اشاره:
آن چه كه در پي مي‌آيد، ويرايش نخست دومين بخش از مقاله‌ي «آشنايي با مفاهيم چاه‌نگاري»؛ از مجموعه‌ي متون آموزشي آشنايي با مفاهيم مهندسي نفت، ويژه‌ي خبرنگاران سياستي و سياست‌پژوهان بخش بالادستي نفت و اقتصاد انرژي است كه در سرويس مسائل راهبردي دفتر مطالعات خبرگزاري دانشجويان ايران، تدوين شده است.
دردو بخش‌ باقي مانده، انواع دستگاه‌هاي چاه‌نگاري و كاربرد‌هاي آن‌ها معرفي خواهد شد. در اين بخش انواع دستگا‌ه‌هاي چاه‌پيمايي الكتريكي معرفي و كاربرد آن‌ها به‌طور مختصر توضيح داده مي‌شود. در مجموعه اين مقالات تلاش شده است پيشرفته ترين فناوري‌هايي كه تاكنون در سطح دنيا در چاه‌نگاري بكارگرفته شده است معرفي شوند.
خواننده با مطالعه‌ي مجموعه اين مقالات تا حدودي مي‌تواند 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 مي‌تواند به ارزيابي عملكرد مديريت مخزن در انجام عمليات‌هاي چاه‌نگاري بپردازد. پديد آمدن اين امكان براي خبرنگار يا سياست‌پژوه، توانايي ارزيابي و پرسش‌گري بالاتر و دقيق‌تري را در بررسي كلي سياست‌ها و ظرفيت‌هاي شركت‌هاي نفتي ايجاد مي‌كند. 
تعريف ساده واژه‌هاي تخصصي‌، قبل از استفاده از آن ها، امكان درك مطلب را براي هر خواننده‌اي با هر تخصص و دانشي فراهم مي‌كند. توصيه مي‌شود خوانندگان گرامي قبل از مطالعه اين مقاله شماره‌هاي پيشين مجموعه مقالات آشنايي با مفاهيم مهندسي نفت را مطالعه كنند.

واژگان:

مقاومت ويژه الكتريكي:
ميزان مقاومت مواد در برابر جريان الكتريسيته (حركت الكترون) در درون آن است.

چنان‌كه در مقاله پيشين توضيح داده شد، 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. 
با بدست آوردن مقاومت ويژه مي‌توان برخي از اين خواص را شناسايي كرد. مقاومت ويژه الكتريكي مبناي محاسبه ميزان شوري سيال است. نوعي از مقاومت ويژه كه در ادامه به آن پرداخته شده است، مبناي محاسبه تحرك پذيري سيال واقع مي شود. همچنين تشخيص نوع  و حجم سيال درون سازند و پارامتر‌هاي مهم ديگري از طريق محاسبه مقاومت ويژه امكان پذير است. 

«گل كبره» و «فيلتراي گل»:
هنگامي كه گل حفاري به درون سنگ وارد مي‌شود، ابتدا قسمت جامد گل در خلل و فرج بخشي از سنگ گير مي‌كند. به اين بخش از گل حفاري كه در درون سنگ گير افتاده گل كبره گويند. اما بخش محلول گل كه بيشتر در سنگ نفوذ مي‌كند و منطقه بيشتري از آن را تحت تأثير خود قرار مي‌دهد، فيلتراي گل گويند.

«زون رخنه» و «زون دست نخورده»:
هنگام حفاري مقداري از گل حفاري به درون سازند نفوذ مي‌كند كه زون‌هاي مختلفي را پديد مي‌آورد؛ زون رخنه بخشي از سازند است كه تحت تأثير گل حفاري قرار گرفته است و گل حفاري در درون آن نفوذ كرده است. در بخشي از زون رخنه گل كبره و در بخش ديگر فيلتراي گل نفوذ مي‌كند.
زون دست نخورده بخشي از سازند است كه تنها سيال واقعي خود سازند در درون است و گل حفاري در آن منطقه نفوذ نكرده است.

آب سازند:
آبي كه به طور طبيعي از ميليون‌ها سال پيش در درون سازند باقي مانده است.

شعاع بررسي:
شعاع بررسي يك لاگ مشخص مي‌ كند كه دستگاه تا چه شعاعي پيرامون چاه مي‌تواند خصوصيات سنگ و سيال را مشخص كند.

توانايي تحرك نفت (Mobility):
منظور توانايي  تحرك نفت در درون سازند است كه در يك فشار مشخص و در برابر فشار تزريق مشخص سيال ديگري محاسبه مي‌شود.

مقاومت ظاهري :
مقاومتي است كه توسط لاگ اندازه گيري مي‌شود، معمولاً با مقدار واقعي مقاومتي كه قصد اندازه گري آن را داريم، متفاوت است. چرا كه اثر لايه‌هاي مجاور نازك بودن لايه، دقت اندازه‌گيري لاگ، خطا در انجام عمليات لاگ كيري و ... موجب مي‌شود، مقاومت مورد نظر به درستي اندازه‌گيري نشود. به همين دليل بايد تصحيحات لازم روي داده‌هاي لاگ انجام شود تا بر دقت كار افزوده شود.

1- Rt
مقاومت ويژه زون دست نخورده

2- Rmf
مقاومت ويژه‌ گل حفاري فيلتره شده داخل سازند
3- Rw
مقاومت ويژه آب سازندي 
4- Rxo
مقاومت ويژه بخشي از سنگ كه توسط گل حفاري فيلتره شده اشغال شده است.
اين مقاومت در بررسي توانايي تحرك نفت در درون سازند (Mobility) كاربرد دارد كه با روشن شدن آن ، مي‌توان پارامتر‌هاي ديگري همچون حجم درجاي نفت را محاسبه كرد.
5- Rt
مقاومت ويژه زون دست‌نخورده 
نكته:
هنگامي كه هدف ما بررسي Rt است، بايد توجه داشته باشيم، آنچه در واقع دستگاه‌ اندازه‌گيري مي‌كند، مقاومت ظاهري محيط بررسي است و براي رسيدن به هدف بررسي يعني Rt بايد اثر بقيه پارمترها مثل مقاومت ويژه گل حفاري ، قطرچاه واثر Rs (مقاومت لايه هاي مجاور لايه مورد مطالعه است)را حذف كنيم.

6- R0
مقاومت ويژه سنگي كه 100 درصد فضاي خالي آن، ازآب اشباع شده است

 نگارهاي اندازه‌گيري مقاومت ويژه الكتريكي 

مقاومت ويژه الكتريكي، با استفاده از روش‌هاي مختلفي اندازه‌گيري مي‌شود، هريك از اين روش ها دستگاه هاي ويژه‌ي خود را دارند. البته اساس كار همه‌ي آن‌ها يكسان است كه در زير توضيح داده مي‌شود:
يك انتشار دهنده (الكترود يا پيچه) جريان الكتريكي را به درون سازند مي‌فرستد. گيرنده كه در فاصله مشخصي نسبت به چشمه انتشار جريان الكتريكي قرار دارد عكس‌العمل اين جريان را در درون سازند ثبت مي‌كند.

قدرت تفكيك قائم يا جداسازي قائم:
توانايي دستگاه در مشخص كردن مرز بين لايه‌هاست. هر چه قدرت جداسازي قائم بيشتر باشد، لايه‌هاي نازك بهتر قابل شناسايي هستند.

بازه(AM):
 فاصله ميان چشمه(فرستنده) و گيرنده را «بازه» گويند. هر چه اين فاصله بيشتر باشد شعاع بررسي بزرگ تر، اما جداسازي قائم كم‌ترمي‌شود.

 برمبناي بزرگي بازه، سوندهاي مختلفي قابل ارائه مي‌باشند:

دستگاه‌هاي بزرگ بازه‌ شامل:
1 - سوندهاي نرمال و جانبي
2 - سوندهاي القائي (I ‌L)
3 - سوندهاي لاترولاگ (LL)
4 - نگار كروي كانوني (SFL)
اين نگارها مقاومت ويژه‌اي، كم و بيش نزديك به RT (مقاومت ويژه زون دست‌نخورده)را محاسبه مي‌كنند.
هر چه شعاع بررسي سوند بزرگتر باشد، كمتر تحت تاثير گل حفاري در زون رخنه قرار مي‌گيرد.

دستگاه‌هاي كوچك بازه شامل:
1- ميكرولاگ‌ (ML)
2- نگار پراكسي‌ميتي (proximity)
3- نگار ريزكروي كانوني (MSFL) 

با توجه به اين كه شعاع بررسي اين نگار‌ها خيلي كم است، معمولاً اين نگارها تنها امكان محاسبه‌ مقاومت ويژه‌اي، نزديك به RXO را دارند (مقاومت ويژه محدوده‌اي كه توسط  گل حفاري فيلتره شده اشغال شده است).

سوند‌هاي بزرگ بازه

دستگاه‌هاي كوچك بازه و بزرگ بازه هريك به انواع متمركز و غير متمركز تقسيم مي‌شوند. در دستگاه‌هاي متمركز، جرياني كه به درون سازند فرستاده مي‌شود، در راستاي مشخصي گسيل مي‌شود، اما دردستگاه‌هاي غير متمركز جريان مسير مشخصي ندارد و به صورت متمركز وارد سازند نمي‌شود.

 غير متمركز(بزرگ بازه)

شيوه آرايش الكترود‌ها در دستگاه‌هاي بزرگ بازه به 2 گونه نرمال و جانبي تقسيم مي‌شود

نرمال(Normal):
آرايش الكترودها:
در اين روش الكترود گيرنده در نزديكي الكترود فرستنده(جريان) در درون چاه قرار دارد.

 بازه (AM) آرايش نرمال در دستگاه‌هاي شلومبرژه اين گونه تعريف مي‌شود:
1.اگر بازه 16اينچ("AM=16) باشد به آن نرمال كوچك ‌بازه گويند‌.
2.اگربازه 64 اينچ("AM=64) باشد به آن نرمال بزرگ ‌بازه گويند.

شعاع بررسي:
تقريبا 2 برابر بازه سوند

جانبي يا انورس (Inverse):
آرايش الكترود‌ها:
در اين آرايش الكترودها نسبت به نگار نرمال بسيار نزديك به هم هستند

شعاع بررسي:
در روش (Inverse) شعاع بررسي تقريبا برابر با بازه سوند مي‌باشد.

نكته:
 در شرايط يكسان لاگ نرمال، شعاع بررسي بيشتري نسبت به لاگ انورس دارد.

همانطوركه گفته شد آنچه كه در واقع دستگاه‌ لاگ اندازه‌گيري مي‌كند مقاومت ظاهري محيط بررسي است و براي رسيدن به هدف بررسي يعني Rt بايد اثر بقيه پارامترها را حذف كنيم، اين تصحيحات درلاگ‌هاي جانبي با نمودارهاي تصحيح كننده انجام مي‌شود و همچنين نمودارهاي ساده‌تري هم به نام منحني‌هاي تصحيح كننده ساده شده وجود دارد كه در بازه‌هاي مشخص كابرد دارند.

ايرادات سوند‌هاي غير متمركز:
چاه‌نگاري مقاومت ويژه از طريق سوندهاي غير متمركز كه در پيش توضيح داده شد داراي معايبي است كه در زير به آن اشاره مي‌شود:
- عدم اندازه‌گيري‌هاي دقيق مقاومت ويژه حقيقي در طبقات نازك به دليل اثر لايه‌هاي فوقاني و تحتاني .
- مقدار مقاومت ويژه واقعي سازند مورد نظر حتي با استفاده از منحني‌هاي تصحيح كننده به سختي به دست مي‌آيد.
- ستون گل ،اغلب اندازه‌گيري‌ها را به شدت تحت تاثير قرار مي‌دهد.
- تعيين دقيق مرزبالا و پايين لايه‌هاي مختلف در بيشتر اوقات بسيار مشكل است. 
 

متمركز(بزرگ بازه)

محدوديت‌هاي پيش گفته باعث شد كه به تدريج با كنار گذاشتن دستگاه‌هاي غير متمركز از وسايلي استفاده شود كه مي‌توانند جريان‌هاي الكتريكي تزريقي را در امتدادهاي مشخصي متمركز كنند اين دستگاه‌ها به 2 دسته تقسيم مي‌شوند:
الف) دستگاه‌هايي كه از اكترود استفاده مي‌كنند: لاترولاگ‌ (LL)‌ و نگاركروي كانوني (SFL)
ب) دستگاه‌هايي كه از پيچه استفاده مي‌كنند: سوند القايي (IL) 

نگار لاترولاگ (Latero Log)
 در اين آرايش جريان را با الكترودهاي محافظ به طور متمركز داخل سازند مورد نظر مي‌فرستند سيستم مورد استفاده در اين سوندها به گونه‌اي است كه جريان به صورت سفره‌اي از خطوط موازي و عمود بر محور سنگ، به سنگ واقع در جدار چاه وارد مي‌شود.
جواب‌هاي حاصل از اين دستگاه‌ها نسبت به سوندهاي نرمال و جانبي بسيار كمتر تحت تاثير گل حفاري و سازندهاي مجاور است زيرا جريان به صورت متمركز در ضخامت كمي از سازند اصلي وارد شده و در نتيجه جواب حاصل به واقعيت نزديك است چندين دستگاه از اين نوع وجود دارد:
الف) لاترولوگ 3 (LL3)
اين دستگاه‌ براي سازندهاي رسانا كاربرد دارد.
ب) لاترولاگ 7 (LL7)
LL7 نسبت به LL3 براي اندازه‌گيري سازندهايي با مقاومت بيشتر طراحي شده است.
ج) لاترولاگ 8 (LL8)
اين دستگاه مشابه لاترولاگ 7 است با اين تفاوت كه بازه آن نسبت به لاترولاگ 7 كوتاه‌تر است .
د) لاترولاگ‌ دو تايي (DLL):
اين دستگاه دو لاگ با شعاع بررسي كم(LLs) و زياد(LLd)  را به دست مي‌آورد.

شعاع بررسي :
با توجه به آنچه گفته شد بيشترين شعاع بررسي با استفاده از LLd و به دنبال آن LLs و LL7 كه مشابه يكديگرند بدست مي‌آيد. در شرايط يكسان مقدار حاصل LLd بيشتر به Rt نزديك است دستگاه‌هاي داراي كمترين شعاع بررسي عبارتند از LLs و LL8 اين دستگاه‌ها بيشتر تحت تاثير مقاومت زون رخنه(RXO )هستند. معمولا دستگاه‌هاي LL3 و LL7 به صورت مجزا در چاه به كار گرفته مي‌شوند، اما  LLd و LLs به صورت همزمان در يك سوند به نام( DLL (Dual Latero Logاندازه‌گيري مي شوند.

نگار( SFL(Spherical Focused Log 
اين دستگاه‌ از آرايش‌هاي متمركزجديد است كه با آن اندازه‌گيري مقاومت ويژه، به خصوص در زونهاي مقاوم و محكم  را انجام مي‌دهند اين نگار كمتر تحت تاثير چاه قرار مي‌گيرد و قدرت جداسازي بهتري نبست به نرمال "16 دارد.

نگارالقايي (I‌ L)
در اين دستگاه‌ يك نوسانگر جريان متناوبي با فركانس بالا را در يك پيچه فرستنده، ايجاد مي‌كند ميدان الكترومغناطيسي متناوب حاصل، سبب گسيل جريان هاي هم محور با چاه مي‌شود، جريان‌هاي مذكور به نوبه خود ميدان‌هاي الكترومغناطيسي ايجاد مي‌كنند، ميدان كلي حاصل توسط يك پيچه گيرنده، آشكار سازي مي‌شود.سيگنال هاي‌ ايجاد شده در آشكار ساز تابع رسانايي زمين‌هاي اطراف سوند است. يكي از انواع اين لاگ‌ها DIL است كه دو لاگ با شعاع بررسي كم و زياد به دست مي‌آورد.

شعاع بررسي
قسمت‌ اعظم بررسي ميدان الكترومغناطيسي از زوني كه در فاصله‌ي بين L/4 تا L )L،همان بازه سوند است)قرار دارد به دست مي‌آيد و بطور خلاصه‌ و بنابر آنچه گفته شد مي‌توان نتيجه گرفت كه:
الف) سوندهاي القايي، دستگاهايي هستند كه براي اندازه‌گيري Rt از چاه‌هايي كه توسط هوا، گل شيرين و يا گل همراه نفت حفر مي‌شوند، و توسط لاگ‌هاي الكتريكي مقاومت الكتروددار قابل اندازه‌گيري نيستند، مناسبند. 
 ب)سوندهاي القايي براي حالت‌هايي كه گل بسيار شور است و يا مقاومت ويژه‌ زياد باشد مناسب نيستند و خطاي اندازه‌گيري زيادي دارند. 
 ج) اگر ضخامت لايه‌ها كم باشد سوند القايي امكان اندازه‌گيري دقيق مقاومت ويژه لايه‌ها را فراهم نمي‌سازد.

 غير متمركز كوچك بازه:

نگار ميكرولاگ (ML)
 اين سوند شامل يك بالشتك كائوچوئي است كه توسط يك سيستم قوي مناسب به قسمتي از جدار چاه‌ مي‌چسبد و به اين ترتيب بالشتك مستقيما روي سازند مورد بررسي قرار مي‌گيرد. دستگاه‌ ميكرولاگ به طور همزمان از يك آرايش ميكرو نرمال("2) و يك آرايش ميكرو انورس ("1×"1) تشكيل شده است.

شعاع بررسي
در صورت ضخيم بودن گل كبره اثر آن بر اندازه‌گيري قابل توجه خواهد بود. اما از آنجايي كه دستگاه‌ مذكور 2 نگار (ميكرونرمال و ميكروانورس) را بدست مي‌دهد با شناخت ضخامت گل‌ كبره و مقاومت آن مي‌توان مقاومت ويژه زون شسته شده (RXO) را بدست آورد.

 متمركز كوچك بازه: 

ميكرو لاترولاك (MLL)
 اين دستگاه كاملا مشابه لاتروگ 7 است كه روي يك بالشتك كائوچوئي و توسط فنر به ديواره چاه مي‌چسبد . جداسازي قائم آن معادل 7/1 اينچ است همانطور كه گفته شد شعاع بررسي اين دستگاه كوچك است به طوري كه اگر رخنه با گسترش كافي وجود داشته باشد زون دست نخورده تاثيري در اندازه‌گيري نخواهد داشت.
نگار پراكسي ميتي (Proximity log)        
اصول كار اين دستگاه نزديك به لاترولاگ 3 است ولي الكترودهاي آن مستطيلي شكل و هم مركزاست. تاثير گل كبره بر اين دستگاه‌ نسبت به دستگاه‌هاي ديگر(MLL) كاهش مي‌يابد، بنابراين تأثير فيلتراي گل حفاري روي آن بيشتر است، البته به دليل شعاع بررسي بزرگتر،تاثير Rt  روي آن افزايش مي‌يابد.
نگار ريز آرايش كروي كانوني (MSFL)
 سوند مذكور مشابه‌ آرايش SFL است اما اكترودهاي آن روي بالشتك قرار داشته و به ديواره چاه مي چسبند. اين سوند داراي 2 مزيت است:
الف) توانايي تلفيق با ساير دستگاه‌ها مانند DLL و DIL را دارد كه به اين ترتيب مي‌توان در زمان اندازه‌گيري و ثبت ، صرفه‌جويي كرد.
ب) به دست‌ دادن مقداري نزديك به Rxo حتي با وجود گل كبره ضخيم و رخنه ضعيف.

شعاع بررسي
شعاع بررسي اين دستگاه بين M LL وproximity log) PL)است.

نگار پتانسيل خود زا (SP)
براي اولين بار در سال 1228 شلومبرژه پديده پتانسيل خود زا را در درون چاه‌ها كشف كرد. بين الكترود ثابت واقع در سطح والكترود ديگري كه در چاه جابه‌جا مي‌شود، يك اختلاف پتانسيل الكتريكي خود بخودي و طبيعي وجود دارد. اين پتانسيل كه از سازندي به سازند ديگر متفاوت است، داراي تغييراتي در حدود چند ده يا چند صد ميلي ولت است.
در نمودارهاي حاصل از اين لاگ‌ ،مقدار sp حاصل از رس را به عنوان پتانسيل صفر در نظر مي‌گيرند و مقدار جابجايي منحني را در زون‌هاي ديگر نسبت به خطي به نام «خط مبناي شيل يا رس» كه همان صفر است مي‌سنجند.

كاربردها
به دنبال بررسي پارامترهاي زمين كه موثر بر اندازه‌گيري sp است، مي‌توان گفت كه منحني sp در موارد زير كاربرد دارد:
الف) آشكارسازي طبقات متخلخل و تراوا: عموما در اين طبقات جابه‌جايي sp از خط مبناي شيل قابل مشاهده است.
ب) تعين مقاومت ويژه آب سازند (Rw)
پ) تعيين ليتولوژي (شناخت افقهاي رسي يا ذغالي و ارزيابي مقدار رس موجود در يك مخزن) 
د ) همبستگي چاه‌ها(به اين صورت كه در چاه‌هاي مجاور سازند‌هاي مختلفي را كه به وسيله لاگ مشخص شده‌اند، با هم مقايسه كرده و با وصل كردن لايه‌هاي مشابه به يكديگر مسير گسترش آن لايه را تشخيص مي‌دهند) 
ه ) امكان بررسي‌هاي درجه اشباع نفت يا گاز در ماسه‌هاي شيلي
و) امكان بررسي محل تماس گاز و آب در ماسه‌هاي شيلي

در بخش‌هاي بعدي اين مقاله آخرين تكنولوژي‌هاي بكارگرفته شده در هر يك از نگار‌هاي هسته‌اي،صوتي،نگارهاي الكترومغناطيس و همچنين بعضي از آخرين تكنولوژي‌هاي چاه‌نگاري شركت‌هاي نفتي جهان معرفي مي‌شوند.
ادامه دارد...

 تدوين:محسن اطمينان
دانشجوي كارشناسي ارشد مهندسي نفت دانشكده فني دانشگاه تهران
خبرنگار مهندسي نفت سرويس مسائل راهبردي دفتر مطالعات خبرگزاري دانشجويان ايران(ايسنا)