کاربرد نمودار های پتروفیریکی در ارزیابی شکستگی های مخزن

کاربرد نمودار های پتروفیریکی در ارزیابی شکستگی های مخزن

1- نمودارهاي تصويري چاه (Bore Hole-Imaging Logs)

نمودارهاي تصويرگر از مهترين ابزارها در زمينه اكتشاف، حفاري و توسعه مخازن نفتي هستند. ابزار تصويرگر ويژگيهاي فيزيكي خاص مانند مقاومت، زمان بازگشت سيگنال صوتي و ... را از سازند اندازه گيري مي كند و سپس داده هاي ثبت شده را به صورت فرمت هاي استاندارد، ذخيره مي كند. در حال حاضر شركتهاي مختلفي انواع تصويرگرها، زمين شناسان را از انجام عمليات مغزه گيري در بسياري از موارد بي نياز كرده اند.

در سال 1968 نخستین ابزار تصويرگر با فركانس بالا ابداع گردید. پس از آن در سال 1986 اولین تصويرگر Microresistivity، ارائه شد که تحول بزرگي در عرصه تصوير گرها به وجود آورد به نحوی که زمين شناسان را قادر مي ساخت لايه بندي، تخلخل ثانويه، شكستگي و تركها را با جرئيات مشاهده كنند.

نمودارهای تصویری قادرند تصاویری از شکستگیها، برش ها، حفرات بزرگ و ساخت های رسوبی تهیه کنند که برای انطباق و ارزیابی سیستم فضاهای خالی مرتبط، مفیدند. دو نوع نمودار به صورت عمومي وجود دارد كه براي تهيه تصاوير از ديواره چاه استفاده مي شود:

1- ميكرو اسكنر سازندي (Formation Microscanner, FMS)

2- نظاره گر صوتي(Acoustic Televiewer, ATV)

اين دو نمودار بايستي با گل حفاري به داخل چاه رانده شوند و قادرند جزئيات تصويري ديواره جاه را بر اساس تغييرات مقاومت و انعكاس صوت تهيه كنند.

1-1- نمودار FMS

دستگاه تصوير گر FMS تحول عمده اي در تكنولوژي نمودارگيري به وجود آورده و به ما اجازه مي دهد تا خصوصيات سازند را بررسي كنيم.اين ابزار در واقع از تكنولوژي شيب سنج(Dipmeter) استفاده كرده و داراي چهار بازوي اندازه گيري ريزمقاومت (Microresistivity) با حد تفكيك بالا (High Resolution) است و قادر است تصوير خاكستري يا رنگي از ديواره چاه حاصل كند.اين تصاوير،ويژگيهاي مختلف نظير لايه بندي،ساخت هاي رسوبي،شكستگي ، استيلوليت و تغيير شكل هاي بعد از رسوبگذاري،نظير گسل و چين خوردگي و فروريزش(Slumping) را نشان مي دهند. در اين ابزار دريابگرهاي ريز مقاومت (Sensors Microresistivity) در انتهاي چهار بازوي عمود بر هم نصب گرديده اند.اين دريابگرها قادرند تغييرات مقاومت را با حد تفكيك بالا در لايه هاي حفاري شده ثبت نمايند.اين تغيير مقاومت ها كه به عواملي نظير لايه بندي، شكستگي هاي پر شده از گل حفاري، تخلخل هاي حفره اي، تغيير بافت سنگ و ... بستگي دارد به صورت تباين رنگي(Contrast) نشان داده مي شود.اين تباين رنگي به صورت يك تصوير مجازي، مي تواند ويژگيهاي مخزن را به صورت كيفي به نمايش بگذارد.

یکی از مهمترین کاربردهای FMS شناسایی شکستگیهای طبیعی است. حساسيت بالاي اين دستگاه به ما اجازه مي دهد، پديده هاي بسيار ظريف مانند شكستگي ها را شناسايي كنيم، به عبارتي مي تواند دهانه شكستگيها را با پهناي حدود چند ميكرون تا دهها ميكرون كه اختلاف مقاومت مخصوص كمي با لايه هاي مجاور خود دارند را مشخص نمايد.

اين ابزار مي تواند بين شكستگيهاي باز و بسته تمايز قائل شود(شكل 1). در اين شكل مجموعه اي از شكستگيهاي خطي با رسانايي ويژه بالا كه شيب زيادي دارند، قابل مشاهده اند. اين شكستگيها، باز بوده و توسط گل رسانا پر شده اند. عدم جابجايي سطح لايه ها در طول اين شكستگيها دلالت بر اين دارد كه اين شكستگيها،نه به خاطر استرس برشي، بلكه به خاطر استرس كششي، تشكيل شده اند.

شکل1- شکستگیها به خوبی در تصاویر FMS مشخص می شوند .

ابزار FMI نسل جدیدی از ابزارهای تصویر برداری است که نسبت به FMSداراي پوشش ديواره اي دو برابر است. هر بالشتك حاوي 24 نشانگر ريز مقاومت است، سبب ايجاد حد تفكيكي(Resolution) بالا در حدود 0.3 اينچ مي شود. ابزار FMI مجهز به 4 بازو به همراه 2 بالشتك است كه هر يك 60 تا 100 درصد از ديواره چاه را پوشش مي دهند. در حالت كلي دستگاههاي تصويرگر، براي شناخت شكستگيهاي طبيعي(Natural Fractures) و مصنوعي Fractures) Induced) به كار گرفته مي شوند و می توانند براي محاسبه شيب و امتداد شكستكي و سطوح لايه بندي، مورد استفاده قرار گیرند.

1-2- ابزار) BHTV Bore Hole Televiewer) يا ATV

اين ابزار يك اسكنر صوتي (Acoustic)بوده و همانند يك نمودار تفسيري است كه مي تواند اطلاعاتي در زمينه موقعيت و ويژگيهاي تخلخل ثانويه از قبيل شكستگي و شيب و امتداد آنها در اختيار بگذارد و بر خلاف FMS، براساس تباين صوتي(Acoustic Contrast) تصوير ديواره چاه را فراهم مي كند.در حقيقت BHTV يك وسيله تصوير برداري صوتي با محيط دايره اي ˚360 مي باشد كه مي تواند براي به تصوير كشيدن شكستگيها از گمانه حفاري كه در اثر تنش ايجاد شده اند،مورد استفاده قرار گيرد.اين ابزار يك تصوير بدون انحراف از سطح گمانه حفاري به ما مي دهد كه در بسياري از مواقع،شكستگيها نيز در آن به صورت نواحي با قدرت انعكاس پايين قابل تشخيص هستند.

همچنان كه ابزار در داخل چاه به سمت بالا كشيده مي شود، ديواره چاه به وسيله چرخنده اي كه پرتوهاي اولتراسونيك ساطع مي كند، اسكن مي شود. تصوير حاصل بر روي يك لامپ كاتدي، نمايش داده مي شود. تصوير ديواره چاه را به گونه اي نشان مي دهد كه گويي چاه را در جهت قائم، شكاف داده و پهن كرده باشيم. به اين ترتيب شكستگيهاي قائم به صورت خطوط مستقيم قائم ديده مي شوند، در حالي كه شكستگيهايي كه حد واسط قائم و افقي اند، به صورت سينوسي و شكستگيهاي افقي، به صورت خطوط مستقيم افقي ديده مي شوند.

در شكل 2 شيب يك شكستگي باز به طرف جنوب نشان داده شده است. تصوير سمت چپ به صورت سه بعدي، وضعيت اين شكستگي را در داخل چاه نشان مي دهد:

شکل2- نمای سه بعدی از یک شکستگی و تصویر آن توسط ATV.

D قطر چاه و H طول بخشی از شکستگی است که چاه را قطع نموده است.

1-2-1- پردازش وتفسير داده ها

براي به دست آوردن تصوير،داده هاي رقومي بايد پردازش شوند.در مرحله تفسير داده ها،تصوير به دست آمده مورد تحليل قرار مي گيرد تا پديده هايي همچون; تورق، حفرات وشكستگيها شناسايي شوند. اين پديده ها به صورت خطوط يا نقاط تيره اي ديده مي شوند كه باعث پراكنش صوتي در لبه هاي شكستگيها و حفرات مي شود. همچنين به آساني مي توان جهت و شيب آنها را تشخيص داد.كاربرد اصلي BHTV، تشخيص شكستگيها و تعيين جهت آنهاست.هرچند كه مي تواند براي تشخيص برخي پديده هاي بافتي در كربناتها همچون ساختار چشم پرنده اي و حفره اي هم به كار رود.

1-2-2- ابزار صوتي Sonic Scanner Wire line Acoustic Tool

اين ابزار صوتي جديد با 5 فرستنده و 104 گيرنده، توسعه يافته و توسط آن به خوبی می توان امواج برشي و فشاري را شناسایی نمود. همچنین امکان تمایز سازند هاي همگن از ناهمگن و نيز همسانگرد از ناهمسانگرد را فراهم مي آورد و به خاطر داشتن تعداد بيشتري فرستنده و گيرنده نسبت به انواع قبلي، پردازش پيشرفته تر اطلاعات را ممکن مي سازد.

2- نمودارهاي صوتي (Sonic logs)

يكي از مهمترين نشانگرهاي شكستگيها ٬ ارتعاش امواج صوتي در داخل و محيط اطراف چاه است. از سویی با توجه به آن که اغلب ابزارهای صوتی برای تشخیص نخستین موج فشارشی رسیده- هنگامی که سطح انرژی به آستانه خاصی رسیده باشد- طراحی گردیده اند، لذا اگر سطح انرژی به میزان آستانه نرسیده باشد، پدیده چرخه پرشی (Cycle Skipping) رخ می دهد. به عبارت دیگر چرخه پرشی زمانی روی می دهد که سیگنال، به اندازه کافی قوی نیست که روی گیرنده پایینی تأثیر داشته باشد و تنها تنها روی گیرنده بالا موثر است. این پدیده می تواند در اثر وجود شکستگیهای باز روی دهد بنابراین در سنگهای سخت، Cycle Skipping شاخص خوبی در تعیین شکستگیها خواهد بود..

تيپ، اندازه و توزیع فضاهاي متخلخل و بين دانه اي، حفره ها و شكستگيها، همگي بر سرعت صوت تاثير دارند، در تخلخل هاي بزرگ يا حفره ها اين امكان وجود دارد كه ارتعاش صوت، كوتاهترين مسير را طي كرده، بنابراين از اطراف حفره ها عبور كند.

وجود شكستگيها و ترك هاي ريز(چه به صورت طبيعي و چه شكستگيهاي ايجاد شده در هنگام حفاري) بطور يكسان سرعت صوت را كاهش مي دهند، زيرا باعث ايجاد ريز تخلخل ها- به صورت صفحاتي كه صوت بايد از آنها عبور كند- می شوند. همچنين در سازند هاي داراي شكستگي كه معمولاًٌ ريختگي و حفره در ديواره چاه وجود دارد، t افزايش مي يابد.

تشخيص شكستگيهاي طبيعي با استفاده از نمودار هاي صوتي توجه زيادي را در گذشته به خود معطوف داشته است. بيشتر اين روش ها از بعضي قسمت هاي قطار موج صوتي كه به صورت آنالوگ نمايش يافته ٬ استفاده مي كنند . يك راه براي تعيين وجود شكستگيها اين است كه دامنه رسيدهاي امواج برشي را پردازش كنيم . وجود شكستگيها، توانايي امواج برشي براي حركت و انتقال را محدود مي كند(شكل 3).

وجود شكستگيها را همچنين مي توان از دامنه موج استونلي استنباط كرد. در زون هايي كه داراي شكستگي هستند، دامنه امواج استونلي به طور قابل ملاحظه اي تغيير كرده و كاهش پيدا مي كند. همچنين بايد توجه كرد، شكستگي در فاصله اي از ديواره چاه، برابر فاصله فرستنده-گيرنده روي ابزار اندازه گيري تأثير مي گذارد.

شكل3- كاهش انرژي موج برشي دلیل وجود شكستگي است.

تكنيك ديگر در اين زمينه، مطالعه اثرات تبديل مد است. اين پديده زماني اتفاق مي افتد كه موج صوتي با شكستيگهاي پر شده از سيال برخورد مي كند. در محل تقاطع چاه و شكستگي اتصال بين چاه و سازند به خاطر سطح ويژه بالا در محل تماس اين دو افزايش پيدا مي كند. به همين دليل تبديل انرژي صوتي از يك مد ديگر ساده تر صورت مي گيرد. زماني كه گيرنده يا فرستنده در مقابل شكستگي قرار گيرد، اين تبديل مد (براي مثال تبديل از مد سازند به مد چاه) باعث ايجاد Spike (پرش)خاصي در دامنه مد سازند مي شود . وجود دو Spike از اين نوع، وسيله مطمئني در تشخيص شكستگيها است (شكل4):

شكل4- پاسخ شكل موج سونيك در يك شكستگي بزرگ

ويژگي ديگري كه به وضوح قابل توصيف است، الگوي متقاطعي است كه در موجهاي P,S به وجود مي آيند. آنومالي هاي كه به وسيله شكستگيهاي قائم به وجود مي آيند،

3- نمودار نوترون(Neutron Log)

نمودارهای نوترون با اندازه گیری مقدار تسخیر نوترون های تولید شده از یک منبع نوترون، تمرکز یونی هیدروژن را در سازند اندازه می گیرند.ابزارهای رایج نوترون شامل نوترون اصلاح شده (CNL) و نمودارهای نوترون دوگانه اصلاح شده می باشد که معمولاً همراه با نمودار چگالی از چاه گرفته می شوند. این نمودار تخلخل کل را محاسبه می کند و در حضور یک شکستگی باز که نشان دهنده تخلخل بالاست، می توان انتظار یک ناهنجاری را در این نمودار داشت، اما اشكال آن اين است كه ابزاري يك جهته بوده و امكان چرخش در آن وجود ندارد.

4- نمودار چگالي (Density Log )

در اين نوع نمودار،چگالي سازند که تابعي از نوع سنگ و تخلخل است با گسيل تابش گاما از دستگاه و ثبت تابش گاماي بازگشته از سازند، اندازه گيري مي شود.

منحني تصحيح بر روي نمودار چگالي(Δρ)، معمولاً نشانگرناهمواري ديواره چاه و ضخامت Mud Cake است. اما اين منحني، به شكستگيهاي پر از سيال، نيز عكس العمل نشان مي دهد، به ويژه زماني كه لبه هاي شكستگي به وسيله حفاري لب پريده شده است. بنابراين زماني كه چاه حالت طبيعي داشته باشد (بدون ريختگي و ناهمواري وسيع) ،منحني Δρ با تغييرات زياد مي تواند نشانگر شكستگي باشد و به عنوان یکی از بهترین ابزارها در تشخیص شکستگی شناخته می شود [10]. شكل 5 مثالي در اين زمينه را نشان مي دهد:

شكل5- تغییرات زیاد در Δρ در مقابل شکستگیها

از آنجا که نمودار چگالی، تخلخل کل مخزن را اندازه می گیرد، شکستگیهای پر شده از سیال، ميزان چگالی کل را كاهش می دهند و سبب ايجاد یک پیک منفی مشخص در منحنی چگالی و منحني تصحيح بر روي نمودار چگالي، در برابر شکستگیها مي گردند.

يكي از معايب منحني Δρدر تشخيص شكستگي،اين است كه فقط قسمت كوچكي از چاه را جستجو مي كند و ممكن است،شكستگي توسط ابزار چگالي ديده نشود. در واقع به دليل يك جهته بودن ابزار،همه شكستگيها تشخيص داده نمي شوند [12].با اين حال از آنجا كه ابزار چگالي،محور بزرگ چاه را طي مي كند،منحني تصحيح Δρ معمولاً صفحه شكستگي را دنبال مي كند. Δρهمچنين به ساير آب بردگي ها كه ربطي به شكستگي ندارند نيز پاسخ مي دهد.بنابراين هنگام استفاده از اين منحني به عنوان نشانگر شكستگي بايد دقت شود.به طور كلي به علت اين كه مقدار تخلخل حاصل از شكستگيها قابل توجه نيست،لذا شكستگيها در اندازه گيري تخلخل تأثير چنداني ندارند.همچنين لب پر شدن شكستگيها باعث مي شود تخلخل ظاهري قرائت شده توسط ابزارهاي تخلخل با عمق جستجوي كم،مانند ابزار چگالي بيشتر از واقعيت باشد. بنابراين آنوماليهاي تخلخل در دو سوي چاه،علاوه بر نشان دادن شكستگي، مي توانند تخلخل ناشي از شكستگي را نيز نشان دهند. البته براي اين كار لازم است نمودار چگالي دو بار رانده شود، يك بار به صورت استاندارد و با جهت يافتگي در محور بزرگ چاه و يك بار با جهت يافتگي در امتداد محور بزرگ چاه.

5- نمودار سنگ چگالي(Log Litho density)

اين ابزار تحت عنوان نمودار فتوالكتريك يا سنگ چگالي معروف است و قادر است كاني شناسي سازند را مشخص كند.

اندازه گيري سطح مقطع جذب فتوالكتريك با استفاده از ابزار LDT مي تواند در چاههاي حفر شده با باريت براي تشخيص سله گل و ميزان هرزروي گل در زونهاي كم تخلخل به كار رود. Peدرباريت 267 است در حالي كه در دولوميت 3.1 و درآهك 4.9 است، بنابراين يك شكستگي پر از گل ،به سادگي با اندازه گيري Pe تشخيص داده مي شود. مقدار بالاي Pe در شرايطي كه ابزار قطرسنج به خوبي به ديواره چاه چسبيده باشد (چسبيدگي ابزار به ديواره چاه را مي توان از نمودارهاي Δρ و قطرسنج بررسی كرد)، مي تواند معيار خوبي براي وجود شكستگي باشد بنابراين ازآنجا كه ضرايب جذب فتوالكتريك (Pef) در مقابل شكستگيها افزايش مي يابد(اندیس Pe در نزدیکی شکستگیهای باز مقادیر بسیار بالایی را نشان می دهد، با استفاده از اين نمودار در كنار نمودار قطر چاه،مي توان برخي شكستگيها را شناسايي نمود.

6- نمودارهاي مقاومت الكتريكي ((Resistivity Logs

اندازه گيري مقاومت الكتريكي سازند، يكي از مهمترين روش هاي نمودار گيري است كه طي آن جريان I توسط الكترود جريان به داخل سازند فرستاده شده و افت پتانسيل(ΔP) در الكترود گيرنده، اندازه گيري مي شود.

در صورت وجود شرايط مساعد، نمودارهاي مقاومت ويژه مي توانند در تشخيص شكستگيها كاملاً مؤثر باشند. تشخيص شكستگيها با اين ابزارها بر اين اساس استوار است كه ابزارهاي با عمق جستجوي بيشتر، كمتر از ابزارهاي با عمق جستجوي كم، تحت تأثير قرار مي گيرند كه اين به علت شعاع جستجوی بزرگ آنهاست. به عنوان مثال اگر نمودار DIL در شرايطي كه منحني هاي SFL يا LL8، مقادير مقاومت ويژه بسيار اندكي را نشان مي دهند، مقدار زيادي نشان دهد، مي توان به وجود شكستگيها پي برد. هر قدر جداشدگي بيشتر باشد، تراكم شكستگيها بيشتر خواهد بود. شكل 6 مثالي از تشخيص شكستگي با استفاده از نمودارDIL-MSFL را نشان مي دهد:

شكل6- تشخيص شكستگي با استفاده از نمودارDIL-MSFL .

در استفاده از نمودارهاي القايي بايد توجه داشت كه در صورت غالب بودن شكستگيهاي عمودي بر افقي،اين نمودار قابليت شناسايي شكستگيها را نخواهد داشت،همچنين نمودار القايي در برابر شكستگيهاي عمودي پاسخ دقيقي ارائه نمي دهد.

نمودارهاي لترولاگ دوتايي(DLL) اين نمودارها شامل لترولاگ عمیق(Deep)، لترولاگ کم عمق(Shallow)و MSFL هستند و مي توانند به ارزيابي تخلخل شكستگي از طريق ارائه حجم غير متخلخل بپردازند.

وجود شکستگی به دو طریق نمودار لترولاگ را تحت تأثیر قرار می دهد:

1)در شکستگیهای پر شده از آب، به دلیل خطوط جریان کوتاهتر، مقاومت کمتری قرائت می شود.

2)در شکستگیهای با زاویه شیب 50 درجه یا کمتر، لترولاگهای کم عمق و عمیق،شکستگی و مقاومت سازند را یکسان می بینند و مقاومت را به طور غیر عادی، کم قرائت می کنند. در شکستگیهای عمودی، لترولاگ کم عمق، بیشتر از لترولاگ عمیق تحت تأثیر قرار می گیرد و مقاومت کمتری را ثبت می کند.

7- نمودار پتانسیل خودزا Spontaneous Potential

نمودار SP شكستگيها را به طور محدود مي شناسد، اما در صورتي كه كانيهايي مانند پیريت شكستگيها را پر كرده باشند و يا در سنگهاي آهكي شكستگي داشته باشيم، اين مساله مي تواند بر روي پاسخ نمودار SP تأثير گذار باشد و مانع از عملكرد دقيق ابزار شود.

هر چند در برابر شکستگیها تغییرات نا منظمی در شکل منحنی SP دیدده می شود، اما به طور کلی این نمودار، ابزار قابل اطمینانی در تشخیص شکستگیها نیست و پاسخ آن در برابر زونهای شکسته می تواند گمراه کننده باشد و در واقع کج شدگی منفی، بیشتر می تواند حاصل جریان یونهای Mud Cake به سازند باشد.

8- نمودار شيب سنج Dipmeter

اين ابزار را مي توان براي اندازه گيري جهت و مقدار شيب لايه ها به كار برد و نيز گسلها، دگر شيبي ها و ساختارهاي رسوبي را تشخيص داد .نسخه ويژه اي از ابزارهاي شيب سنج وجو د دارد كه بر اساس اندازه گيري مقاومت ويژه با عمق جستجوي بسيار كم استوار است منحني هاي مقاومت مي توانند براي تشخيص شكستگيها به كار مي روند. زماني كه Mud Cake به داخل سيستم شكستگي نفوذ مي كند، باعث مي شود كفشکي (Pad) كه در مقابل شكستگي واقع شده، نسبت به ساير كفشك ها ( سه كفشك ديگر) مقاومت ويژه كمتري را قرائت كند. مقايسه اندازه گيري ها با ساير كفشك ها (با فاصله º90 از هم) مي تواند نشانگر شكستگي باشد. در صورتي كه تفاوتي بين چهار قرائت وجود نداشته باشد، احتمال وجود شكستگي اندك است. در صورتي كه تفاوت مقادير قرائت شده زياد باشد، احتمال وجود شكستگي افزايش پيدا مي كند. اين تفاوت در شكل 7 نشان داده شده است:

شكل 7- داده هاي شيب سنج وجود آنيزوتروپي و شكستگي احتمالي را نشان مي دهند.

همجنين ميزان هدايت اين نمودار در برابر زونهاي شكسته، در مقايسه با مناطق شكسته نشده بيشتر خواهد بود.

تشخيص شكستگي با شيب سنج و نمودار FIL (شكل 8) مي تواند اين مزيت را نيز داشته باشد كه جهت يافتگي سيستم شكستگيها مشخص شود. با دانستن اين كه كدام كفشك در مقابل شكستگيها نيست و مشخص بودن جهت يافتگي شيب سنج نسبت به شمال، به سادگي جهت يافتگي شكستگيها مشخص مي شود.

شيارهايي كه در ديواره چاه به وسيله مته در فواصل شكسته شده پديد مي آيند، گاهي به اندازه كافي شديد هستند كه چرخش آزاد ابزارهاي داراي كفشك را محدود كنند . منحني هاي تمايل سنج ابزارهاي شيب سنج و ابزار BGT نشانگرهاي مطلوبي براي اين پديده هستند. زماني كه يكي از كفشك هاي شيب سنج وارد يكي از اين شيارها شد، حركت طبيعي ابزار تا زماني كه شياررا ترك كند، دچار تغيير مي شود.

شكل8- مثالي از نمودار تشخيص شكستگي(Fracture Identification Log يا F.I.L).

ابزارهاي شيب سنج نه تنها شيب هاي تكتونيكي را مشخص مي سازد، بلكه قادر است ساختارهاي رسوبي اي كه در آنها شيب در لايه ها وجود دارد را نيز مشخص كند(شكل 9) .

شكل9- چگونگی نمایش نتایج یک شیب سنج.

9- نمودار قطر سنجCaliper

این نمودار، قطر چاه را اندازه مي گيرد و مركب از 3 يا 4 بازوي متحرك فنري است. با تغيير قطر چاه، بازوها باز و بسته مي شوند. بازوهاي متحرك به يك رئوستات متصلند كه اين رئوستات با تغيير قطر چاه، مقاومت مدارالكتريكي را تغيير مي دهد و با اندازه گيري ولتاژ اين مقاومت، نمودار قطر سنج ثبت مي شود[2] كشيدگي و طويل شدگي ديواره چاه مي تواند در جهت شيب شكستگيها و در اثر خردشدگي زونهاي شكسته در حين حفاري مشاهده گردد[6]. هنگام حفاري در افق هاي داراي شكستگي، لبه هاي سنگي شكستگيها اغلب لب پريده شده و به اين ترتيب قطر چاه،در صفحه شكستگيها بزرگتر مي شود.بزرگتر شدن قطر چاه در سازندي كه انتظار مي رود قطر آن با قطر مته تقريباً يكسان باشد،دلالت بر وجود شكستگي دارد[11]. افزايش قطر چاه در برابر زونهاي شكسته در شكل6 نشان داده شده است:

شكل10- طويل شدگي چاه در برابر زونهاي شكسته .

براي تشخيص شكستگيها با نمودار كاليپر، ابزارهاي چند بازويي چند جهته، ترجيح داده مي شوند. ابزارهاي قطر سنج چهار بازويي، قطر چاه را به فاصله ˚90 از هم اندازه گيري مي كنند. يك جهت از بازوها تقريباً هميشه در جهت محور بزرگتر قرار مي گيرد و جفت بازوي ديگر در جهت محور كوچكتر چاه قرار مي گيرند. از اين رو چاههاي با سطح مقطع بيضي يا كشيده شده به راحتي تشخيص داده مي شوند در صورتي كه نمودار قطر سنج 4 بازويي موجود نباشد،شكل سطح مقطع چاه از مقايسه قطر سنج 2 بازويي(مانند آن چه در ابزار چگالي و يا ريز مقاومت وجود دارد) با قطر سنج 3 بازويي(ابزار سونيك)، قابل تشخيص است. قطر سنج 2 بازويي تقريباً هميشه محور بزرگ چاه را دنبال مي كند، در حالي كه كاليپر 3 بازويي، به شدت تحت تأثير قطر محور كوچك قرار مي گيرد(شكل 11).

شکل11- بیضوی چاه که به همراه قطر سنج 1 و 3 بازویی نشان داده شده است.

در استفاده از نمودار قطر سنج براي تشخيص شكستگيها بايد كاملاً احتياط شود. در صورتي كه در هنگام حفاري از موادي كه جلوي هرزروي گل را مي گيرند استفاده شود، ممكن است شكستگيها اثري معكوس بر روي نمودارهاي قطر سنج داشته باشند و قطر چاه را كمتر از قطر مته نشان دهند. اين پديده به خاطر تشكيل و تجمع مواد ضد هرزروي در شكستگي ها پديد مي آيد. به عبارت ديگر بر اثر تشكيل Mud Cake در زونهاي شكسته ممكن است كاهش قطر در ديواره چاه ديده شود.

10- نمودار اسپكترومتري گاماي طبيعي NGS

نمودار NGS علاوه بر اندازه گيري راديو اكتيويته كل، سطح انرژي امواج گاماي ساطع شده از سازند را نيز اندازه گيري مي كند.

10-1- كاربرد نمودار NGS در شناسايي شكستگيها و استيلوليت ها

در مخازن شكسته، افزايش پرتوي گاما يا افزايش خط شيل بدون افزايش حجم شيل ممكن است مشاهده شود که به تهنشست نمک اورانیوم در سطوح شکستگیها- در اثر چرخش آبهاي هيدروترمال يا آبهاي زير زميني- نسبت داده می شود. بنابراين مي توان از پيكهاي اورانيوم براي تشخيص شكستگيها استفاده كرد . حضور شكستگيها را بايد با ساير نمودارها تائيد كرد، زيرا همراه با استيلوليت ها نيز وجود دارد. در هنگام فشردگي سنگها، ناخالصي هاي محلول، اغلب در لايه هاي بسيار نازكي كه استيلوليت خوانده مي شود جمع مي شوند و اين استيلوليت ها مي توانند پيك راديواكتيو داشته باشند.

11- نمودار انحراف سرعت (Velocity Deviation Log)

نمودار انحراف سرعت كه از تلفيق نمودار صوتي با نوترون يا چگالي، حاصل مي گردد، ابزاري را فراهم مي آورد كه توسط آن مي توان اطلاعاتي راجع به انواع تخلخل غالب در كربناتها به دست آورد. از اين نمودار مي توان به منظور رديابي توزيع فضاهاي خالي دياژنتيكي و نيز تخمين روند تراوايي، استفاده نمود.اين نمودار، با تبديل داده هاي نمودار تخلخل،به سرعت مصنوعي، مي تواند به عنوان نمودار انحراف سرعت ترسيم گردد.

همچنين اين نمودار مي تواند براي مشاهده روند تراوايي نيز به كار گرفته شود چرا كه نوع فضاهاي خالي روي تراوايي سنگ، تأثير گذار است. دو روش براي محاسبه نمودار انحراف سرعت وجود دارد كه عبارتند از:

1) محاسبه با استفاده از نمودارهاي نوترون و سونيك

2) محاسبه با استفاده از نمودارهاي چگالي و سونيك

در مواردي كه نمودار نوترون در دسترس نيست، مي توان از نمودار چگالي استفاده كرد.در اين نمودار سه زون قابل تشخيص است و با انحراف نمودار به چپ(مقادير منفي) يا راست(مقادير مثبت)،مي توان نوع تخلخل را شناسايي نمود:

الف) زونهاي داراي انحراف مثبت

زونهاي داراي انحراف مثبت،نشان دهنده سرعتهاي نسبتاً بالا هستند و اساساً توسط تخلخلهايي به وجود مي آيند كه فابريك چهارچوبي دارند،همانند تخلخل قالبي يا درون فسيلي.در تخلخل قالبي، انحراف مثبت نشانگر دگرساني دياژنتيكي شديد است مثل انحلال يا تهنشست مواد محلول به صورت سيمانهاي پركننده فضاهاي خالي.به طور كلي انحرافات مثبت،نمايانگر ماتريكس هاي چگال و سيماني شده اي هستندكه بين فضاهاي خالي آنها ارتباطي وجود ندارد.همچنين اين زون،تراوايي كم را نشان مي دهد.

ب) زونهاي با انحراف صفر

اين زونها انحراف اندكي دارند (500 m/s± يا كمتر)و اغلب بيانگر تخلخل بين ذره اي،بين بلوري و ريز تخلخل ها هستند. همه اين تخلخل ها پس از تهنشست رسوبات به وجود مي آيند.

برخلاف تخلخل هاي ايجاد كننده انحراف مثبت،اين تخلخل ها عموماً داراي ارتباط خوبي بوده و تراوايي بالايي را سبب مي شوند،به استثناء ريز تخلخل كه تراوايي را كاهش مي دهد.

ج) زونهاي داراي انحراف منفي

زونهاي منفي،نشانگر آن است كه فاكتورهاي ديگري به جز ليتولوژي وجود دارند كه كنترل كننده انحراف سرعت هستند.3 احتمال در اين زمينه وجود دارد:

1)بي نظمي يا ريختگي در ديواره

2)شكستگي

3) محتواي گاز آزاد

عليرغم آن كه تخلخل شكستگي همواره جزء تخلخل هاي ثانويه بوده است و معادل با سرعت بسيار بالا يا انحراف سرعت مثبت تلقي مي شود، اما مطالعات متعدد نشان داده است كه شكستگي چه در مقياس كوچك و چه بزرگ، سرعت را كاهش مي دهد. شكستگيهاي بزرگ مقياس، كه منجر به سرعتهاي پايين مي شوند را مي توان توسط ابزارهاي چاه پيمايي تشخيص داد. به علاوه، شكستگيهاي مدفون عموماً بسته يا نا مشخص اند به گونه اي كه نمودار نوترون، كاهش چنداني را نشان نمي دهد، لذا شكستگيها انحراف منفي ايجاد مي كنند.

12- نمودار هاي حرارتي(Temperature Logs)

با افزايش عمق تدفين،دما افزايش مي يابد و گراديان زمين گرمايي، با توجه به قابليت رسانايي سازند،تغيير مي كند. همچنين بايد توجه داشت كه تغييرات دما مي تواند در اثر چرخش گل حفاري نيز رخ دهد كه در حين حفاري، سازند را خنك مي كند. حركت دايره اي گل سرد، گراديان حرارتي را به ازاء عمق در يك چاه،كاهش مي دهدكه در سازندهاي تراوا اين كاهش مشهود تر خواهد بود. به نحوي كه در زونهاي شكسته تغيير گراديان دما در حين حركت گل مشاهده مي شود. در شكل 12 زير ناهنجاريهاي نمودار حرارتي در يك زون شكسته به نمايش در آمده است:

شكل 12- ناهنجاريهاي نمودار حرارتي در يك زون شكسته.

نتيجه گيري

استفاده از یک نمودار به تنهایی نمی تواند در رابطه باتوزیع و وضعیت هندسی شکستگیها پاسخ قابل اطمینانی در اختیار ما قرار دهد، اما به هر حال هر نمودار، به یک نحو تحت تأثیر وجود شکستگیها قرار می گیرد و می توان پارامترهای مخزنی مهم مانند اندیس شکستگی (FI) را با استفاده از تركيب نمودارهای چاه پیمایی در مخازن شکسته به خوبی تخمین زد.

نتيجه آن كه، هيچ نموداري به تنهايي نمي تواند دليل وجود شكستگي باشد. تشخيص شكستگيها زماني قطعيت بيشتري دارد كه بيشتر نمودارها و روش ها وجودشان را تأييد كنند. در نهايت بايد چنين گفت كه در هر محل پس از مطالعات و آزمايش هاي صورت گرفته، بهترين تركيب نمودارها براي شناسايي شكستگيها مشخص شده و در ساير چاههاي حفر شده در آن زون استفاده مي شوند.