بررسی شکستگی¬ها و علت هرزروی گل با استفاده از ابزارFMI

چکیده :
 
FMI یک ابزار الکتریکى تصویربردار از درون چاه است. این ابزار می­تواند در گل حفارى رسانا رانده شود. شکستگی­ها ساختارهاى صفحه­اى هستند که در امتداد آنها هیچ جابجایى ظاهرى دیده نمی­شود. در تصاویرFMI ، شکستگی­ها به صورت ساختارهاى خطى دیده می­شوند که شیب آنها معمولاَ تندتر از شیب ساختارى است. شکستگی­هاى باز در سازندهاى تمیز به خاطر گل حفارى رسانا، در تصاویر FMI  به صورت رسانا ظاهر می­شوند. شکستگی­هاى بسته/ مینرالیزه در صورت پر شدن با مواد دانسیته بالا مثل کلسیت و انیدریت، مقاوم دیده می­شوند. در این مطالعه شکستگی­ها و علت هرزروى گل در یکی از چاههای عمودی میدان پارس جنوبی (اعماق ۲۸۹۶- ۲۸۳۶ متری) بررسی شد که مطابق با واحدهای و بود. داده­های مورد استفاده،‏‏‏‏ اطلاعات ابزار FMI و لاگ­های چاه بود. نتایج نشان می­دهد که هرزروى گل در برخى زونها ناشى از وجود شکستگى­هاى طبیعى و حفارى بیشتر در آن بود.

*رویا گراوند، بهمن بهلولی
*رویا گراوند، کارشناسی ارشد زمین­ شناسی نفت دانشگاه تهران
بهمن بهلولی، دکتری مکانیک سنگ، عضو هیئت علمی دانشکده زمین­شناسی دانشگاه تهران
Email: geravand@khayam.ut.ac.ir
مقدمه :
 
میدان پارس جنوبی، بزرگترین میدان گازی جهان است. مخازن اصلی این میدان سازندهای کربناته کنگان و دالان هستند که به واحدهای k1 و k2 (سازند کنگان) و k3 و k4 (سازند دالان) تقسیم­بندی  می­شوند. در طی بررسی وضعیت حفاری یکی از چاههای عمودی این میدان (اعماق 2896- 2836 متری) هرزروی گل را مشاهده نمودیم که مطابق با واحدهای k2 و k3 بود.
FMI یک ابزار الکتریکی تصویربردار از درون چاه است. این ابزار می­تواند در گل حفاری رسانا رانده شود و دارای چهار بازو است. هر کدام از این بازوها دارای یک پد (pad ) و یک فلپ (flap) است. در هر پد یا فلپ 24 گیرنده الکتریکی وجود دارد که در دو ردیف قرار گرفته­اند (Antoine, and Delhomme, 1990). قطر هر الکترود 16/0 اینچ است و رسانایی ویژگیهای سازندی را در هر 1/0 اینچ ثبت می­کند (شکل 1).
در کل کاهش گل (Mud Losses) به چند علت صورت می گیرد: 1) گسیختگی کششی چاه (شکستگی­های حفاری ) و گسیختگی­های برشی چاه (breakout ) 2) گسل­های بزرگ                3) شکستگی­های طبیعی بزرگ 4) سیستم بهم مرتبط کانالها و واگها. در چاه مورد مطالعه کاهش گل بیشتر ناشی از وجود شکستگی­های طبیعی و حفاری بود (شکل 2). فاکتور فتوالکتریک (PEF ) به خاطر هجوم گل باریت در عرض این اینتروالها بیشتر است. در بعضی از اینتروالها کاهش کمتری داریم زیرا فقط شکستگی­های حفاری وجود دارند و گسترش آنها در سازند عمیق نمی­باشد.
بحث :
 
آنالیز شکستگی­ها
شکستگی­ها ساختارهای صفحه­ای هستند که در امتداد آنها هیچ جابجایی ظاهری دیده نمی­شود. به طور کلی این ساختارها در رژیم کششی و چرخشی دارای شیب تندتری هستند. در حالیکه در رژیم تراکمی می­توانند کمتر از 30 درجه شیب داشته باشند. ممکن است دهانه شکستگی­ها باز باشد یا اینکه با بعضی از کانیها نظیر رس، کلسیت، انیدریت، پیریت و غیره پر شود (Serra, 1989).
در تصاویر FMI ، بخش­های رسانا ( همانند شیل، استیلولیت یا رگه­های انحلالی پر شده با رس، تخلخل یا شکستگی باز) به صورت رنگ خاکستری تیره یا سیاه ظاهر می­شوند. در صورتیکه بخش­های مقاوم (مانند آهک­های متراکم، ماسه­سنگ یا انیدریت) به صورت سایه­های زرد روشن یا سفید دیده می­شوند (شکل 3 و 4). شکستگی­های باز به خاطر ورود گل رسانا به صورت ساختارهای خطی تیره دیده می­شوند که زاویه زیادی نسبت به سطح لایه­بندی دارند. شکستگی­های سیمانی شده نیز به خاطر کلسیت یا انیدریت پرکننده آنها به صورت ساختارهای خطی سفید مشاهده می­شوند.
فاکتورهای زیادی روی کیفیت تصاویر تأثیر می­گذارند که باید قبل از تفسیر،‏ اثر آنها را تصحیح نمود. این فاکتورها عبارتند از: تغییر سرعت ابزار نسبت به سرعت لوله حفاری یا کابل و گیر کردن ابزار. برای افزایش جزئیات ساختارهای سازندی، تصاویر را تعدیل و نرمالیزه می­کنند. دو نوع نرمالیزه استاتیک و دینامیک روی تصاویر صورت می­گیرد. در کل پدهایFMI  در طی لاگ­گیری، تماس خوبی با دیواره­های چاه برقرار می­کنند. داده­های خام تصاویر FMI با استفاده از نرم­افزار Geo Frame پردازش ­شدند.
شناسایی و طبقه­بندی شکستگی­ها با استفاده از یک ابزار تصویری با قدرت تفکیک بالا همانند شناسایی مستقیم آنها از روی مغزه ممکن است. داده­های مورد مطالعه بااستفاده از ابزار FMI در چاه 5/8 اینچی لاگ­گیری شده است. شکستگی­های بسیار زیادی در تصاویر FMI  مشاهده شد که   طبقه­بندی آنها بر اساس منشأ در زیر آمده است (شکل 2).
 
۱- شکستگی­های ناشی از حفاری: به طور کلی این نوع شکستگی­ها به صورت رسانای عمودی تا نیمه عمودی دیده می­شوند که ممکن است نامنظم تا صفحه­ای، پیوسته تا نا­پیوسته باشند. چاههایی که دارای این نوع شکستگی­ها هستند، محور آنها با محور تنش اصلی افقی یکسان است. این نوع شکستگی­ها در چاه مورد نظر، عمدتاً در k1, k2, k3 دیده شدند. تعدادی بسیار کمی نیز در k4 مشاهده شد.
 
۲- شکستگی­های طبیعی: تفکیک شکستگی های طبیعی از حفاری بر اساس ظاهر آنها در تصاویر، همراه بودن با ساختارهای رسوبی و دیاژنزی (استیلولیت ) و ارتباط متقابل آثار شکستگی با محور چاه است. شکستگی­های طبیعی بر اساس ظاهر رسانا یا مقاوم به ترتیب به شکستگی­های باز و بسته/ مینرالیزه دسته­بندی می­شوند. جمعا ً28 شکستگی باز و 6 شکستگی بسته/ مینرالیزه مشاهده گردید. شکستگی­های باز به دو دسته پیوسته و ناپیوسته طبقه­بندی شده و دو هدف عمده را دنبال می­کنند: تأثیر بر روی تولید مخزن و دقت شیب.
شکستگی­های باز پیوسته: این نوع شکستگی­ها در بیش از 6 تصویر رسانا دیده می­شوند. کیفیت این نوع شکستگی­ها نسبت به نوع ناپیوسته آن در تولید مخزن بهتر است.علاوه بر این ویژگیهای شیب آن به مراتب دقیق­تر است. در مجموع 10 نمونه از این شکستگی­ها در k4 شناسایی شد.
 
شکستگی­های باز ناپیوسته: در کمتر از 6 تصویر به صورت رسانا قابل مشاهده هستند. بنابراین در چاه ناپیوسته هستند. تأثیر این نوع شکستگی­ها بر روی کیفیت مخزن بسیار متغیر است. در مجموع 18 عدد از این نوع شکستگی در k1 و k4 شناسایی شد. دقت شیب آنها کمتر از نوع پیوسته است (شکل 5).
 
شکستگی­های بسته/ مینرالیزه: این نوع شکستگی­ها نادرند و در جهت خاصی امتداد ندارند. فقط 6 نمونه از آنها در k4 دیده شد. پرشدگی دهانه شکستگی می­تواند ناشی از ورود مواد متراکم (تحت شرایط مخزن) یا سیمان فشرده باشد.
 
۳- گسلش ­های کوچک: این نوع ساختارها دارای مرز زاویه­داری بوده و لایه­ها در امتداد آنها جابجایی کوچکی دارند (Schlumberger Oilfield Services, 2000).
نتیجه گیری :
 
                 اینتروالها بیشتر متأثر از شکستگی­های ناشی از حفاری هستند.
 
                 بیشترین میزان شکستگی­های حفاری در k2 و  k3مشاهده شد که مجموعاَ 126 عدد بود.
 
                 تعداد شکستگی­های طبیعی باز 28 و بسته 6 عدد بود. 10 نمونه از شکستگی­های طبیعی باز پیوسته و 18 عدد ناپیوسته بود.
 
                 کاهش گل در اینتروال 2986-2836 متری ناشی از ترکیب شکستگی­های زیاد طبیعی و حفاری بود.
 
                  شکستگی­های طبیعی و حفاری بویژه در اینتروال 2970- 2830 متری تحت تأثیر سیمان فشرده قرار گرفته و رفتار پیچیده­ای دارند.

کلید واژه ها: میدانپارسجنوبی میدانگازی کنگان مخزن مغزه‌ گلحفاری سازنددالان زمین شناسی نفت سایر موارد