logo

logo

logo

logo

logo

البئر (القياسات الجيوفيزيائية)

بير (قياسات جيوفيزياييه)

Well loggins -

البئر (القياسات الجيوفيزيائية)

سليمان رماح

التسجيلات الجيوكهربائية

التسجيلات الكهربائية الممحرقة

 التسجيلات التحريضية

طرائق القياسات الإشعاعية في الآبار

التسجيلات السيسمية الاهتزازية (الزلزالية) البئرية

التسجيلات الحرارية

مسابر التصوير

 

 

القياسات الجيوفيزيائية للبئر geophysical well logging أو التسجيلات الجيوفيزيائية في الآبار، أو الجيوفيزياء البئرية تحت السطح، كلها مسميات تعبِّر عن مجموعة الطرائق الجيوفيزيائية والجيولوجية المستخدمة في استكشاف باطن الأرض من خلال ثقوب الآبار التي تخترق صخور القشرة الأرضية إلى آلاف الأمتار، وتعتمد جميعها أداة سبر (مسباراً) تنزل في البئر بوساطة كبل معدني مناسب (الشكل 1)، يُزوِّدها بالطاقة والتعليمات، وينقل منها المعطيات المقيسة في باطن الأرض إلى مختبر متنقل (الشكل 2)، مزود بمصدر للطاقة مع التجهيزات اللازمة لحفظ المعطيات وتسجيلها ومعالجتها معالجة أولية- قبل إرسالها إلى مراكز المعالجة الأكثر تعقيداً- ولإظهارها بالصورة التي تخدم المهمة الموكلة إليها.

الشكل (1) نماذج من المسابر البئرية.

الشكل (2) مختبر متحرك نموذجي في موقع البئر.

تطبق في القياسات الجيوفيزيائية البئرية الطرائق الجيوفيزيائية المطورة عن المسح الجيوفيزيائي على سطح الأرض بما يتلاءم وشروط البئر؛ إضافة إلى التقنيات الجيوفيزيائية التي تصلح للقياس في الآبار، ومنها:

  • مجموعة التسجيلات الجيوكهربائية البئرية.

  • مجموعة القياسات الإشعاعية.

  • مجموعة القياسات السيسمية (الزلزالية).

  • مجموعة القياسات المغنطيسية.

  • مجموعة القياسات الهندسية.

  • مجموعة القياسات الحرارية.

    تقدم القياسات الجيوفيزيائية البئرية معلومات ثمينة للجيولوجيين، كالهوية الصخرية (الليثولوجية) lithologic identity للطبقات التي تخترقها البئر، وسمكها وميولها وشروط ترسيبها، والبنيات الجيولوجية السائدة تحت سطح الأرض في المنطقة، كما تسمح لمهندس الخزانات النفطية بالحصول على الصفات المكمنية للصخور الخازنة كالمسامية والنفوذية ودرجة الإشباع ونوعيته (مائي، نفطي، غازي). كذلك يستفيد مهندس الحفر من هذه القياسات بتحديد قطر البئر وميلها واتجاهها وموقع وصلات الإكساء المعدني فيها، وتنبهه على وجود أخطار الانفجارات والانفراغات الغازية في الطبقات المضغوطة قبل أن تخترقها البئر، كما تساعد مهندس الإنتاج على تحديد فعالية الصبة الإسمنتية، خلف الإكساء، ومراقبة تطور محتوى النفط ومنسوبه في الطبقة الخازنة مع الزمن، ومع تقدم الإنتاج. وقد غدت التسجيلات الجيوفيزيائية البئرية تقانة أساسية في صناعة استكشاف النفط والغاز واستثمارهما، ولا يمكن الاستغناء عنها عند استكشاف الثروات الباطنية.

    التسجيلات الجيوكهربائية

    تنقل الصخور التيار الكهربائي بفضل ما تحويه مسامها وتجاويفها من محاليل ملحية متأينة ناقلة للشحنات الكهربائية الموجبة والسالبة مع إيوناتها الموجبة cations والسالبة anions؛ وهي ما يعرف بالناقلية الإيونية للتيار.

    ثمة علاقة تجريبية بين ناقلية صخر ما خالٍ من الغضار وناقلية ما يحتوي عليه من موائع وكمياتها بالنسبة إلى حجم الصخر العام (أي حجم المسام التي يملؤها المائع). اقترح عالم البيتروفيزيائيات الأمريكي آرشي Archie .G أولاً العلاقة (1) بين المقاومية الكهربائية electrical resistivity للصخر Ro المشبع بالمائع والمقاومية الكهربائية للمائع (الذي هو الماء غالباً أو البترول):

    أما عامل التناسب F؛ فيطلق عليه اسم العامل المقاومي الطبقيformation resistivity، ويتضمن المسامية وعوامل أخرى تتعلق بتماسك الصخر ودرجة احتشاء السطوح الفاصلة بين ذراته (الملاط الواصل بينهما) بحسب العلاقة (2):

    حيث قيمة تجريبية يتم تحديدها لكل منطقه أو ربما لكل نوع من أنواع الصخور الخازنة، وتبلغ في الرمال sand = 0.81 وفي الصخور المتماسكة قيمة الواحد. وتأخذ m قيماً واقعة بين 1.8 و2.5 حتى 3.0.

    1- تسجيل الكمون الذاتي الطبيعي Self spontaneous Potential (SP)

    يتم تسجيل الكمون الذاتي الطبيعي في الآبار بين مسريين: أحدهما حامل للجهد يتحرك على طول البئر، والآخر مثبت على السطح (الشكل 3). وتكون الانحرافات التي تظهر في التسجيل ناجمة عن التيارات الكهربائية التي تجري في سائل الحفر في البئر والمتولدة نتيجة القوى الكهرحركية في الطبقات.

    الشكل (3) قياس الكمون الذاتي الطبيعي.

    يتألف الكمون الذاتي الطبيعي المقاس في الآبار من مركّبتين:

    أ- المركَّبة الكهركيميائية للكمون الذاتي الطبيعي Ec.

    ب- المركّبة الكهرحركية للكمون الذاتي Ek.

    لا يخلو أي برنامج لقياس آبار النفط والمياه من تسجيل الكمون الذاتي الطبيعي (SP). وتستخدم هذه التسجيلات في تحري وجود الطبقات النفوذة في البئر وتحديد السطوح العليا والسفلى للطبقات التي تخترقها البئر، وتحديد نسبة وجود الصفاح والغضار في الطبقات، وتحديد مقاومية سائل الطبقة Rw التي تدخل في حساب المسامية في علاقتي آرشي.

    2- قياسات المقاومية الكهربائية في الآبار electrical resistivity logs:

    وتقسم إلى أربع مجموعات رئيسية:

    أ. التسجيـلات المقـاومية النظــامية (التقليدية) conventional resistivity logs

    هناك تشكيلان رئيسان لقياس المقاومية الكهربائية، هما:

    - التشكيل الكموني أو النظامي potential (normal)، ويقاس بالمسبار النظامي.

    - التشكيل التدرجي أو العرضي gradient (lateral)، ويقاس بالمسبار العرضي أو التدرجي.

    ب. التسجيلات المقاومية الممحرقة focused resistivity logs (laterology).

    ج. التسجيلات التحريضية induction logs (IL).

    د. التسجيلات الدقيقة التي تحوي التسجيلات النظامية الدقيقة والممحرقة الدقيقة microlaterology بأنواعها.

    يعتمد تحديد المقاومية في المجموعات الأولى والثانية والرابعة على إرسال تيار كهربائي في طبقات الأرض غلفانياً بوساطة مسريين للإرسال A وB، وقطف فرق الكمون المتولد نتيجة لجريان التيار بين نقطتين معنيتين M وN واقعتين على سطحي كمون مختلفين. يمكن الحصول على مقاومية الطبقة من قيمة كل من شدة التيار I وفرق الكمون ، والتباعد الهندسي بين مساري التيار والكمون ممثلاً بالحد K بحسب العلاقة (3):

    وتسمى مجموعة مساري الكمون والتيار تشكيلاً configuration أو صفيفة array.

    يُحصل في التسجيلات التحريضية على الناقلية (أي مقلوب المقاومية) بقياس تحريضية وشيعة أو مجموعة وشائع وتغيراتها، وتتأثر هذه المجموعة بمفعول الظاهرة الجلدية؛ بسبب استخدامها لحقول كهربائية متناوبة، ويجب أخذها في الحسبان عند تحديد عمق اختراق مسبار أو تباعده.

    تنسب القياسات في كل مسبار إلى نقطة محددة تكون عادة مركز التشكيل الكهربائي المثبت عليها، وهي منتصف تباعد المسبار، وتسمى نقطة الإسناد reference point.

    تنسب القياسات في المسبار النظامي إلى منتصف المسافة بين A وM، ويسمى البعد الفاصل بينهما تباعداً spacing. ويتحدد بناء عليه عمق اختراقها الذي يساوي ضعف هذا التباعد تقريباً (الشكل 4).

    الشكل (4) مبدأ المسبار العرضي وبنيته.

    ثمة مسابر نظامية متعددة، هي:

    - المسبار النظامي القصير short normal بتباعد قدره AM = 16 inch.

    - المسبار النظامي المتوسط medium normal بتباعد قدره AM = 32 inch.

    - المسبار النظامي الطويل long normal بتباعد قدره AM = 64 inch.

    يتألف المسبار العرضي أو التشكيل التدرجي من مسريين (A وB) ينقلان التيار المستمر إلى الطبقات، ومسريين N وM يسجلان فرق الكمون الناشئ من هذا التيار. يتم تثبيت المساري N وM وA على جسم المحس، ويقع المسرى الرابع B على بعد يكفي لعده في اللانهاية (الشكل 4).

    يستفاد من القياسات المقاومية النظامية والعرضية بتباعدات وبأعماق اختراق مختلفة في تحديد المقاومية Rt للطبقة النظيفة غير المجتاحة براشح سائل الحفر، والمقاومية Ri للطبقة المجتاحة، وكذلك تحديد السطوح الفاصلة بين الطبقات وسماكة هذه الطبقات، وإيجاد التعالقات correlation والمضاهاة بين التسجيلات المقاومية في الآبار النفطية المجاورة.

    التسجيلات الكهربائية الممحرقة electrical logs focused

    تنخفض فاعلية التشكيلات الكهربائية البئرية في حال كون سائل الحفر ناقلاً جيداً للتيار وكون الطبقات التي يجري القياس فيها عالية المقاومة. هناك العديد من التشكيلات الممحرقة، أهمها تشكيل لاترولوجي -7- الممحرق ذي الإلكترودات السبعة (LL7) the electrode configuration of laterology، ويتألف من مسرى مركزي للتيار Ao يجري فيه تيار ثابت الشدة Io، وتتوزع على جانبيه بالتناظر ستة مسارٍ، يمثل زوج منها مساري التيار المساند A1
    وA2، ويجري فيهما تياران لهما قطبية المسرى المركزي نفسه وبشدة مناسبة لأن تتدافع خطوط التيار التابعة لهما مع خطوط التيار المركزي. وهناك أيضاً زوجان من مساري الكمون M2 –M1 و M*2 –M*1 موصولة بعضها مع بعض وصلاً قصيراً، ولها كمون كهربائي واحد. ويراعى أن يكون فرق الكمون بين M*1 M1 وبين M*2 M2 صفراً (الشكل 5). وإضافة إلى ما ذكر هناك التشكيل الممحرق لاترولوجي - 3 - L(3) والتسجيل الممحرق لاترولوجي -8- (LL8)، ويعتمد مبدأ التشكيل السباعي نفسه.

    الشكل (5) تشكيل لاترولوجي الممحرق -7- LL7.

    التسجيلات التحريضية

    دخلت القياسات التحريضية الكهربائية برامج القياسات الجيوفيزيائية البئرية؛ لتقوم مقام قياسات التيارات الغلفانية في الحالات التي لا تستطيع فيها تلك القياسات تقديم معطيات دقيقة وفعالة، وذلك إما لاستحالة الوصل الغلفاني للتيار في سائل حفر زيتي أو غازي؛ وإما لصعوبة نقل التيار في سائل حفر ذي أساس مائي عذب جداً.

    يعتمد مبدأ القياس بالتسجيلات التحريضية على إدخال وشيعتي إرسال transmitter واستقبال receiver مثبتتين على محس في البئر، وتغذية وشيعة الإرسال بتيار كهربائي متناوب ثابت الشدة ذي تردد عال يصل إلى 20 كيلوهرتز (الشكل 6).

    الشكل (6) مبدأ المحس التحريضي وبنيته.

    ويمكن التمييز بين أربعة نماذج من المسابر التحريضية المتوافرة بحسب عمق اختراقها الذي يحدده المسافة الفاصلة بين وشيعة الإرسال ووشيعة الاستقبال ودرجة توجيه الحقول الكهرطيسية فيها.

    أ- المسبار التحريضي (6FF40) الموجود مع التشكيل الكموني النظامي 1.6 إنش ومع الكمون الذاتي (sp) في مسبار واحد يسمى المسبار الكهربائي التحريضي (IES) Induction Electrical Survey. ويتألف من ست وشائع، متباعدة بقدر 40 إنشاً مع أكبر عمق اختراق بين المسابر التحريضية.

    ب- المسبار التحريضي 6FF28، وقطره أكبر من سابقه أي إنش.

    ج- المسبار التحريضي المضاعف + الموجه الثمانيDual Induction-LL8 (DIL) ويتألف من مسبار تحريضي عميق (ILD) وتحريضي متوسط العمق (ILm)؛ إضافة إلى الموجه الجانبي (IL8) ومسبار الكمون الذاتي الطبيعي.

    د- المسبار التحريضي + الموجه كروياً Induction–Spherically Focused– Sonic (ISF-Sonic)، ويتألف من مسبار تحريضي عميق ILd ممحرق كروياً مع مسبار SP ومسبار صوتي معوِّض (BHC) مع خيار لتسجيل إشعاعات غاما الطبيعية.

    تقدم القياسات التحريضية البئرية معطيات مهمة حول مقاومة القطاعات المختلفة حول البئر؛ إذا كان سائل الحفر ذا مقاومة متوسطة إلى عالية وحتى إذا كان عازلاً، أو كانت البئر فارغة من أي سائل للحفر.

    أما بالنسبة إلى المجموعة الرابعة من القياسات المقاومية الدقيقة؛ فيتم قياس المقاومة فيها من التسجيلات البئرية بتشكيلات كهربائية مماثلة لتلك المستخدمة في التسجيلات التقليدية والممحرقة، ولكن بتباعد دقيق؛ مما يجعلها نموذجاً مصغراً عنها. وهناك أربعة مسابر دقيقة في الاستخدام الحالي، هي:

    أ- المسبار الدقيق التقليدي Micrology (ML).

    ب- المسبار الدقيق الممحرق Microlaterology (MLL).

    ج- المسبار التقاربي Proximity log (PL).

    د- المسبار الدقيق الكروي Micro SFL (MSFL).

    يكون المسبار الدقيق عادة مركّباً من مسبار دقيق تقليدي (نظامي وعرضي) مثبت على وسادة مطاطية في الجهة الواحدة من جسم المسبار وآخر موجه دقيق (MLL) أو مسبار تقاربي موضوع على وسادة مطاطية في الجهة المقابلة من جسم المسبار يتم القياس بهما بآن معاً.

    طرائق القياسات الإشعاعية في الآبار radiometrical well log methods

    1- تسجيل إشعاعات غاما الطبيعية Natural Gamma Ray log (NGR):

    يتم قياس النشاط الإشعاعي الطبيعي مقابل الطبقات التي تخترقها البئر لتعرّف المكامن المشعة، أو التمييز بين الصخور ذات الإشعاعية العالية- ولا يمكن عدّها صخوراً خازنة للنفط- وبين الصخور ذات الإشعاعية المنخفضة التي تُعدّ من الصخور المحتملة لخزن النفط.

    يعبر النشاط الإشعاعي في الصخور عن احتوائها على العناصر المشعة التابعة لإحدى سلاسل العناصر المشعة الطبيعية (اليورانيوم والتوريوم والأكتينيوم) أو احتوائها على النظائر المشعة كنظير البوتاسيوم (الشكل 7).

    الشكل (7) الطيف الطاقي لإشعاعات غاما في البوتاسيوم والتوريوم

    2- تسجيل كثافة الطبقة formation density log أو غاما-غاما:

    يعتمد مبدأ هذه الطريقة على قذف الطبقة بأشعة غاما الصنعية الصادرة عن منبع مشع مثبت في أسفل المسبار. تتفاعل إشعاعات غاما مع المواد التي تمر فيها، وتمتص من قبلها، فتخسر طاقتها عند اختراقها الطبقات الصخرية على ثلاثة أشكال اعتماداً على مستوى الطاقة التي تحملها هذه الإشعاعات:

    أ- الأثر الكهرضوئي photoelectric effect.

    ب- أثر كومبتون Compton effect.

    ج- تشكل الأزواج pair production.

    تعتمد كثافة الصخر على كثافة الفلزات المؤلف منها، وعلى درجة المسامية وكثافة السائل الذي يملأ التجاويف والمسامات؛ بحسب العلاقة (4):

    ويمكن كتابتها على النحو التالي كما في العلاقة (5):

    في حال حساب قيمة المسامية؛

    حيث: - كثافة جسم الصخر bulk density.

    - كثافة المائع أو السائل الذي يملأ

    التجاويف fluid density.

    RoHmat - كثافة بنية الصخر المؤلفة منالفلزات

    المختلفة matrix density.

    يتألف مسبار الكثافة (الشكل 8)، من منبع لأشعة غاما(أونترونات) مثبت في أسفل المسبار ولاقط إشعاعي مثبت على بعد معيّن من المنبع يسمى تباعد المسبار sonde spacing.

    الشكل (8) مسبار الكثافة litho-density log.

    3- التسجيلات النترونية

    يتم في هذه التسجيلات قذف الصخر برشقات من النترونات السريعة سرعتها بحدود 20.000 كم/ثا عالية الطاقة من منبع نتروني مثل الأمريكيوم - البيريليوم
    (Am Be) أو البلوتونيوم - البيريليوم (Pu Be) مثبت في المسبار البئري: تصطدم هذه النترونات بنوى الصخر المحيط بالبئر، وتخسر طاقتها الحركية نتيجة كل اصطدام إلى أن تصبح سرعتها ما يسمى بالسرعة الحرارية thermal velocity في حدود 2كم/ثا، وتنخفض طاقتها لتصبح في حدود 0.025 إلكترون فولط. تنتشر النترونات بعدها بين نوى الصخر عشوائياً من دون خسارة جديدة إلى أن تلتهمها بعض النوى المعروفة بشرهها للنترونات مثل نوى الكلور والهدروجين والسيليس وغيرها.

    يمكن تسجيل النترونات المرتدة إلى المسبار بعد اصطدامها (تسجيل نترون-نترون) أو تسجيل إشعاعات غاما الناجمة عن التهام النترونات من قبل نوى الصخر (تسجيل نترون- غاما).

    هناك عدد من المسابر المستخدمة، وهي Gamma - Ray Neutron Tool (GNT) أو تلك التابعة للجيل الجديد، وهي إما المسبار الجداري (SNP) Sidewall Neutron Log وإما المسبار المعوض (CNL) Compensated Neutron Log.

    هناك استخدامات مشتركة بين جميع المسابر النترونية وأخرى خاصة بكل منها.

    التسجيلات السيسمية الاهتزازية (الزلزالية) البئرية seismical well logging

    ومنها تسجيل السرعة البئري velocity logging، ومن أسمائه التجارية تسجيل السرعة المستمر Continuous Velocity Log (CVL) والتسجيل الصوتي acoustic (log-sonic) log.

    تعدّ سرعة الأمواج السيسمية في صخر ما إحدى صفات هذا الصخر الفيزيائية المهمة، وتعتمد على تركيبه وبنيته ومحتواه من السوائل أو الغازات.

    ثمة علاقات تجريبية وتحليلية تربط بين السرعة السيسمية في الصخر ومساميته مع الأخذ بنوعية الصخر ونوعية السائل الذي يملأ المسامات في الحسبان. ويمكن قياسها بعلاقة وسطي المدة الزمنية بين النبضات الزمنية المتتالية بحسب ويلي Wyllie في مجال المسامية الشائعة (من صفر حتى 40%)

    تستعمل حالياً مسابر من نوع (BCH) Borehole Compensated تعوض التأثيرات الناشئة من ظروف البئر، وتستخدم منبعين للطاقة السيسمية؛ أحدهما في أسفل المسبار والآخر في أعلاه إضافة إلى زوجين من اللواقط بينهما.

    يستفاد من التسجيل الصوتي في الآبار لأغراض متعددة، أهمها: تحديد قيمة المسامية في الصخور والرابط بينها وبنية الطبقات ومحتوى الصفاح shale؛ ولخدمة الاستكشاف السيسمي الانعكاسي وغيرها. كذلك يستخدم المسبار الصوتي الطويل Long-Spaced Sonic Tool (LSS) ومسبار الصفيفة الصوتية Array-Sonic Tool لهذه الغاية (الشكل 9).

    الشكل (9) مسبار الصفيفة الصوتية.

    أُنجزت في السنوات الأخيرة تطويرات عديدة في حقل التسجيلات الصوتية البئرية أدت إلى تصميم مسابر صوتية أكثر كفاءة وفعالية من المسابر المذكورة سابقاً، وأدخلت في الاستخدام الفعلي في السنوات الأخيرة.

    التسجيلات المغنطيسية magnetic logging

    هناك عدد من التسجيلات المغنطيسية في الآبار، أهمها قياس الطواعية المغنطيسية susceptibility magnetic، ولها -إلى جانب الحصول على قيم الطواعية المغنطيسية للصخور- تطبيق تقني مهم في تحديد وصلات الإكساء في الآبار وقياس الرنين (التجاوب) البروتوني المغنطيسي magnetic resonance proton nuclear الذي يخدم في تحديد نفوذية الطبقات.

    التسجيلات الحرارية temperature logging

    تقاس درجة الحرارة في الآبار مقابل الطبقات الصخرية المخترقة بمسبار خاص في مقدمته ميزان حرارة ذي مقاومة thermistor، وهو مقاومة كهربائية خاصة من مواد نصف ناقلة وذات عامل حراري موجب (تزداد المقاومة مع ازدياد درجة الحرارة) أو سالب (تنقص المقاومة مع ازدياد درجة الحرارة). يستفاد من التسجيلات الحرارية البئرية في استكشاف الطبقات المنتجة للغاز وتقييمها وتحديد كميته المنتجة من كل طبقة وتحديد قيمة التدرج الحراري العام والتدرج الحراري المجالي interval gradient مقابل طبقات معيّنة تخترقها البئر، وتحديد مواقع دخول المياه إلى البئر، ومناطق ضياع سائل الحفر mud loss في أثناء عملية الحفر، وأخيراً تحديد وجود الصبة الإسمنتية خلف الإكساء وأعلى نقطة وصلت إليها أو ما يسمى قمة السمنتة cementation top.

    التسجيلات الهندسية والتقنية geometrical and technical logging

    1- تسجيل قطر البئر caliper log

    يدخل قطر البئر في الكثير من التصحيحات الواجبة على القياسات البئرية المختلفة. وتفيد معرفته في تحديد سماكة الكعكة الطينية والمناطق ذات الاجتياح الكبير؛ وبالتالي معرفة مجالات النفوذ في البئر، أو لتحديد المجالات التي يتسع فيها قطر البئر مشكلاً كهوفاً صغيرة، أو تلك التي يضيق فيها بسبب اندفاع الطبقات الغضارية نحو مركز البئر نتيجة انتفاخها. يتم قياس قطر البئر بمسبار خاص مشترك مع مسابر أخرى (مسبار الكثافة، والمسابر الدقيقة وغيرها).

    2- تسجيل مدى انحراف محور البئر واتجاهها:

    ينحرف محور البئر عن الشاقول في أثناء أعمال الحفر لأسباب متعددة، ويجب تصحيح ذلك الانحراف عند متابعة الحفر حتى نهاية البئر بمسبار يمكن أن يكون جزءاً من مسبار قطر البئر ومسبار ميل الطبقات، كما هو الحال في مسبار قطر البئر المضاعف. ويتم قياس انحراف محور البئر بتصوير موقع كرة معدنية تتحرك في صحن صقيل شفاف أمام عدسة آلة التصوير الموجودة في المسبار. وتكون الكرة في مركز الصحن إذا كان المسبار شاقولياً تماماً؛ ومنحرفة عن المركز إذا كان محور البئر منحرفاً عن الشاقول.

    3- تسجيل ميل الطبقات dipmeter log

    يسجل ميل الطبقات المخترقة في البئر لمصالح جيولوجي النفط. وللمساهمة في نجاح عملية الترابط بين الآبار المختلفة واستكشاف التراكيب الإقليمية في الحقل النفطي. وقد ازدادت أهمية هذا التسجيل مؤخراً بعد توفر الإمكانات المتطورة لتفسيره والاستفادة منه في تعرف تفاصيل ظروف تشكل الطبقات في المكمن النفطي.

    يسجل مسبار ميل الطبقة ثلاثة منحنيات أو أربعة بآن معاً في أثناء مرورها في الطبقات، ويعرض نتائج تسجيل ميل الطبقة عادة على شكل أسهم arrow plot أو مصبّعات الشكل (10).

    الشكل (10) بنية المسبار المركّب لتسجيل ميل الطبقة وميل البئر واتجاهها وقطرها.

    يشير ساق السهم أو المصبّعة إلى اتجاه الميل في حين يدل موقع قاعدته على قيمة الميل بالدرجة أو زاويته (باتجاه محور السينات؛ نحو اليمين) وعلى عمق الطبقة المقاسة (محور العمق نحو الأسفل).

    وقد درجت العادة على تلوين بعض المظاهر المميزة في عروض الميل بألوان مختلفة كالأحمر والأزرق والأخضر، فالتشكيل الأحمر مثلاً يعني تزايد الميل تدريجياً مع العمق مع ثبات تام في الاتجاه، ويمكن أن يكون سببه وجود الفوالق أو المنخفضات الأسطوانية (قناة channel أو جرف reef).

    أما التشكيل الأزرق فيمثل تناقصاً تدريجياً في الميل مع العمق، ويكون التشكيل الأخضر عادة مستقراً في القيمة والاتجاه.

    4- تسجيل ترابط الإسمنت (CBL) Cement Bond log

    يجب قبل البدء باستثمار البئر النفطية، حجز الطبقات الخازنة للنفط والغاز والماء بعضها عن بعض وعن سطح الأرض، وتعدّ هذه العملية أهم الإجراءات اللازمة لإكمال البئر well completion. يلجأ لهذه الغاية إلى عملية حقن الإسمنت خلف الإكساء المعدني مقابل الطبقات الخازنة؛ لتمنع الاتصال فيما بينها وتحمل أنابيب الإكساء.

    5- تسجيل وصلات الإكساء casing collar locate

    تعمل تسجيلات وصلات الإكساء مستندة إلى قانون فراداي التحريضي حيث تتناسب القوة المحركة الكهربائية (فولط v) في الدارة طرداً مع معدل تغير التدفق المغنطيسي خلالها مع الزمن. ويخدم تحديد مواقع وصلات الإكساء المعدني وعددها في البئر لأغراض مختلفة، ويكون مرجعاً في أعمال إنتاجية وتقنية عديدة، ويمكن تحديد منطقة الوصل بين قطعتين من أنابيب الإكساء؛ إذا اعتمد على ازدياد سماكة الإكساء المعدني في هذه المنطقة.

    مسابر التصوير imaging devices

    أدخلت تطويرات حديثة في مجال قياسات المقاومة التي يتشابه جزء كبير منها مع طرائق قياساتها، وتعرض استجاباتها على شكل صور تشبه الصور الشعاعية الضوئية، وتختلف تبعاً لأشكالها بقدرة التمييز وآلية القياس.

    تكمن أهمية هذه القياسات في البحث عن الشقوق، وقدرتها الكبيرة في الكشف عنها، وتسمح بمعرفة الوضع الفراغي والهندسي لهذه الشقوق والفراغات. وتصنف مسابر التصوير البئري وفقاً لمبدأ عملها إلى ثلاثة أصناف:

    مسابر بصرية، مسابر صوتية، مسابر كهربائية.

    تُعدّ مسابر التصوير البئري الكهربائية أكثر دقة في الكشف عن الشقوق مقارنة مع المسابر الصوتية. وهناك نوعان من المسابر الكهربائية الخاصة بالتصوير البئري، هما:

    أ- الماسح الطبقي الدقيق Formation Microscanner (FMS) (الشكل 11).

    الشكل (11) الماسح الطبقي الدقيق.

    ب- المسبار المصور الدقيق بالسوائل العازلة Oil - Base Microimager (OBMI). (الشكل 12)

    الشكل (12) المسبار المصور الطبقي الدقيق بالسوائل العازلة

    تبين هذه القياسات بعد معالجتها معالم الصخر من خلال صور واضحة شبيهة بالصور الضوئية للعينات الأسطوانية، فتظهر التفاصيل الدقيقة مثل: سطوح التماس الحتية والنطاقات الصخرية المحتوية على المستحاثات والتشوهات التي لحقت بالصخور الطرية، والرقاقات الصخرية التي لا تزيد سماكتها على
    1 سم؛ إضافة إلى البنية الطبقية المعرضة للخلل اللاحق مثل الفوالق والطيات والانهيارات، فيسمح بتمييز كل النطاقات المحتملة لتكون منتجة للنفط أو الغاز، وتحديد نفوذية الطبقة بدقة عالية.

    جـ - المسبار المصور الطبقي الدقيق Fullbore Formation Microimager (FMI)

    ويُعدّ من الجيل الأخير في سلسلة مسابر التصوير البئري الكهربائية في مجال الصناعة النفطية، حيث قدمت شركة شلومبرغر Schlumberger عام 1991 لأول مرة هذا المسبار لتلافي العيوب والمشاكل التي رافقت الأجهزة السابقة، واستمرت في تطويره فوجد المسبار فائق الدقة HD-FMI (الشكل 13).

    الشكل (13) المسبار المصور الطبقي الدقيق.

    تسـتطيع صـور FMI أن تفـرق بين المـلامح البنيوية والترسيبية وأن تكشف الفوالق والطيات شديدة الميل وتحدد أبعادها وميولها واتجاهها بدقة كافية.

    وهناك أيضاً تقنية جديدة للتصوير الكهرطيسي Electromagnetic imaging system (EM) لا يمكن الاستغناء عنها من قبل مهندسي المخزون والإنتاج؛ لكونها تساهم في تحقيق إنتاجية مثلى وحصاد أعظمي، وتطوير الحقول النفطية المنتجة بتوصيفها بمساعدة صور كهربائية عميقة للتشكيلات.

    وآخر ما تحقق في هذا المجال مسبار يقيس الآبار المكسوة لتقييم الإشباعات المتجاوزة bypassed pay ومراقبة الإنتاج في الآبار المحفورة قبل مرحلة التسجيل لقياس المقاومة خلف الإكساء، وقياس التسرب خلاله إلى التشكيلات المجاورة وفقها: مسبار قياس مقاومة التشكيلات خلف الإكساء Cased Hole Formative Resistivity (CHFR)، وهو من نوع laterolog؛ أي إنه مسبار ذو أقطاب تقيس تغيرات الكمون بتطبيق تيار عبر الصخور حول البئر.

    يتألف مسبار CHFR من وحدة (خرطوشة) إلكترونية ومسرى حاقن للتيار يعمل كموجه له، وأربعة أقطاب تعمل كموجه أيضاً كما في الشكل (14) الذي يبين المخطط التفصيلي لهذا المسبار.

    الشكل (14) مخطط تفصيلي للمسبار (CHFR).

    وقد أثبتت تسجيلات المسبار CHFR إمكان إعادة القياس ومقارنته مع قياسات المقاومة في الآبار غير المكسية وفي أثناء الحفر مباشرة؛ كما أنها ميزت بوضوح المناطق العذراء والمناطق المستنزفة وغير المقيسة الممسوحة depleted and upswept zones.

    مراجع للاستزادة:

    - سليمان رماح، علي العجي، القياسات الجيوفيزيائية البئرية، منشورات جامعة دمشق، 2011.

    - W.C. Chin, Electromagnetic Well Logging: Models for MWD/LWD Interpretation and Tool Design, John Wiley & sons, 2014.

    - V. D. Ellis, J. M. Singer, Well Logging for Earth Scientists, Springer, 2008.

    - H. Liu, Principles and Applications of Well Logging, springer, 2017.


التصنيف : العلوم الهندسية وتقاناتها
النوع : العلوم الهندسية وتقاناتها
المجلد: المجلد الخامس
رقم الصفحة ضمن المجلد : 0
مشاركة :

اترك تعليقك



آخر أخبار الهيئة :

البحوث الأكثر قراءة

هل تعلم ؟؟

عدد الزوار حاليا : 1118
الكل : 40824924
اليوم : 59656