اشاره:
آن چه كه در پي مي‌آيد، ويرايش نخست سومين و آخرين 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 ست كه در سرويس مسائل راهبردي دفتر مطالعات خبرگزاري دانشجويان ايران، تدوين شده است.
در آخرين بخش اين مقاله انواع دستگا‌ه‌هاي چاه‌پيمايي هسته‌اي، صوتي، الكترومغناطيسي، دماسنجي و تكنيك‌هاي جديد چاه‌نگاري معرفي مي‌شود و كاربرد آن‌ها توضيح داده 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 كنند 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 ارزيابي و پرسش‌گري بالاتر و دقيق‌تري در بررسي كلي سياست‌ها و ظرفيت‌هاي شركت‌هاي نفتي در انجام عمليات‌ چاه‌نگاري پديد مي‌آورد.
توصيه مي‌شود خوانندگان گرامي قبل از مطالعه اين مقاله شماره‌هاي پيشين مجموعه مقالات آشنايي با مفاهيم مهندسي نفت را مطالعه كنند.

واژگان

اثر كامپتون:
هنگامي كه پروتوي گاما به الكتروني برخورد مي‌ كند، مقداري از انرژي خود را صرف خارج كردن آن الكترون از اتمش مي‌كند و بخش ديگر انرژي آن در امتداد ديگري منتشر مي‌شود. به اين پديده اثر كامپتون مي‌گويند.
 پرتوهاي گاما ذرات بدون جرمي هستند كه با سرعت نور منتشر مي شوند.
دبي (Rate):
مقدار حجم مشخصي از سيال كه در واحد زمان(معمولا روز است) از واحد حجم مشخصي عبور مي‌كند مانند متر مكعب در روز  يا گالن در روز.
غلظت وزني:
غلظت وزني كاني پرتوزا مشخص مي‌كند كه از نظر وزني، چه مقدار از سازند از كاني‌هاي پرتوزا تشكيل شده است.
چگالي:
چگالي نسبت جرم به حجم هر ماده است.

«چاه نگاري هسته‌اي»

در چارچوب چاه‌نگاري هسته‌اي مي‌توان از اندازه‌گيري‌هاي زير نام برد: 
1- نگار اندازه‌گيري پرتو زايي گاماي طبيعي (چاه‌نگاري‌GR (پرتوي گاما))

1- نگار اندازه‌گيري پرتوزايي گاماي طبيعي (چاه‌نگاري GR(پرتوي گاما))

بعضي مواد و سازند‌ها داراي پرتوزايي طبيعي هستند. 
كاني‌ها و سنگ‌هاي پرتوزا عبارتند از:
1- كاني‌ها و سنگ‌هاي پتاسيم دار
2- كاني‌ها و سنگ‌ها اورانيم دار
3- كاني‌ها وسنگ‌هاي توريوم دار

اندازه‌گيري پرتوزايي گاما:
پرتوزايي گاما طبيعي به كمك دستگاه‌هايي مانند «شمارشگر گايگر مولر» و «اطاق يونيزاسيون» اندازه‌گيري مي شود، اما شمارشگر «سوسوزن»، به دليل بازده بيشتر،ابعاد كوچكتر و قدرت جداسازي قائم بهتر، بر دو دستگاه‌ ديگر برتري دارد. پاسخ حاصل از هر دستگاه‌ تابعي از غلظت وزني كاني پرتوزا در سازند و نيز چگالي آن است.

كابردها :
اندازه‌گيري پرتوزايي گاماي طبيعي به طور عمده در موارد زير انجام مي‌شود:
الف) تعيين ليتولوژي يا جنس سنگ (شناخت رس‌ها، نمك‌هاي تبخيري، ‌كاني‌هاي سنگين و پرتوزا) 
 ب) ارزيابي درصد رس موجود در مخزن 
 ج) همبستگي چاه‌ها 
 د) كنترل عمق حفاري و دستگاه‌هاي آزمايش‌كننده سيال و نيز استفاده از آن بجاي sp زماني كه اين اندازه‌گيري قابل اجرا نيست(چاه‌هاي سيماني شده وداراي لوله جداري)
 و) ارزيابي تقريبي تراوايي

2- نگارطيف سنجي پرتوزايي گاماي طبيعي

 ميزان انرژي پرتوي گاماي هر كاني‌ي پرتوزا با عناصر ديگر متفاوت است. در واقع انرژي پرتوي گاماي ساطع شده از عناصر مختلف، طيف متغيري دارد. در اين صورت مقدار انرژي پرتوي گاما مي‌تواند مشخص كننده كاني‌اي باشند كه اين پرتو را ايجاد مي‌كند. بنابراين اگر فناوري چاه‌نگاري توانايي آن را داشته باشد كه طيف انرژي پرتوي گاما را مشخص كند، مي‌تواند عنصري كه اين پرتو از آن ساطع شده است را نيز مشخص كند.

 در نگاري كه پيش از اين توضيح داده شد (چاه‌نگاري پرتوزايي  گاماي طبيعي)، پرتوزايي كلي گاماي طبيعي حاصل از سازند اندازه‌گيري و ثبت مي‌شود. اين نوع چاه نگاري تنها مشخص مي‌كند كه سازند دربردارنده چه اندازه از كاني‌هاي سنگين و پرتوزا هست. اما توانايي تشخيص جنس كاني ها‌ي پرتوزا را ندارد. در حالي كه نگار «طيف سنجي پرتوزايي گاماي طبيعي»، دقيقاً طيف انرژي پرتوي گاما و در نتيجه جنس كاني‌اي كه اين طيف پرتوي گاما را توليد كرده است نيز مشخص مي‌كند. همانطور كه توضيح داده شد، پرتوزايي (گاماي طبيعي) وابسته به سه عنصر پرتوزاي پتاسيم و توريوم و اورانيوم و يا عناصر پرتوزاي حاصل از آن‌ها است. 

كابردها
1 تعيين ليتولوژي.
2 تعيين محيط (دريايي، رودخانه‌اي، دلتايي و... ) رسوب گذاري 
3 بررسي‌هاي ژئوشيميايي 
4 همبستگي‌ چاه‌ها(تعيين ارتباط ميان سازند‌هاي مختلف در چاه‌هاي مختلف) 

3- چگاه‌نگاري نوترون

در اين روش سازند را از طريق يك چشمه ساطع كننده نوترون‌ بمباران مي‌كنند. زماني كه سازند با نوترون‌هاي سريع بمباران مي‌شود چندين نوع برهم‌كنش بين نوترون‌ها و هسته‌ اتمي مواد مي‌تواند رخ دهد. در اثر برهم‌كنش‌هاي مختلف 3 مرحله افت انرژي حاصل مي‌شود، در نتيجه هر نوع برهم‌كنش، مي‌تواند موضوع يك روش اندازه‌گيري در بررسي‌هاي چاه‌نگاري باشد.
1- در مرحله اول افت انرژي ، انرژي  نوترون به بين 1/0تا 100 الكترون ولت افت مي ‌كند كه به اين نوترون‌ها ، نوترون‌هاي اپي‌ترميك گويند
2- در مرحله بعدي افت انرژي، انرژي نوترون به بين 1/0 تا 025/0 الكترون ولت افت مي‌كند كه به آن‌ها نوترون‌هاي ترميك گويند
3- در مرحله آخر نوترون‌ها گير افتاده و اصطلاحا به دام مي‌افتند و در اين مرحله پرتوي گاما ساطع مي‌شود). انواع روش‌هاي چاه‌نگاري نوترون عبارتند از:

چاه‌نگاري نوترون – گاما:
چنان‌كه توضيح داده شد در مرحله سوم افت انرژي نوترون، نوترون‌ها به دام مي‌افتند و پرتوي گاما ساطع مي‌شود. در اين روش، مقدار پرتوهاي گاماي حاصل از به دام افتادن نوترون‌ها توسط سازند را اندازه‌ مي‌گيرند. از آن جايي كه هيدروژن بيشترين مقطع گير اندازي نوترون را دارد، هر چه تعداد نوترون بيشتري به دام بيافتد، نشان‌دهنده‌ي آن‌ است كه سازند داراي هيدروژن بيشتري و بالطبع داراي آب يا نفت است.

چاه‌نگاري نوترون- نوترون ترميك:
در اين روش تعداد نوترون‌هاي ترميك اندازه‌گيري مي‌شود. بنابراين در مرحله‌ي قبل از گيراندازي نوترون‌ها، اين اندازه گيري انجام مي‌گيرد.

چاه‌نگاري نوترون- نوترون اپي ترميك
در اين روش تعداد نوترون‌هاي اپي ترميك اندازه‌گيري ‌ مي‌شود. بنابراين در مرحله قبل از تشكيل نوترونهاي ترميك اين اندازه گيري انجام مي‌شود.

دستگاه‌ هاي نوترون شامل:
الف) GNT: اين دستگاه‌ به طور هم‌زمان نوترون‌هاي ترميك و پرتوهاي گاما را اندازه‌گيري مي‌كند و واحد مورد استفاده در آن API است. 
ب) SNP: اين دستگاه‌ نوترون‌هاي اپي‌ترميك را اندازه‌گيري مي‌كند. چشمه و آشكارسازي روي بالشتكي سوار شده و به ديواره چاه مي‌چسبد. 
ج) CNL: نوع A اين دستگاه نوترون‌هاي ترميك و نوع G آن نوترون‌هاي ترميك و اپي‌ترميك را به طور هم‌زمان دريافت مي‌كند.
دستگاه‌ (CNL-A) براي كاهش اثر چاه از 2 آشكارساز استفاده مي‌كند. نسبت و رابطه شمارش 2 آشكار ساز با يكديگر به وسيله نرم افزار و دستگاه‌هايي كه در سرچاه قرار دارد، مستقيما به واحد تخلخل يا شاخص  هيدروژن(مقدار هيدروژن موجود در تركيب  سنگ و سيال موجود در آن) تبديل مي‌شود.

كابردها
به طور فهرست‌وار كاربردهاي اندازه‌گيري شاخص هيدروژن عبارتند از:
الف) ارزيابي تخلخل
ب) جداسازي زون‌هاي گازدار، زون‌هاي حاوي نفت يا آب
ج) تعيين ليتولوژي همراه با ديگر بررسي‌هاي چاه‌نگاري
د) همبستگي‌ چاه‌ها

4- چاه‌نگاري كلرين

كاربرد اين دستگاه‌ در تعيين فصل مشترك نفت و آب و ارزيابي درجه شوري آب سازندي واقع در پشت لوله جداري است. اساس تعيين فصل مشترك سيالات تفاوت در ميزان شوري سيالات است. 

5- چاه‌نگاري: گاما‌- گاما يا چگالي

در اين روش سازند، تحت تاثير پرتوهاي گامايي كه از يك منبع خاص منتشر مي‌شود قرار مي‌گيرد.
 1- به كمك‌ نگار«چگالي» مي‌توان تخلخل را با شناخت چگالي خميره(بخش جامد سنگ) و سيال موجود به طور مستقيم يا با همراهي روش نوترون محاسبه كرد. (به اين ترتيب كه هرچه تخلخل بيشتر باشد، چگالي كمتر است البته جنس سنگ و ديگر پارامتر ها هم تاثير گذار هستند). 
2- نگار «چگالي» به طور مستقيم در تعيين ليتولوژي سازندهاي غير متخلخل و يا از طريق همراهي با ساير روش‌ها در بررسي مخزن‌هاي متخلخل مي‌تواند مورد استفاده قرار گيرد.
3- مطالعه‌ي تغيير و تحول چگالي‌ رس‌ها و يا ماسه‌ها بر حسب عمق در بررسي تغييرات‌ تراكم مواد مذكور مي‌تواند بكار رود.
4- با مقايسه پاسخ‌هاي حاصل از روش نوترون و چگالي وبا كمك لاگ هاي  مقاومت ويژه مي توان به شناسايي سريع سيالات موجود در مخزن‌ها و همچنين تعيين حدود زون‌هاي تماس گاز- نفت ، گاز- آب و نفت - آب دست يافت.

به كمك يك مولد كه در سطح قرار دارد قطار موجي با فركانس مشخص انتشار مي‌يابد مدت زمان برنامه مذكور بسيار كوتاه است ولي چندين بار در ثانيه تكرار مي‌شود. اين نگار با محاسبه سرعت و يا دامنه صوت به بررسي ويژگي‌هاي سنگ و سيال مي‌پردازد. 

الف)‌ اندازه‌گيري سرعت صوت:

كاربردها
اندازه‌گيري زمان انتشار امواج صوتي عمدتاً در تعيين تخلخل مخزن‌ها بكار مي‌رود. اما بايستي توجه داشت كه تاثير پارامترهاي مختلف بر اندازه‌گيري و در نتيجه مشكلات تفسير از يك سو و ابداع دستگاه‌هاي هسته‌اي مدرن از سوي ديگر از نقش‌ چاه‌نگاري صوتي در اين مورد كاسته است.
- از اين بررسي‌ها در تعيين تخلخل، به خصوص زماني كه اندازه‌گيري حساسيت زيادي نسبت به تغييرات قطر چاه نداشته باشد و نيز براي تعيين تخلخل ثانويه در منابع كربناته به طور سيستماتيك استفاده مي‌شود.
توضيح:
تخلل به دو دسته اوليه و ثانويه تقسيم بندي مي‌شود، تخلخل اوليه به خلل و فرجي گفته مي‌شود كه در هنگام رسوب ‌گذاري در سنگ ايجاد مي‌شود، اما تخلخل ثانويه بعد از رسوب‌گذاري در اثر فعاليت‌هاي تكتونيكي(حركت صفحه‌هاي زمين نسبت به يكديگر)، فعاليت موجودات زنده، حل شدن بخشي از سنگ.... در سنگ ايجاد مي‌شود.
- اندازه‌گيري‌هاي صوتي به خصوص همراه با لاگ هاي نوترون و چگالي مي‌تواند در تعيين ليتولوژي به كار رود.
- از آن‌جا كه اين اندازه‌گيري‌ها حساسيت‌ زيادي نسبت تغييرات قطر چاه ندارد مي‌توان از‌ آن براي بررسي تراكم سازندهاي رسي- ماسه‌اي استفاده كرد.
- از مقايسه اندازه‌گيري‌هاي صوتي با نگارهاي ديگر (نوترون- چگالي- مقاومت ويژه) مي‌توان سيال‌هاي موجود در سازند را تفكيك كرد. 
- نظر به قدرت خوب جداسازي قائم چاه‌نگاري صوتي، از اين مطالعات مي‌توان براي تعيين ضخامت لايه‌ها استفاده كرد.

ب) اندازه‌گيري تضعيف دامنه‌ امواج صوتي [نگار چگالي متغير (VDL)]

- از كاربرد هاي اين روش تشخيص شكستگي‌ها است .

چاه نگاري الكترو مغناطيسي(EPT)
اندازه‌گيري زمان انتشار و آهنگ تضعيف يك موج الكترومغناطيسي

در اغلب حالت‌ها به‌دليل تركيب غيرمغناطيسي سنگ‌ها، تراوايي مغناطيسي(امكان عبور امواج مغناطيسي) آن‌ها همانند هوا است، به طور معمول تغييرات اين پارامترها به‌دليل كوچك بودن قابل توجه نيست. اين در حالي است كه تراوايي مغناطيسي سيال كم‌تر از سنگ است،

همان‌طور كه قبلا گفته شد رسانايي يا مقاومت ويژه الكتريكي(نارسانايي) از نظر ارزيابي درجه اشباع زون‌هاي متخلخل حاوي آب و هيدروكربور بيشترين توجه را به خود اختصاص داده است. اما در حالت‌هايي كه آب سازند از درجه شوري پائيني برخودار است، تشخيص هيدروكربور از آب به وسيله پارامترهاي رسانايي يا مقاومت ويژه، با مشكل روبرو مي‌شود. در واقع نگار مقاومت ويژه امكان تشخيص آب‌هاي شيرين از هيدروكربور‌ها را ندارد. 
اما در روش الكترو مغناطيسي، امكان تشيص آب شيرين نيز وجود دارد، بنابراين مستقل از درجه شوري آب، عمل مي‌كند. براي تشخيص درجه‌ي شوري آب نيز مي‌توان از لاگ‌هاي مقاومت الكتريكي استفاده كرد. بدين ترتيب با مقايسه‌ي نتايج نگار الكترو مغناطيسي با نتايج حاصل از ديگر نگارها، امكان تعيين درجه شوري در زون شسته و ارزيابي هيدروكربور جابجا شده  فراهم مي شود.
EPT در يك سوند مشترك همراه با نگار‌هاي نوترون و چگالي به درون چاه فرستاده مي‌شود. 

كاربردها
لاگ EPT  در گل‌هاي شيرين و سازند هايي با درجه تخلخل متوسط تا زياد داراي كاربرد موثري است. در صورتي كه عمليات چاه نگاري درست انجام گيرد، از اين اندازه‌گيري‌ها مي‌توان براي موارد زير استفاده كرد:

الف) ارزيابي تخلخل آبدار: در صورتي كه تخلخل كلي شناخته شده باشد، مي‌توان ميزان اشباع زون شسته شده از سيال‌ها مختلف را به وسيله اين نگار مشخص كرد.
همچنين در صورتي كه آب سازند درجه شوري كمي داشته باشد و امكان تشخيص آب از هيدروكربور‌ها به وسيله نگار الكتريكي وجود نداشته باشد، به وسيله اين نگار مي‌توان هيدروكربورها را شناسايي كرد. اين كاربردها در تفسير و بررسي سريع در محل چاه مي‌تواند به اجرا درآيد.
 ب‌) تعيين تركيب سنگ‌ها به كمك چگالي ظاهري خميره كه حاصل از دستگاه‌هاي نوترون و چگالي است.
ج) ارزيابي ميزان شيل سازند
ه) شناخت هيدروكربورها در تناوب ورقه‌هاي نازك ماسه- شيل  

دماي سازند با افزايش عمق زياد مي شود، اين آهنگ افزايش دما بر حسب عمق، شيب زمين گرمايي يا گراديان(Gradient) زمين‌گرمايي ناميده مي‌شود. در واقع گراديان زمين گرمايي مشخص مي‌كند به ازاي افزايش عمق چه ميزان به دما افزوده مي‌شود. اين گراديان برحسب محل جغرافيايي و رسانندگي گرمايي سازندها تغيير مي‌كند. گراديان‌ها معمولا در سازندها با رسانايي كم زياد است اما از طرف ديگر تعادل حرارتي در نزديكي چاه بر اثر گردش گل مغشوش مي‌شود و يك تبادل گرمايي بين گل و سازند انجام مي‌شود. اين تبادل گرمايي بين گل و سنگ كه داراي اثر مشخصي است باعث مي‌شود، نمايش يا پروفيل(Profile) دما در چاه با پروفيل زمين گرمايي اوليه تفاوت زيادي داشته باشد. به همين دليل در قسمت كف چاه با گذشت زمان از قطع گردش گل، دماي كف چاه به سمت دماي اوليه افزايش ‌يابد.

كاربردها
الف) در چاه‌هاي باز (بدون لوله جداري):

در برخي از چاه‌ها كه سنگ مخزن آن ها استحكام لازم را داشته باشد(Stable) و نبود لوله جداري مشكلي در بهره‌برداري و نگهداري چاه نداشته باشد، مخزن را بدون لوله جداري مورد بهره‌برداري قرار مي‌دهند كه به اين چاه‌ها چاه‌هاي باز مي‌گويند. 
اندازه‌گيري دما امكان تعيين نظام زمين گرمايي كنوني را فراهم مي‌سازد كه شناخت آن در مسائل مختلف مي‌تواند مورد استفاده قرار گيرد. با استفاده از اين بررسي‌ها مي‌توان دماي متوسط هر چاه يا هر زون را مشخص كرد.
تعادل حرارتي كه با حفر چاه بر هم خورده است، دير يا زود برحسب رسانندگي حرارتي سنگ‌ها دوباره به حالت عادي نزديك مي‌شود در اين حالت با استفاده از تغييرات دما مي‌توان واحدهاي ليتوگرافي و به تعبيري مرز‌هاي لايه‌هاي سنگي مختلف را مشخص كرد، به اين ترتيب مي‌توان ورود به رس‌هاي تحت فشار را تشخيص داد. بايد توجه كرد كه رسيدن مته حفاري به رس‌هاي تحت فشار، امكان فوران چاه را دربردارد، كه بايد به وسيله گل حفاري آن را كنترل كرد. همچنين مي‌توان زون‌هاي فرار گل را كه با افزايش دما و يا برعكس ورود سيالات(به خصوص گاز) كه با كاهش دما همراه است تشخيص داد.
ب) چاه پوشش دار( داراي لوله جداري):
كاربرد اصلي دماسنجي در چاه‌هاي پوشش دار به طور عمده در چاه‌نگاري بهره‌برداري است: 
1- تعيين ارتفاع سيمان واقع در پشت لوله جداري 
2-آشكارسازي زون‌هاي توليد كننده(گاز يا سيال ديگر)  
3- تعيين عمق نقطه شروع جوش 
4- آشكارسازي زون‌هاي ورودي سيال تزريقي

نگار شيب سنجي
( اندازه‌گيري‌ شيب )

اين نگار از انواع نگارهاي الكتريكي است. هدف اين چاه‌نگاري تعيين زاويه شيب و سمت صفحاتي است كه چاه آنها را قطع مي‌كند منظور از صفحات مي‌تواند هر يك از موارد زير باشد.
الف) مرز طبقات ولايه‌هاي زمين شناسي
ب) شكستگي‌ باز يا بسته در سازند‌ها
ج) سطح فرسايشي (سطحي كه در اثر عوامل فرسايشي مانند آب، باد و... دچار فرسايش شده‌است). 

امروزه تكنيك‌هاي زيادي براي به تصويركشيدن چاه‌هاي نفت و گاز بكارمي‌رود. نگار‌هاي تصويرساز از تكنيك‌هاي بسيار كارآمد براي بدست آوردن تصويرهايي از شكاف‌ها در ديواره چاه‌  است. باتوجه به منبع مورداستفاده‌ ، اين لاگ‌ها به 2 نوع تقسيم بندي مي‌شوند:
1-(ATV (Acoustic TeleViewer: كه داراي منبع صوتي است.
2-(FMI (Formation Micro Imaging و ( FMS (Formation Micro Scaling :كه داراي منبع الكتريكي ست و با استفاده از تغييرات مقاومت ويژه الكتريكي ، شكاف‌هاي داخل چاه را شناسايي مي‌كند.
هر يك ازاين دستگاه‌ها براي مواردي كاربرد دارند به عنوان نمونه اگر گل حفاري، پايه روغني باشد يا گلي باشد كه رسانندگي خوبي نداشته باشد از لاگ ATV استفاده مي‌شود .
دستگاه‌ ديگري به نام Acoustic television وجود  دارد كه از ديواره‌ي چاه تصويربرداري مي‌كند اما اگر گل ما شفاف نباشد نمي‌تواند بخوبي اين عمل را انجام دهد در ضمن اين دستگاه محدوده‌ي عمقي براي استفاده دارد و دراعماق زياد باتوجه به افزايش زياد دما و فشار قابل استفاده نيست. اما اگر شرايط براي استفاده اين نگار تصويربردار در داخل چاه فراهم باشد اطلاعات دقيق‌تري درباره شكستگي‌ها نسبت به ‌ATV و ساير لاگ‌ها دراختيار قرارمي‌دهد.