Rentgenowska mikrotomografia oferuje unikalną zdolność do obrazowania budowy wewnętrznej skał, mogąc wytwarzać trójwymiarowe obrazy struktury wewnętrznej próbek skalnych z mikrometryczną rozdzielczością. Najważniejszymi zastosowaniami tej metody są badania porowatości i możliwości transportowania płynów, stosowane w badaniach geologii naftowej. W opracowaniu przedstawiono wyniki trójwymiarowej wizualizacji i analizy struktury przestrzeni porowej piaskowców, uzyskanych na podstawie danych mikrotomografii rentgenowskiej. W ramach pracy zostały wykonane konwencjonalne badania laboratoryjne na próbkach rdzeni wiertniczych, które stanowiły informacje pomocnicze dla zaprezentowania metody micro-CT, charakteryzując szereg ważnych właściwości skał. Materiał badawczy stanowiły próbki skał reprezentujące utwory czerwonego spągowca, pochodzące z sześciu otworów wiertniczych (Czarna Wieś-4, 5, 6, Parzęczewo-1, 2 i Cicha Góra-9). Badane próbki charakteryzowały się niewielką zmiennością porowatości całkowitej i przepuszczalności. Ogólnie wartości współczynników porowatości były niewielkie i zbliżone do siebie. Najwyższą średnią wartością tego parametru cechowały się utwory eoliczne (Kpśr = 8,09%), nieco niższą utwory aluwialne (Kpśr = 7,21%) i najniższą utwory fluwialne (Kpśr = 6,97%). Podobny trend występował w przypadku współczynników przepuszczalności: utwory eoliczne Kprzśr = 2,86 mD, utwory aluwialne Kprzśr = 0,34 mD, utwory fluwialne Kprzśr = 0,23 mD. Wyniki badań wykonanych metodą micro-CT przedstawiono najpierw w postaci trójwymiarowych obrazów pierwotnej struktury szkieletu oraz struktury porowej całej próbki. Następnie z analizowanej próbki wydzielono dwie podróbki, dla których przeprowadzono szczegółową analizę ilościową, określającą liczebność występujących w niej niepołączonych pomiędzy sobą podtypów porów. W każdej z nich wydzielono i zobrazowano sześć największych pod względem objętościowym podtypów porów. W efekcie obliczeń powstały wykresy liczebności podgrup w poszczególnych klasach objętości, wykresy procentowego udziału poszczególnych klas porów oraz obraz przedstawiający dystrybucję przestrzenną poszczególnych klas objętości dla każdej podpróbki. Przeprowadzona klasyfikacja wielkości porów ze względu na ich objętość pozwoliła na uporządkowanie zbioru prób i wydzielenie 3 typów skał w utworach eoliczych i 3 typów skał w utworach fluwialnych. Na podkreślenie zasługuje fakt, że lepsze walory obrazowania przestrzeni porowej dała metoda micro-CT, która pozwoliła na zinterpretowanie szczelin z możliwością określenia ich charakteru - czego nie wykazały ani badania mikroskopowe, ani badania porozymetryczne. Nadmienić należy również, że na wielu zdjęciach z mikroskopu polaryzacyjnego porowatość była bardzo słabo widoczna albo praktycznie niewidoczna. Powyższe fakty potwierdzają dużą użyteczność mikrotomografii rentgenowskiej w rozpoznaniu charakteru struktury porowej, z możliwością pełnej identyfikacji i interpretacji szczelin w próbkach.
X-ray microtomography offers unique ability of internal rock structure visualization, enabling creation of three-dimensional images of rock sample internal structures with micrometric resolution. The primary applications of this method are tests of porosity and fluid transport abilities, used in oil geology research. The work presents results of three-dimensional visualization and analysis of sandstones pore space structure, obtained on the grounds of X-ray microtomography data. The research included conventional laboratory tests on drilling core samples, which constituted auxiliary information for micro-CT method presentation, characterizing several important rock properties. Experimental material comprised rock samples representing Rotliegend formations originating from six boreholes (Czarna Wieś-4, 5, 6, Parzęczewo-1, 2 and Cicha Góra-9). The samples tested were characterized by small variability of total porosity and permeability. In general, values of porosity coefficients were small and close to each other. The highest average value of this parameter belonged to eolian formations (Kpmean = 8.09%), being slightly lower for alluvial formations (Kpmean = 7.21%), and the lowest one in case of fluvial formations (Kpmean = 6.97%). The similar trend was observed in case of permeability coefficients, with eolian formations having (Kpermmean = 2.86 mD), alluvial formations (Kpermmean = 0.34 mD) and fluvial formations (Kpermmean = 0.23 mD). Results of test carried out with micro-CT method were first presented in form of three-dimensional images of original matrix structure and pore structure of the whole sample. Next, two sub-samples were separated from the sample under test, for which detailed quantitative analysis were carried out, determining the size of not interconnected subtypes of pores present in the sub-samples. In each sub-sample six biggest in terms of volume pore subtypes were distinguished and visualized. The computations resulted in charts of sub-groups sizes in individual volume classes, charts of individual pore classes percentages, as well as the image presenting spatial distribution of individual volume classes for each sub-sample. Carried out classification of pore sizes by their volumes enabled arranging of samples set and distinguishing of 3 rock types in eolian formations, and 3 rock types in fluvial formations. It should be noted, that micro-CT method yielded in better values of pore space visualization, enabling interpretation of fractures giving possibilities of their nature determination, which were not evidenced neither in microscope tests nor in porosimetry tests. It should be also noted, that porosity was only poorly visible or even invisible in practice on many pictures from polarization microscope. The above-mentioned facts confirm high usability of X-ray microtomography in pore structure nature diagnostics, with possibility of full identification and interpretation of fractures in samples.
