اشاره:
آن چه كه در پي مي‌آيد، ويرايش نخست اولين بخش از مقاله‌ي «آشنايي با مفاهيم چاهنگاري» است؛ از مجموعه‌ي متون آموزشي آشنايي با مفاهيم مهندسي نفت، ويژه‌ي خبرنگاران سياستي و سياست‌پژوهان بخش بالادستي نفت و اقتصاد انرژي كه در سرويس مسائل راهبردي دفتر مطالعات خبرگزاري دانشجويان ايران، تدوين شده است.
اين مقاله سعي مي‌كند ضمن آشنايي خوانندگان با تعريف چاهنگاري (well logging) به توضيح چگونگي كاربرد تحليل‌هاي حاصل از اين عمليات‌ها در زمينه‌هاي اكتشاف، تخمين نفت درجا، تشخيص خواص مخزن و به طور كلي مطالعه و شبيه‌سازي مخزن بپردازد.
در بخش‌هاي بعدي اين مقاله انواع دستگاه‌هاي چاهنگاري و كاربرد‌هاي آنها معرفي خواهد شد. در مجموعه اين مقالات تلاش شده است پيشرفته ترين فناوري‌هايي كه تاكنون در سطح دنيا در اين زمينه بكارگرفته شده است معرفي شوند.
خواننده با مطالعه‌ي مجموعه اين مقالات تا حدودي مي‌توانند درك كند كه در مراحل مختلف مديريت يك مخزن به چه فناوري‌هايي در چاهنگاري نياز است. در واقع اين مقاله با ادبياتي غيرفني مفاهيمي فني را براي خواننده توضيح مي‌دهد كه با استفاده از آن تا حدودي مي‌توان به ارزيابي عملكرد مديريت مخزن در انجام عمليات‌هاي چاهنگاري پرداخت. پديد آمدن اين امكان براي خبرنگار يا سياست‌پژوه توانايي امكان ارزيابي و پرسش‌گري بالاتري و دقيق‌تري در بررسي كلي سياست‌ها و ظرفيت‌هاي شركت‌هاي نفتي در انجام عمليات چاهنگاري پديد مي‌آيد.
توصيه مي‌شود خوانندگان گرامي قبل از مطالعه اين مقاله شماره‌هاي پيشين مجموعه مقالات آشنايي با مفاهيم مهندسي نفت را مطالعه كنند.
چاهنگاري
1-لاگ(نگار):
نگار ابزاري است كه اطلاعاتي درباره‌ي تغييرات خواص فيزيكي سازندهايي كه چاه آنها را قطع كرده و همچنين سيال (همچون نفت، گاز و آب) موجود در آنها را در اختيار مهندسين نفت قرار مي‌دهد. هر لاگ شعاع بررسي مشخصي دارد.
2- لوازم و وسائل مورد نياز در چاهنگاري:
مجموعه تجهيزات چاهنگاري از يك سوند(sound) و كاميون يا اتاقكي كه تجهيزات الكترونيكي مرتبط با سوندها در درون آن جاي مي‌گيرد، تشكيل مي‌شود.
پارامترهاي فيزيكي مورد بررسي در هرنوع عمليات چاه‌پيمايي، از طريق سوندها به سطح زمين انتقال داده مي‌شود. سوند محفظه‌ي استوانه‌اي شكلي است كه فرستنده و در بعضي موارد گيرنده امواج نيز درون آن قرار مي‌گيرند. سوند به كمك كابل هاي ويژه‌اي به درون چاه فرستاده مي شود. كابل روي قرقره‌اي مي‌چرخد كه همراه لوزام ديگر كنترل كننده و تجهيزات الكترونيكي مورد نياز در هر نوع عمليات چاهنگاري در كاميون آزمايشگاهي يا اطاقك ثابتي جاي مي‌گيرد.
كاربرد چاه نگاري و اهميت آن در اكتشاف و مطالعه مخازن نفت و گاز
اطلاعات يك مخزن نفتي يا گازي از شيوه‌ههاي مختلفي به دست مي‌آيد. يكي از اين شيوه‌ها نمونه گيري يا مغزه گيري از سنگ مخزن است. نمونه‌گيري از يك سازند ابتدا از برون زد (out crops) آن سازند (قسمتي از سازند كه در سطح زمين قابل رويت است و از زير زمين بيرون آمده است) آغاز مي‌شود، اما در زير سطح زمين يعني در چاه‌هاي نفت، نمونه‌گيري با گرفتن مغزه (Coring) (دستگاهي را به درون چاه مي‌فرستند و يك مغزه استوانه‌اي شكل از آن سازند مورد نظر كنده و به سطح مي‌آورند) و يا با استفاده از كنده‌هاي حاصل از حفاري (Cutting) انجام مي شود.
اهميت گرفتن لاگ از اين جهت قابل توجه است كه مي‌تواند اطلاعات حاصل از نمونه گيري و مغزه گيري را تكميل كند. لاگ يك فناوري مهم بررسي تكميلي براي تكميل اطلاعات حاصل از چاه محسوب مي‌شود كه بدون آن هرگز مطالعاتي كه تحت عنوان مطالعات جامع مخزني براي شبيه‌سازي مخزن انجام مي‌گيرد نمي‌تواند ضريب اطمينان قابل قبولي داشته باشد.
البته ممكن است اين پرسش مطرح شود كه اگر مي‌توان به طور پيوسته از تمام سازندهاي موجود يك چاه مغزه گيري شود، در اين صورت اطلاعات چاه نگاري، چه نقشي مي‌تواند در مطالعات اكتشافي داشته باشد؛ چرا كه در اين صورت زمين شناس و مهندس مخزن مي‌تواند تمام اطلاعات مورد نياز خود را از راه آزمايش مغزه به‌دست آورد. اما مسائل و مشكلاتي در اين زمينه وجود دارد كه انجام عمليات چاهنگاري را گريزناپذير مي‌كند:
1) بدست آوردن اطلاعات مشكل از طريق مغزه‌گيري مشكل تر و بسيار پرهزينه‌تر است.
2) كافي نبودن حجم مغزه براي انجام آزمايش‌هاي مختلف روي آن.
3) مطالعه كمي به وسيله كامپيوتر آن‌گونه كه روي دادهاي چاهنگاري ميسر است، به 2 دليل از طريق مغزه گيري امكانپذير نيست.
الف) پيوستگي اطلاعات چاه نگاري: به وسيله عمليات چاه نگاري مي‌توان به صورت پيوسته از سازند‌ها اطلاعات گرفت، در حالي كه مغزه از تمام سازندهاي چاه گرفته نمي‌شود، بلكه تنها از برخي از نقاط چاه مغزه گرفته مي‌شود.
ب) داده‌هاي لاگ به طور مستقيم براي نرم افزار تحليل اطلاعات لاگ قابل استفاده است، در حالي كه مغزه گيري به خودي خود اطلاعاتي به دست نمي‌دهد، بلكه ابتدا بايد روي مغزه‌ها آزمايشاتي صورت گيرد، پس از آن اطلاعات به دست آمده براي تحليل به نرم افزار وارد شود.
به اين ترتيب مي‌توان به راحتي دريافت كه تنها تكيه بر اطلاعات حاصل از مغزه‌ها و ناديده گرفتن اطلاعات چاهنگاري از نظر اقتصادي و دقت علمي، منطقي نيست. علاوه بر آن به دلايل تكنيكي، از آن‌جايي كه امكان شكستن، يا ريزش مغزه به داخل چاه وجود دارد، هميشه مغزه‌گيري از چاه در اندازه‌ي مورد نظر امكانپذير نيست.
آن‌چه كه گفته شد برخي از مهمترين دلايلي بودند كه باعث شدند در 50 سال گذشته تكنيك‌هاي بررسي تكميلي براي رفع تنگناهاي موجود گسترش پيدا كنند.
بررسي‌هاي چاهنگاري يكي ازمهمترين اين تكنيك‌هاست. در سال‌هاي گذشته انواع نگارها با كارايي‌هاي مختلف و نيز روش‌هاي جديد تفسير به طور روز افزوني گسترش يافته‌اند. نگارها به تعبيري نقش چشم زمين شناس را پيدا كردند. چشمي كه كامل نيست، اما نابينا هم نيست. اين دستگاه‌ها براي مهندسين مخزن جايگاه ويژه‌اي احراز كرده و نقش مهمي در تكميل اطلاعات حاصل از مخزن و كاهش هزينه‌هاي كسب اطلاعات ايفا مي‌كنند.
دسبراندز در سال 1986 طي بررسي‌هايي كه انجام داد، هزينه ثبت چاهنگاري را در يك چاه باز برابر 2 درصد هزينه‌ي كل چاه برآورد كرده است، اين در حالي‌ست كه اطلاعات حاصل از اين داده‌ها هزينه‌اي در حدود پنجاه تا شصت برابر كمتر را در مقايسه با مغزه گيري نشان مي‌دهد. اين تفاوت اهميت اقتصادي چاهنگاري را به‌خوبي نشان مي‌دهد.
اولين مطالعات چاهنگاري منسوب به مارسل و كنواد شلومبوژه است كه براي اولين بار در محلي بنام «شل برن» فرانسه، مقاومت ويژه طبقات را اندازه‌گيري و تحت عنوان «مغزه‌گيري الكتريكي» ارائه دادند، به دنبال آن، پيشرفت‌هاي علمي و تكنيكي باعث شد ثبت پارامترهاي مختلف با دستگاه‌هايي كه هر روز پيشرفته‌تر مي‌شد امكان پذير شود، استفاده كنندگان عمده اين تكنيك‌هاي ژئوفيزيكي، مهندسين نفت هستند كه از اين اطلاعات براي بدست آوردن تخلخل و درجه اشباع نفت... سود مي‌برند.
با اين توضيحات به شرح ابزارهاي مورد نياز و انواع لاگ‌هايي مي‌پردازيم و تا حدودي با آنها و كاربردهايي كه دارند آشنا مي‌شويم:
انواع نگارها
1 نگارهاي الكتريكي
2 نگارهاي هسته‌اي
3 نگارهاي صوتي
4 نگارهاي الكترومغناطيسي
در بخش‌هاي بعدي اين مقاله آخرين تكنولوژي‌هاي بكارگرفته شده در هر يك از نگارهاي پيش گفته، معرفي مي‌شوند.
ادامه دارد...
تدوين: مهندس محسن اطمينان
دانشجوي كارشناسي ارشد مهندسي نفت دانشكده فني دانشگاه تهران
خبرنگار مهندسي نفت سرويس مسائل راهبردي دفتر مطالعات خبرگزاري دانشجويان ايران(ايسنا)