Irreducible Water Saturation from Capillary Pressure and Electrical Resistivity Measurements

Estimation de la saturation irréductible en eau à partir de la pression capillaire et des mesures de la résistivité électrique

¹ Suez Canal University, Petroleum Engineering, Suez 43721 - Egypt
² University of Wisconsin-Madison, Geological Engineering Program, Madison, WI 53706 - USA
³ Louisiana State University, Petroleum Engineering, Baton Rouge, LA 70803 - USA

Corresponding authors: aattia2@lsu.edu fratta@wisc.edu pezab@lsu.edu

Abstract

This paper presents the results of capillary pressure and electrical resistivity measurements for three kinds of core specimens: Berea sandstone, Quartz and Limestone. Experimental data of resistivity index, formation resistivity factor, tortuosity, capillary pressure, and water saturation exponent in the air/brine system for these cores are reported. The electrical resistivities data are evaluated using the modified Archie's law. Capillary pressure and electrical resistivity versus brine saturation results show the existence of two irreducible water saturations corresponding to two different physical phenomena. The two values of irreducible brine saturations yield upper and lower limits that can be used to estimate the production capacity of porous media. The detailed analysis of the data has also shown a change in the value of the saturation exponent. This change would be also be observed at the irreducible brine saturation as obtained with capillary pressure data.

Résumé

Cet article présente les résultats de mesures de la pression capillaire et de la résistance électrique de trois types de roches : le sable argileux (Berea), le quartz et le calcaire. Nous rapportons également des données expérimentales pour l'indice de résistivité, le facteur de formation, la tortuosité, la pression capillaire et les exposants de saturation en eau de ces roches dans le système air/saumure. Les données de résistivité électrique sont évaluées par la loi d'Archie modifiée. Les résultats des mesures de la pression capillaire et de la résistivité électrique en fonction de la saturation en saumure montrent l'existence de deux saturations irréductibles en eau correspondant à deux phénomènes physiques différents. Les deux valeurs des saturations irréductibles forment des limites hautes et basses qui peuvent être utilisées pour estimer la capacité de la production d'un milieu poreux. L'analyse détaillée des données a aussi montré un changement de valeur de l'exposant de saturation. Ce changement pourrait également être observé à la saturation irréductible en saumure obtenu lors des mesures de pression capillaire.