مقدمه : اولین نمودار الکتریکی در سال 1306 ( 1927 ) در یکی از چاه های میدان نفتی pechelbronn در Alsace از استان های شمال غربی فرانسه ثبت شد و تنها شامل یک نمودار مقاومت مخصوص الکتریکی بود و برای ثبت آن از متد station استفاده گردید . با این روش، دستگاه اندازه گیری که سئند نامیده میشود،در مقابل لایه های مورد نظر در چاه توقف میکرد و مقاومت اندازه گیری شده نیز با دست رسم میشد.
بعد از آن سال در سال 1308(1929) اولین نمودارهای مقاومت مخصوص برای مقاصد اقتصادی در ونزوئلا،ایالت متحده امریکا و روسیه مورد اتفاده قرار گرفت . سودمندی این نمودار در تطابق لایه ها وتشخیص لایه های ئیدروکربن دار در صنعت نفت مورد توجه قرار گرفت.در سال 1310(1931) نمودار پتانسیل خودزاد(SP) نیز به نمودار مقاومت مخصوص افزوده شد و در همان سال برادران پمومبرژه (مارسل و کنراد) روش ثبت مداوم را تکمیل و اولین بات قلمی را نیز توسعه دادند.
بعد از سال 1328(1949) نمودار نوترون به صورت یک تعیین کننده تخلخل مورد توجه واقع گردید و در سال 1341(1962) نمودار SNP و در سال 1349(1970) دستگاه نوتونی و به دنبال آن دستگاه دوگانه نوترون ابداع و به بازا ارائه شد.شرکتهای سرویس دهنده،در جوار توسعه دستگاهها،اقدام به تاسیس مرکز تحقیقاتی وسیعی نیز نموده و بخش زیادی از درآمده خود را به آنها اختصاص دادهاند.در این مراکز برای تفسیر نمودارها و نحوه ارائه علمی تر و دقیقتر نتایج بشدت فعالیت میگردد و در این راهبه قدری پیشرفت نموده اند که چاه پیمایی(well logging) بصورت یکی از دروس دانشگاهی درآمده و هم اکنون در بعضی از رشته های مهندسی دانشگاه های ایران و دانشگاه های اروپائی و امریکائی تدریس میگردد.
نقش نمودارگیری از چاه ها در صنعت نفت بحدی است که بصورت چشم انسان عمل مینماید و میتوان گفت که ارزیابی دقیق مخازن،تعیین وضعیت لایه ها در اعماق زمین،وضعیت سیمان در پشت لوله جداری و ده ها مورد دیگر بدون استفاده از این نوع نمودارها تقریبا غیر ممکن است.
نیاز صنعت نفت برای مشخص کردن مخازن ئیدروکربن دار: روش های زمین شناسی سطحی برای تعیین ساختارهایی که احتمال وجود سیال در آن باشد کمک مینماید ولی قادر به پیش بینی وجود ئیدروکربن در آن نیست. در حال حاضر برای تعیین دقیق وجود ئیدروکربن در طبقات،راه حل دیگری به غیر از حفاری وجود ندارد.
ارزیابی سازندهای زیرزمینی است. این متدها را میتوان به 4 دسته زیر تقسیم کرد:
1- نمودارهای عملیات حفاری که عبارتند از : a. نمودارهای گل نگاری b. اندازه گیری در حین حفاری
2- برسی مغزه
3- نمودارهای چاه پیمایی که عبارتند از: a. نمودارهای الکتریکی b. نمودارهای صوتی c. نمودارهای رادیواکتیو d. نمودارهای الکترومغناطیس4- آرمایشهای تولیدیواضح است که انجام تمام روشهای فوق در بک چاه ضرورتی ندارد.
اهداف اولیه ارزیابی مخازن عبارت اند از:
1 – تعیین مخازن
2 – تخمین میزان کل ئیدروکربن در مخزن
3 – تخمین میزان ئیدروکربن قابل برداشت
در ضمن،کسب هر گونه اطلاعات اضافی معمولا به عنوان اطلاعات تکمیلی مورد توجه قرار میگیرد.مقدار کل نفت موجود در مخزن را میتوان از رابطه زیر بر اساس بشکه محاسبه کرد:
(Formula: N=7758φ.h .a(1-sw
که در آن:
N= نفت اولیه موجود در مخزن بر حسب بشکه
φ= تخلخل موثر بر حسب درصد
Sw= اشباع آب اولیه بر حسب درصد
h= ضخامت مفید فاصله تولید نفت بر حسب فوت
A= وسعت مخزن بر حسب ایکر
برای به دست آوردن ذخیره واقعی نفت در مخازن بر اساس بشکه،عدد مزبور بر ضریب حجمی نفت سازند (Bo) که اندازه آن قدری از واحد بیشتر است تقسیم میگردد و به این ترتیب تغییراتی که علت انقباض نفت در هنگام خروج از چاه بوجود می آید بخصوص در مواردی که با گاز همراه باشد تصحیحگردد.ذخیره گاز را نیز میتوان از فرمول زیر بر اساس فوت مکعب محاسبه میشود:
(Formula: G=43560φ.h.a(1-Sw
نمودارگیری در چاههای بدون لوله جداری(باز): قبل از اینکه لوله جداری نصب گردد چاهبرای یک سری عملیات به نام نمودارگیری آماده میشود. هدف از نمودارگیری کسب اطلاعاتی است که لعدا توسط روشهای کامپیوتری تفسیر میگردد.معمولا این دسته از نمودارها پساز نصب لوله جداری قابل تکرار نیستند و لذا باید کهاز کیفیت بسیار مطلوبی برخوردار باشند تا ارزیابی دقیقتری از سازند ارائه نمایند. بعد از جمع آوری یک سری اطلاعات ، بعضی از تفاسیر باید در سر انجام پذیرد که شامل تفسیر بتوسط دست و کامپیوتر میباشد. بعضی از تفاسیر کامپیوتری برای مطالعات مفصل تر باید در مراکز تفسیر نمودارها واقع در مراکز مناطق عملیاتی انجام گیرد.
تفسیر نمودارهای چاه پیمایی: فرآوری اطلاعات عبارت است از کسب اطلاعات لازم از نمودارهای خام که برای محاسبه مخازن ئیدروکربن دار لازم است. برای این منظور دو روش مقدماتی معمول است:
1- توسط دست با روش نگاه سریع وروشهای ماسه سنگهای شیلی
2- توسط کامپیوتر در سر چاه و یا در یک مرکز تفسیر نمودارها واقع در مراکزمناطق عملیاتی بتوسط کامپیوتر میتوان فرآوری اطلاعات را بنحو بسیار مطلوبی در یک یا چند چاه انجام داد. بعلاوه فرآوری لرزه نگاری در چاه، فرآوری موجی، فرآوری اطلاعات تولیدی، وضعیت چاه، مدل سازی چاه، تهیه نقشه و غیره و … نیز امکان پذیر است.
مفاهیم بنیادی مورد استفاده در ارزیابی نمودارها:1- محیط نمودارگیری: در ابتدا به اختصار، پتانسیل تولید یک چاه در حین حفاری مورد بررسی قرار میگیرد. در واقعگل حفاری ئیدروکربن را در داخل دیواره چاه(درون سازند) به عقب رانده و از فوران آن به سطح زمین جلوگیری مینماید. از بررسی خرده سنگهائی که از چاه بالا میآید میتوان نوع سنگ حفاری شده را تشخیص داد و امکان دارد که همراه آن نیز آثاری از ئیدروکربن مشاهده گردد. ام نمیتوان هیچگونه اطلاعاتی در مورد میزان نفت و گاز بدست آورد.نمودارهای چاه پیمایی اطلاعات ضروری را برای ارزیابی کمی ئیدروکربن و همچنین نوع سنگ و خصوصات سیال درون سازند در اختیار قرار میدهد. چاه پیمایی از نقطه نظر تصمیم گیری، بخش مهمی از مراحل حفاری و تکمیل چاه محسوب میگردد. کسب اطلاعات دقیق و کامل از نمودارها امری ضروری است. مخارج نمودارگیری کلا حدود 5% کل مخارج یک چاه تکمیل شده را بهخود اختصاص میدهد و بنابراین در مقایسه با اطلاعاتی که میتوان از آن بدست آورد، بسیار ناچیز خواهد بود.
چاه: چاهی برای نمودارگیری آماده میگردد ممکن است که دارای خصوصیات زیر باشد:
– عمق چاه : که میتواند از حدود 300 تا 8000 متر نماید(به استثنائ بعضی از چاه های عمیقتر)
– قطر چاه: که میتواندبین 5 تا 17 اینچ متغیر یاشد.
– انحراف چاه: از حالت قائم که در خشکی معمولا چند درجه است اما در دریا بین 20 تا 70 درجه متغیر است و اخیرا نیزحفاری های افقی در بسیاری از جاه ها معمول گردیده است.
– درجه حرارت ته چاه: که میتواند بین 100 تا 400 درجه فارنهایت متغییر باشد.- شوری گل حفاری: بین 1000 تا حدود 300000ppm آگاهی مواقع بجای گل آب پایه .از گل نفت پایه استفاده میشود.
– ورن مخصوص گل : که میتواند بین 9 تا 17 پوند بر گالن تغییر نماید.
– فشار ته چاه : که میتواند بین 500 تا 20000 psi باشد.
– پوششی از اندود گل : بر روی تمام سازندهای قابل نفوذ که میتواند از 0.1 اینچ تا 1 اینچ تغییر نماید.
– ناحیه نفوذی : از چند اینچ تا چند فوت از دیواره چاه بوجود می آید و در آن بسیاری از سیالات اصلی درون حفرات توسط گل حفاری جابجا گردد.لازم به ذکر است که گاهی مواقع در اثرحفاری شرائط پیچیده تری بوجود می آید که کسب اطلاعات دقیق از سازند را با مشکل روبرو میسازد.
2- روش نمودارگیری : گروه نمودارگیری بر اساس یک برنامه منظمو همیشگی، کامیون حامل نمودارگیری را با چاه در یک ردیف قرار داده و کابل نمودارگیری را از روی قرقره های مخصوص عبور میدهند و سپس ابزارهای نمودارگیری را به آن وصل میکنند. مهندس عملیات درجه بندی لازم را در سطح زمین انجام میدهد و مجموعه نمودارگیری را با سرعتی که ایمنی آنها را تضمین نماید به ته چاه میراند. آنگاه درجه بندی ته چاه را مجددا انجام وپس از مرتب کردن مقیاس های ثبت نمودار ، دستگاه را به آهستگی بالا میآورد . سرعت نمودارگیری بر اساس نوع نمودار بین 1800 تا 6000 فوت در ساعت ( تقریبا 550 تا 1830 متر در ساعت) ثابت نگاه داشته شود. معمولا قطر سوند نمودارگیری 25.8 اینچ و طول آنها 6 تا 15 متر است و گاهی چندین دستگاه پشت سر هم بسته میگردد.
نمودارهای چاه پیمایی :
1- تعریف نمودار : یک نمودار چاه پیمایی گرافی ات در مقابل عمق که پارامترها و یا کمیت های فیزیکی اندازهگیری شده در یک چاه و یا پارامترهای مشتق شده از آنها را بصورت منحنی عرضه میکند. پارهای از اندازه گیری های دیگر از قبیل میزان فشار روی کابل نیز میتواند بصورت منحنی به مجموعه اضافه گردد. تقریبا تمام نمودارهای مدرن مجموعه ای از چندین نمودار است.
2- انواع نمودار : اساسا سه نوع نمودار وجود دارد که کاربرد بیشتری دارند:
الف) نمودارهای Acquisition : این نمودارها در سر چاه چاپ میشوند و بر چسب بزگ (field print) بر روی آنها چسبانده میشود. اینها نمودارهای اصلی هستند و هیچ نوع تصحیحی بر روی آنها انجام نشده است.
ب) نمودارهای ارسال شده : این نمودارها که جمله (field transmitted log) بر روی آنها چسبانده شده برای مشخص کردن آنست که این نمودارها کپی مستقیمی از نمودارهای نوع اول نیستند بلکه توسط یک سیستم ماهواره ای مستقیما از سر چاه به مرکز، که امکان دارد هزاران کیلومتر دورتر باشد فرستادهشده است . در ایران از این نوع نمودار استفاده نمیشود.
ج) نمودارهای فرآوری شده : این نمودارها شامل نمودارهایی است که توسط دستگاه c.s.u تصحیح گردیده و بازخوانی میشوند.
3- عنوان نمودار ( هدینگ) : هر نمودار عنوانی در بالای خود دارد. ضروری است عنوان نمودار ، همه اطلاعات مربوط به چاه، نوع دستگاه ، نوع درحه بندی دستگاه مورد استفاده ، توضیح درباره مقادیر اندازهگیری شده و بالاخره مقیاس منحنیها و نحوه رسم آنها را بطور کامل برساند.سرعت نمودارگیری : مهمترین فاکتور در کنترل کیفیت نمودارها ، بررسی سرعت نمودارگیری بخصوص در مورد نمودارهای رادیواکتیو است. در همه نمودارها ، سرعت نمودارگیری در طول لبه تراک 1 ثبت میشود. بدین نحو کههر فاصله عمقی که توسط دستگاه نمودارگیری در یک دقیقه پیموده میشود با خط صافی که دارای بریدگی های متناوبی است و در لبه کناری نمودار قرار دارد مشخص میگردد. سرعت در هر نقطه را میتوان با ضرب کردن طول آن خط صاف در عدد 60(یک دقیقه) بر حسب فوت یا متر بر ساعت بدست آورد . سرعت نمودارگیری متداول بر حسب دستگاههای مختلف بین 900 تا 3600 فوت در ساعت و در فصول بعد توضیح بیشتری داده خواهد شد.مقیاس منحنی ها : مقیاس منحنی ها در عنوان( هدینگ) هر نموداری مستقیما در واحدهای مهندسی نمودار گیری مشخص میشود. بعضی از مقادیر ، نسبت اعداد یا عددهای اعشاری هستند و در یک چنین حالتی واحدیبرای آن در نظر گرفته نمیشود.نمودارهای تخلخل :امروزه سه نوع دستگاه اندازه گیری تخلخل صوتی ، جرم مخصوص و نوترون وجود دارد. نامگذاری آنها مربوط به نحوه کار و اثر فیزیکی است که توسطدستگاه ها اندازه گیری میشود و از اینرو به آنها تخلخل صوتی ، تخلخل جرم مخصوص و تخلخل نوترون گفته میشود. ذکر این مطلب لازم است که امکان دارد این تخلخل ها دقیقا معادل همدیگر و یا معادل تخلخل واقعی نباشند ، بدین علت که این وسائل مستقیما تخلخل را اندازه نمیگیرند و در واقع بعضی از فعلالنفعات فیزیکی بوجود آمده در چاه محاسبه و سچس به تخلخل تبدیل میگردد . ولی در هر صورت تخلخل اندازهگیری شده بتوسط این دستگاه ها در مقایسه با تخلخل حقیقی سنگ ( اندازه گیری مغزه ها ) دارای حدود 95-98 درصد میباشد. منبع : میثم فارسی
