ΓΕΩΦΥΣΙΚΕΣ ΚΑΤΑΓΡΑΦΕΣ

Transcript

1 ΓΕΩΦΥΣΙΚΕΣ ΚΑΤΑΓΡΑΦΕΣ Well Log 1 ο Μέρος SP Resistivity

2 Τι είναι η γεωφυσική καταγραφή και πως συμβάλει στην αξιολόγηση του ταμιευτήρα

3 Αξιολόγηση ταμιευτήρα Διαδικασία/μέθοδος προκειμένου να προσδιοριστεί και να καθοριστεί αν πιθανά πεδία πετρελαίου ή φυσικού αερίου είναι εμπορικά εκμεταλλεύσιμα χρησιμοποιώντας όλα τα διαθέσιμα δεδομένα για την ερμηνεία του σχηματισμού του ταμιευτήρα (π.χ. δεδομένα γεωφυσικών καταγραφών, στοιχεία πυρηνοληψίας, γεωλογικές καταγραφές διάτρησης, κλπ).

4 Γεωφυσική Καταγραφή Είναι μια συνεχή καταγραφή δεδομένων εντός της γεώτρησης σε σχέση με το βάθος προκειμένου να προσδιοριστούν οι φυσικές χημικές και πετροφυσικές ιδιότητες των πετρωμάτων του ταμιευτήρα και των ρευστών που περιέχονται σε αυτά

5 Τα κύρια ερωτήματα τα οποία πρέπει να απαντηθούν κατά τη διαδικασία αξιολόγησης του ταμιευτήρα είναι: Τι είδους πετρώματα συναντώνται? Ταμιευτήρια ή όχι? Αν υπάρχει ταμιευτήριο πέτρωμα. Υπάρχουν υδρογονάνθρακες σε αυτό? Ποιος είναι ο τύπος των υδρογονανθράκων? Είναι πετρέλαιο ή φυσικό αέριο? Ποια είναι η ποσότητα των υδρογονανθράκων? Καθορισμός του πάχους της ζώνης παραγωγής, πορώδες, κορεσμός κλπ και τελικά εκτίμηση των αποθεμάτων

6 Πως μπορεί να γίνει η συλλογή των πληροφοριών από το υπέδαφος? Γεωλογική καταγραφή διάτρησης (Mudlogging /Surface Logging) Πυρηνοληψία και Ανάλυση (Coring and Analysis) Καταγραφή κατά τη γεώτρηση (Logging while drilling LWD) Γεωφυσικές Καταγραφές ασωλήνωτης και σωληνωμένης γεώτρησης (Wireline logs, Open Hole and Cased Hole

7 Σκοπός Η γεωφυσικές καταγραφές περιέχουν σημαντικές πληροφορίες σχετικά με τους σχηματισμούς που έχουν διατρηθεί σε διαφορετικές πετροφυσικές μετρήσεις Πιθανές ζώνες που φέρουν Υ/Α. Τον τύπο του ταμιευτήρα και το πάχος του. Υπολογισμός του πορώδους και της διαπερατότητας Τον τύπο των ρευστών που βρίσκονται μέσα στους πόρους και το επίπεδο κορεσμού. Στόχος: Να προσδιοριστεί αν το κοίτασμα (πετρελαίου ή φυσικού αερίου) στον ταμιευτήρα είναι οικονομικά εκμεταλλεύσιμο.

8 Συλλογή Δεδομένων Information from nearby wells Logs Borehole Seismic Εταιρεία Εκμετάλλευσης 2D/3D Surface Seismic Core Data Geological Data Regional Data Αξιολόγηση Ταμιευτήρα

9 Κύκλος Ζωής του Ταμιευτήρα

10 Διεξαγωγή Γεωφυσικών Καταγραφών Η Γεωφυσική διαγραφία/καταγραφή αναφέρεται σε μία συνεχή καταγραφή μετρήσεων διαφόρων ιδιοτήτων των σχηματισμών που έχουν διατρηθεί η οποία διεξάγεται μέσα στη γεώτρηση. Τα όργανα που χρησιμοποιούνται εγκλείονται μέσα σε ένα μεταλλικό σωλήνα γνωστό ως οβίδα. Οι οβίδες αναρτώνται στη γεώτρηση από ένα οπλισμένο πολυπυρηνικό καλώδιο και στη συνέχεια κατέρχονται μέχρι το επιθυμητό βάθος απ όπου αρχίζει η καταγραφή με τη μετακίνησή τους προς τα πάνω κατά μήκος του αυλού της γεώτρησης. Τα δεδομένα συλλέγονται στο σύστημα καταγραφής που υπάρχει στην επιφάνεια και αποθηκεύονται στον υπολογιστή ή καταγράφονται απευθείας σε καταγραφικό χαρτί.

11 Μονάδα Γεωφυσικής Καταγραφής

12

13

14 Καλώδιο μέτρησης γεωφυσικών καταγραφών Αναπόσπαστο μέρος του απαιτούμενου εξοπλισμού για την εκτέλεση της εργασίας Συνοδεύει το φωρατή Γεωφυσικών Καταγραφών μέσα στη γεώτρηση Μεταδίδει εντολές στο φωρατή από την μονάδα επιφανείας και την απαιτούμενη ενέργεια για την ενεργοποίηση του Μεταδίδει τις μετρήσεις στην επιφανειακή μονάδα επεξεργασίας και επιτρέπει την τοποθέτησή τους στο συγκεκριμένο βάθος

15 Πρώτη σελίδα καταγραφής

16 3.5Α Διόρθωση φυσικής ακτινοβολίας Γάμμα λόγω διαμέτρου διάτρησης/ειδικού βάρους πολφού Καταγραφή Ακτινοβολίας Γάμμα (γ) Η μέθοδος στηρίζεται στη μέτρηση της ραδιενέργειας των πετρωμάτων γύρω από τη γεώτρηση Τα ραδιενεργά στοιχεία στα οποία οφείλεται η εκπομπή ακτινοβολίας γάμμα είναι το κάλιο 40 Κ, το ουράνιο 258 U, και το θόριο 232 Th. Ο φωρατής είναι ένας απαριθμητής κρούσεων που ενεργοποιείται από την ακτινοβολία γάμμα μέσα σε ορισμένη χρονική περίοδο και αποτελείται από έναν ανιχνευτή γάμμα ακτινοβολίας και έναν ενισχυτή. Το βάθος διείσδυσης της ακτινοβολίας είναι περίπου 30cm για ιζηματογενείς σχηματισμούς

17 Εφαρμογές: Καταγραφή Ακτινοβολίας Γάμμα (γ) Αναγνώριση της λιθολογίας Γεωλογική συσχέτιση γειτονικών γεωτρήσεων Αναγνώριση γεωλογικών ζωνών παραγωγής Μέτρηση του καθαρού πάχους των γεωλογικών σχηματισμών Ένδειξη διαπερατότητας σε αργιλικούς σχηματισμούς Οδηγός διόρθωσης άλλων Μετρήσεων Γεωφυσικών Καταγραφών

18 Καταγραφή Ακτινοβολίας Γάμμα (γ)

19

20

21 Άσκηση 3.5Α

22 3.6 ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟΣ ΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑΣ ΔΙΑΤΡΗΘΕΝΤΩΝ ΓΕΩΛΟΓΙΚΩΝ ΣΧΗΜΑΤΙΣΜΩΝ

23 ΜΕΤΡΗΣΗ ΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑΣ Η υποεπιφανειακή θερμοκρασία αυξάνει σε συνάρτηση με το βάθος. Ο ρυθμός με τον οποίο αυξάνεται η θερμοκρασία ονομάζεται «Γεωθερμική βαθμίδα» (Geothermal Gradient) Η γεωθερμική βαθμίδα εξαρτάται από την τεκτονική δράση στην περιοχή. Τυπικές Γεωθερμικές βαθμίδες είναι 20 με 35 ο C/km. Θεωρητικά ο ρυθμός αύξησης της θερμοκρασίας με το βάθος (GG) είναι σταθερός. Στην πράξη, αυτό συμβαίνει σπάνια λόγω των διαφορών στις θερμικές αγωγιμότητες των σχηματισμών Σχηματισμοί με χαμηλή θερμική αγωγιμότητα όπως σχιστόλιθοι, δρουν θερμομονωτικά και η κλίση της καμπύλης θερμοκρασίας κατά μήκος τους είναι μεγάλη, ενώ πετρώματα με υψηλή θερμική αγωγιμότητα όπως π.χ. αλάτι, επιτρέπουν την αγωγιμότητα της θερμότητας αποτελεσματικά, και η κλίση της καμπύλης θερμοκρασίας είναι μικρή.

24 Για παράδειγμα η θερμοκρασία στον πυθμένα της γεώτρησης (BHT) σε βάθος 3000 m με γεωθερμική βαθμίδα 2,55 o C /100 m και μέση επιφανειακή θερμοκρασία 16 o C είναι 92.5 o C.

25 ΜΕΤΡΗΣΗ ΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑΣ Η καταγραφή της θερμοκρασίας μέσα στη γεώτρηση πραγματοποιείται συνδυαστικά σε κάθε τύπου γεωφυσικής καταγραφής. Η καταγραφή γίνεται καθώς ο φωρατής (logging tool/sonde) οδεύει προς τον πυθμένα της γεώτρησης (bottom hole) για τον προσδιορισμό της θερμοκρασίας σε όλη τη γεώτρηση και κύρια αυτήν στον πυθμένα που θεωρητικά είναι και η μέγιστη.

26 Λόγω της κυκλοφορίας του ρευστού διάτρησης μέσα στη γεώτρηση η θερμοκρασία που μετράται είναι εκείνη του υγρού γεώτρησης όχι του σχηματισμού. Resistivity of zone Resistivity of the water in the zone Water saturation in the zone Mud R m Adjacent bed Το ρευστό που κυκλοφορεί μέσα στη γεώτρηση εισβάλει στο σχηματισμούς περιμετρικά της γεώτρησης και τους ψύχει. Η θερμοκρασία στη στήλη της γεώτρησης φθάνει σε ισορροπία με αυτήν του σχηματισμού. Όταν η κυκλοφορία του ρευστού γεώτρησης σταματά η γεώτρηση ανακτά σταδιακά την πραγματική θερμοκρασία του σχηματισμού, λόγω της μεγάλης μάζας του σχηματισμού γύρω από τη γεώτρηση. (Bed thickness) h R mc h mc d h Mudcake d i d j Flushed zone R xd R m1 S xo (Invasion diameters) Zone of transition or annulus Adjacent bed R s Uninvaded zone R 1 R w S w R s Ισορροπία μπορεί να επιτευχθεί μόνο μετά από αρκετούς μήνες μετά τη διακοπή της κυκλοφορίας του διατρητικού ρευστού. r j d h Hole diameter

27

28 ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ ΜΕΤΡΗΣΗΣ ΤΗΣ ΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑΣ Έλεγχος της ακρίβειας μέτρησης άλλων φωρατών Διόρθωση μετρήσεων με χρήση άλλων φωρατών Η ωριμότητα των υδρογονανθράκων Συσχέτιση γεωτρήσεων Κίνηση των ρευστών του σχηματισμού Αναγνώριση ζωνών υπερπίεσης Η αισθητήρες των φωρατών είναι ευαίσθητοι στη θερμοκρασία και λειτουργούν σωστά εντός συγκεκριμένου εύρους θερμοκρασιών. Η μέτρηση της θερμοκρασίας βοηθάει στο να γίνουν οι απαραίτητες διορθώσεις στις μετρήσεις ή να αναγνωριστούν τιμές που βρίσκονται έξω από τα όρια θερμοκρασίας όπου ο φωρατής λειτουργεί σωστά και με ακρίβεια. Μετρήσεις όπως για παράδειγμα αυτή της αντίστασης εξαρτώνται ιδιαίτερα από την θερμοκρασία. Τα δεδομένα θερμοκρασίας χρησιμοποιούνται για την αναγωγή όλων των μετρήσεων των αντιστάσεων σε θερμοκρασία 24 o C (75 o F) ώστε να είναι ανεξάρτητες του βάθους και να μπορούν να συγκριθούν. Η ωριμότητα των υδρογονανθράκων εξαρτάται από τη μέγιστη θερμοκρασία στην οποία έχουν υποβληθεί τα οργανικά υπολείμματα, καθώς και από τον χρόνο και την πίεση. Συνεχής καταγραφές της θερμοκρασία καταγράφουν διαφοροποιήσεις στο ρυθμό μεταβολής της θερμοκρασίας που προκύπτουν από διαφορές στην θερμική αγωγιμότητα των σχηματισμών. Αυτές οι διαφοροποιήσεις χρησιμοποιούνται τη συσχέτιση και τη σύγκριση γεωτρήσεων. Μέσω των συνεχών καταγραφών της θερμοκρασίας μπορούν να διαπιστωθούν αυξήσεις (ή μειώσεις) της θερμοκρασίας λόγω της εισροής θερμότερων (ή ψυχρότερων) ρευστών στη γεώτρηση από το σχηματισμό ή από ρηγματώσεις. Συνεχής καταγραφές θερμοκρασίας μπορούν να υποδείξουν την παρουσία ζωνών υπερπίεσης όπου το ζεστό ρευστό που βρίσκεται υπό υψηλή πίεση διαφεύγει μέσα στη γεώτρηση αυξάνοντας έτσι την μετρούμενη θερμοκρασία.

29

30 3.6 ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟΣ ΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑΣ ΔΙΑΤΡΗΘΕΝΤΩΝ ΓΕΩΛΟΓΙΚΩΝ ΣΧΗΜΑΤΙΣΜΩΝ