Core recovery criterion – a new optimization method of geological information quality in the geological conditions of the Grodziec Syncline Area

The increasing requirements for the quality and amount of geological information induce the development of new technological solutions. The authors present the optimization of the coring method for a newly defined criterion of maximum geological information quality. It enables the efficiency of works to be improved without investing in new specialist and expensive equipment. The statistical classification methods commonly used in medicine and the economy were used for analyzing the homogeneity of the drilled rocks. The quadratic discriminant analysis (QDA) and the Naive Bayes classifier method turned out to be most efficient, therefore they were selected from among other methods differing in the way the classification rules are built. The newly defined criterion of maximum geological information quality and the mathematical model of maximum core recovery allowed the amount and the quality of recovered rock material in the geologic conditions of the Grodziec Syncline to be incresed. The control of the process relied on detecting phenomena responsible for core damaging, i.e. erosiveness of drilling mud, mechanical damaging due to jamming in the core barrel and unstable operation of the core bit downhole. The analysis revealed that the main factor influencing the lower recovery of cores is mechanical damaging due to jamming in the core barrel. For the sake of controlling the core recovery, the authors defined and used the jamming index which defines the effect of weight on bit on momentary rate of penetration. The efficiency of this method was proved by a test performed in industrial conditions while drilling a successive wellbore in the Grodziec Syncline. This paper was written on the basis of own experience and analyses performed by the authors while conducting works in the Grodziec Syncline in the South West Poland.

Coraz większe wymogi co do jakości i ilości informacji geologicznej wymuszają ciągłe udoskonalanie technik i technologii ich pozyskiwania. W artykule tym autorzy przedstawili metodę optymalizacji procesu rdzeniowania dla nowo zdefiniowanego kryterium maksymalnego uzysku rdzenia, które jednocześnie jest kryterium maksymalnej jakości informacji geologicznej. Pozwala ona na poprawę efektywności prowadzonych prac bez konieczności inwestycji w nowy, specjalistyczny i drogi sprzęt. Do badania jednorodności przewiercanych stref zaadaptowane zostały powszechnie stosowane w medycynie i ekonomii statystyczne metody klasyfikacji. Spośród przeanalizowanych metod różniących się sposobem budowy reguły klasyfikacyjnej największą efektywnością wykazała się metoda QDA (quadratic discriminant analysis) oraz naiwny klasyfikator bayesowski (Naive Bayes classifier). Zdefiniowane nowe kryterium maksymalnego uzysku rdzenia oraz opracowany matematyczny model uzysku rdzenia pozwolił na zwiększenie ilości, jak i jakości uzyskanego materiału do analiz, w warunkach geologicznych synkliny grodzieckiej. Sterowanie procesem polegało na detekcji zjawisk niszczenia rdzenia, tj. erozyjnego oddziaływania płuczki wiertniczej na rdzeń, mechanicznego niszczenia rdzenia na skutek klinowania się go w aparacie rdzeniowym, a także niestabilnej pracy narzędzia na dnie otworu. Analiza wykazała, że głównym czynnikiem wpływającym na zmniejszone uzyski rdzenia jest mechaniczne niszczenie na skutek klinowania. Do kontroli wartości uzysku rdzenia autorzy zdefiniowali i wykorzystali wskaźnik klinowania przedstawiający wpływ nacisku osiowego na chwilową prędkość wiercenia. Skuteczność opracowanej metodyki potwierdził test przeprowadzony w warunkach przemysłowych, podczas wiercenia kolejnego otworu na obszarze synkliny grodzieckiej. Artykuł ten powstał na podstawie własnych doświadczeń i analiz przeprowadzonych przez autorów podczas realizacji prac na obszarze synkliny grodzieckiej w południowo-zachodniej części Polski.