exhausting conventional reservoirs. Jordan is one of the most important developing countries in the Middle East, whose oil and gas supply is mostly dependent on imports from the neighboring countries. However, Jordan's identified oil shale reserves are huge, and these shales may be the solution to the national hydrocarbon supply shortage. The Sultani shale is considered to be one of the most promising oil shale in Jordan, but the only development works were limited to the surface-mined and power generation during the last century. This study investigates whether Sultani shale is feasible for hydrocarbon recovery like other producing shale reservoirs. Based on advanced technology and modern ideas, a comprehensive and further evaluation is conducted on Sultani shale. Several parameters related to oil shale assessment were investigated, including Mineralogy, Organic Geochemical analysis and Petrophysics. Mineralogy investigation results show that Sultani shale is composed of 67.25% Calcite, 18.38% Quartz, 6.50% Apatite, 4.25% Pyrite and 3.62% Dolomite. Calcite is the primary matrix that has two different originals and appearance characters. Sultani shale belongs to fine-grained carbonate sediments; the diameter of most sediments are less than 4μm. Organic geochemical investigation shows that the kerogen of Sultani shale mainly stems from the marine environment, and the classification belongs to type II kerogen. The average total organic content of Sultani shale is 14.81%, the average total sulfur is 2.15%. The vitrinite reflectance of Sultani shale is 0.61%, just reached the oil window. Sultani shale is high quality and low maturity source rock. Petro-physical investigation show: Sultani shale has strong heterogeneity and a unique pore structure. Four types of pore space contribute to oil reserve, including residual intergranular pore, fossil pore, organic pore, and mini fracture. The fossil pore with poorly connectivity is the primary pore space. Sultani shale bulk density is 2.71 g/cm3, grain density 2.79g/cm3, the calculated GRI porosity 2.87%, GRI permeability 0.0041mD, and the water saturation is 6.84%. The oil saturation is 93.16%. The image process presented a more reliable porosity of Sultani shale. The program result shows total porosity of Sultani shale is 4.05-12.81%, and the average value is 7.67%. Matrix porosity (without fossil pore) is 1.51-2.41%, and the average value is 2.02%. Integrated all the acquired parameters and analysis from this study shows that Sultani shale is an outstanding shale reservoir. Sultani shale has similar rock properties like other producing shale reservoirs. Some key evaluation parameters like organic content and pore volume are even superior to the average standard. Except for open-pit mining, the subsurface layer of Sultani shale may have great potential to recovery crude oil as the main product and some by-product gas.

Die Erdöl- und Erdgasproduktion hat sich über die Jahre verändert und weiterentwickelt. Die zügige Entwicklung der unkonventionellen Produktion von Erdöl und Erdgas in Nordamerika hat bewiesen, dass Schieferlagerstätten das Potenzial aufweisen, die ausgeförderten konventionellen Lagerstätten ersetzen zu können. Jordanien ist eines der wichtigsten Entwicklungsländer im Mittleren Osten. Dessen Öl- und Gasversorgung ist abhängig von Importen aus Nachbarländern. Jordaniens identifizierte Schieferölvorkommen sind jedoch sehr groß. Diese könnten den nationalen Mangel an Kohlenwasserstoffen beheben. Der Sultani-Schiefer wird als eines der vielversprechendsten Ölschiefervorkommen Jordaniens betrachtet. Die bisherigen Entwicklungsarbeiten im letzten Jahrhundert waren jedoch auf den Tagebau und Energieerzeugung beschränkt. Diese Studie untersucht, ob der Sultani-Schiefer für die Gewinnung von Kohlenwasserstoffen geeignet und wirtschaftlich ist, so wie es bei anderen produzierenden Schieferlagerstätten der Fall ist. Dafür wurde eine umfassende Bewertung des Sultani-Schiefers durchgeführt, die auf fortgeschrittene Technologien und moderne Ideen basiert. Eine Vielzahl an Parametern, die für die Bewertung von Ölschiefern relevant sind, unter anderem Mineralogie, organische geochemische Analysen und Petrophysik, wurden untersucht. Die Ergebnisse der mineralogischen Untersuchungen ergaben, dass der Sultani-Schiefer folgendermaßen zusammengesetzt ist: 67.25% Calciumcarbonat, 18.38% Quarz, 6.5% Apatit, 4.25% Pyrit und 3.62% Dolomit. Calciumcarbonat ist die Primärmatrix, die sich in ihrer Herkunft und Erscheinung unterscheidet. Sultani-Schiefer gehört zu der Gruppe der feinkörnigen Karbonatsedimenten, der durchschnittliche Durchmesser liegt unter 4 µm. Die organisch geochemischen Untersuchungen zeigen, dass das Kerogen des Sultani-Schiefers überwiegend aus einer marinen Umgebung stammt und als Kerogen Typ II klassifiziert ist. Der durchschnittliche totale organische Inhalt (TOC) des Sultani-Schiefers beträgt 14.81%, der durchschnittliche Schwefelgehalt liegt bei 2.15%. Die vitrinite Spiegelung (Ro) liegt mit 0.61% gerade im Ölfenster. Das Muttergestein des Sultani-Schiefers ist von hoher Qualität und niedriger Reife. Die petrophysikalische Untersuchung zeigt, dass der Sultani-Schiefer stark heterogen ist und eine besondere Porenstruktur aufweist. Vier Arten der Porenräume tragen zum Ölgehalt bei, unter anderem residual, intergranular pores, fossil, organic pores und mini fractures. Die fossile Porenräume mit schwachen Verbindungen bilden den Hauptporenraum. Die Massendichte beträgt 2.71 g/cm3, die Korndichte etwa 2.79 g/cm3, die berechnete GRI Porosität liegt bei 2.87%, die GRI Permeabilität bei 0.0041 mD und die Wassersättigung bei 6.84%. Die Ölsättigung beträgt 93.16%. Aus der durchgeführten Bildauswertung ging ein Wert für die Porosität des Sultani-Schiefers hervor, der nahe am Durchschnittswert für Schiefer liegt. Die Gesamtporosität liegt zwischen 4.05-12.81%, der durchschnittliche Wert beträgt 7.67%. Die Matrixporosität liegt zwischen 1.51-2.41%, der Durchschnitt beträgt 2.02%. Alle verfügbaren Parameter und die durchgeführten Analysen zeigen, dass der Sultani-Schiefer eine hervorragende Schieferlagerstätte ist. Der Sultani-Schiefer weist ähnliche Gesteinseigenschaften auf, wie sie bei bereits produzierenden Schieferlagerstätten zu finden sind. Einige wichtige Parameter wie der organische Gehalt und das Porenvolumen liegen sogar über dem Durchschnitt. Abgesehen von dem Tagebau, weist die Untertageschicht des Sultani-Schiefers ein großes Potenzial auf, Rohöl als Hauptprodukt und Gas als Nebenprodukt zu fördern.