انواع روش های اکتشاف چاه های نفتی

۱- روش های سطحی:

گاه مطالعه برخی از نشانه ها در سطح زمین می تواند راهنمای ما برای کشف مخازناحتمالی باشد. بخشی از لایه هایی که هزاران متر زیر زمین هستند، ممکن است در اثرعوامل مختلفی به سطح زمین رسیده باشد و ما آن بخش از لایه را که برونزد(outcrop)آن نامیده می شود، مشاهده کنیم.می توان برخی مطالعات در مورد آن لایه را از طریق نمونه گیری ازبرونزد آن انجام داد.گاه نفت موجود در زیر زمین، در اثر عوامل مختلفی به طور طبیعی و بدون حفاری به سطح زمین راه می یابد وچشمه هاینفتی (oil spring) ایجاد می کند.

این نفت می تواند از سنگ مخزن به سطح زمین راه یافته باشد یا آن که در مسیر حرکتنفت از سنگ منشأ به سنگ مخزن و به دلیل نبود پوش سنگ به سطح زمین آمده باشد. در منطقه ی مسجد سلیمان ایران نمونه های متعددی از چشمه های نفتی وجود دارد. ابتدایی ترین کار در اکتشاف مخازن نفت این است که با مطالعهبرونزدها (outcrops) و نشانه های سطحی، اطلاعاتی در مورد سازندهای نفت بدست آورد و یا با مطالعه ساختارهایزیرزمینی که آثار آن ها بر روی زمین قابل مشاهده و بررسی است، تا حدودی به وجود تله های نفتی پی برد و همچنین اگردر سطح، چشمه های نفتی (oil spring) وجود داشت، با مطالعه آن ها به سنگ منشأ (source rock) آن پی بردو از این طریق مخازن احتمالی را شناسایی کرد

روش های اکتشاف چاه های نفتی

.۲- روش های ثقل سنجی و مغناطیسی سنجی:

این ۲ روش برای شناسایی مخازن نفتی ای که ساختارهای مشخص و معینی (مثل طاقدیس) در اعماق کم دارند به کار می روند. البته با روش مغناطیس سنجی تلوریک (telluric) می توان مخازن تا حدی عمیق را نیز شناسایی کرد. در روش ثقل سنجی اساس کار این گونه است که تغییر شتاب جاذبه ثقل در نقاط مختلف را می توان به تغییر ماهیت سنگ یا تغییر ساختار، مخصوصا ساختارهای طاقدیس نسبت داد.هر اندازه که لایه ها دارای چگالی بیشتری باشند، یا آن که لایه های چگال تر در فاصله ی کمتری از سطح زمین قرار داشته باشند، نیروی جاذبه ی بیشتری ایجاد می کنند؛ به دلیل آن که لایه هایی که در عمق بیشتری قرار دارند در طاقدیس ها فاصله های آن ها از سطح زمین کمتر می شود و تفاوتی را در شتاب ثقل نسبت به نقاط اطراف ایجاد می کند. این نشانه می تواند عامل شناسایی طاقدیس ها باشد.اساس کار روش مغناطیس سنجی تلوریک براین است که میدان مغناطیسی طبیعی زمین را می سنجد، اما اگر سنگی وجود داشته باشد که خود میدان مغناطیسی اضافی ایجاد کند، با استفاده از دستگاه های مغناطیس سنج شناسایی می شود. از آ ن جایی که برخی از سنگ های رسوبی خود مغناطیسه هستند و میدان مغناطیس اضافی ایجاد می کنند، به کمک این دستگاه می توان ضخامت این لایه ها را تا حدودی مشخص کرد. باید توجه داشت که جنس سنگ مخزن و منشا از سنگ های رسوبی است.

۳- مطالعه لرزه نگاری(seismic):

در روش لرزه نگاری امواج لرزه ای در اثر انفجار به صورت موج های مکانیکی در لایههای درون زمین منتشر می شوند؛ برای این که بازتاب این امواج از لایه های مختلف،دریافت شود، گیرنده هایی (Geophone) برروی زمین تعبیه شده اند که بازگشت این امواج را ثبت می کنند. منابعی که برای ایجاد این لرزه ها بکار می رود می تواندچاله هاییکه از مواد منفجره پر شده است، یا دستگاه vibrosize باشد؛ این دستگاه کامیونی است که یک صفحه در زیر خود دارد. به هنگام ایجاد لرزه این صفحه روی زمین قرار می گیرد و وزن کامیون بر روی صفحه می افتد و با لرزه هایی که این صفحه ایجاد می کند امواجی پدید می آید.لرزه نگاری در ابعاد مختلف مانند :۲ بعدی (۲ Dimensional) یعنی شبکه برداشت را به گونه ای می چینیم که داده ها را تنها در مختصات صفحه ای برداشت کنیم وبا استفاده از دستگاه های پیشرفته تر و تحلیل های پیچیده تر راستای دیگری نیز به آن اضافه می شود، که به آن روش ۳ بعدی (۳ Dimensional) گفته می شود وهر نقطه درون زمین با سهپارامتر مختصاتی قابل تشخیص است و حتی به روش ۴ بعدی ( ۴ Dimensional) که بعد زمان را نیز در داده ها مکانی لحاظ می کنند. اطلاعاتی که این روش در اختیار قرار میدهد بسیار دقیق تر است در واقع هر چه ابعاد لرزه نگاری افزوده شود تله های نفتی بیشتری با دقت بالاتری قابل شناسایی هستند.
امروزه با توجه به افزایش روزافزون قیمت نفت و کاهش نفت تله های نفتی ساختاری ، توجه کشورها به اکتشاف این گونه تله های نفتی(غیر ساختمانی) هر روز بیشتر می شود. اساس کار این گونه است که با توجه به این که سازندهای مختلف قابلیت های مختلفی برایعبور موج از درون خود دارند، سرعت امواج درون این لایه ها با هم متفاوت است؛ و به این وسیله می توان سطوح بین لایه ای را تشخیص داد البته به این شرط که این لایه ه ادارای چگالی و سرعت متفاوتی باشند این تفاوت اساس شناسایی لایه ها و سازندهای مختلف است.

۴- ژئوشیمی آلی ( Organic geochemistry):
در حال حاضر، روشهای اکتشافات ژئوشیمی آلی، یکی از اصلی ترین روشهای اکتشافی تا قبل از شروع عملیات حفاری به حساب می آید. حتی پس از حفاری در افزایش توان تفکیک زونهای تولیدی و تعداد لایه های مخزنی و حتی تعیین نوع و مقدار آسیب دیدگی مخزن کاربرد فراوانی یافته است. این افزایش کاربردها منجر به توسعه تجهیزات و سخت افزارهایآزمایشگاهی مورد استفاده به همراه تولید و توسعه نرم افزارهای خاص ژئوشیمیایی بخصوص با هدف برآورد هرچه بهتر و دقیقتر مناطق امیدبخش هیدروکربوری برای کاهش ریسک حفاری گشته است.نتایج حاصل از بررسی اطلاعات جمع آوری نشان میدهد که کاربرد ژئوشیمی آلی در امر اکتشاف شامل تعیین سنگ منشا نفت و گاز، چگونگی تحولات سنگ منشا، میزان تولید هیدروکربور از سنگ منشا، پیجویی مسیرهای مهاجرت، انطباق نفت موجود در مخزن با نفت تولید شده و یا سنگ منشا تولید کننده نفت و یا پیجویی های سطحی برای یافتن مخازن جدید هیدروکربنی است.

۵- چاه های اکتشافی:

هیچ یک از روش های گفته شده نمی تواند به طور قطعی وجود نفت را تأیید کند. در واقع روش های پیشین تنها می توانند به تشخیص سازند هایی که احتمال وجود نفت یا گاز در آنها می رود کمک کنند. تنها راه حل برای شناسایی مخزن و اثبات وجود سیال در درون آنها، حفر چاه های اکتشافی است. روش های پیش گفته اطلاعات اولیه را برای حفر اولین چاه دراختیار متخصصین اکتشاف قرار می دهند؛ این متخصصین برای دست یابی به دقت بیشتردر اطلاعات خود باید چاه های اکتشافی را در مخزن حفر کنند.اطلاعات حاصل از چاه های اکتشافی به متخصصین اکتشاف کمک می کند که سازند مخزن نفتی و سازندهای بالای آن را به خوبی شناسایی کنند و خطاهای خود را در روش های قبل اصلاح کنند.
از یک چاه اکتشافی، اطلاعات زیر به دست می آید:
۱. ترتیب قرار گرفتن سازند های مختلف در عمق زمین۲. عمق واقعی مخزن در زیر زمین۳. ضخامت مخزن۴. خصوصیات سنگ و سیال های درون مخزن(گاز، نفت و آب)که با نمونه برداری ازسنگ و سیال و انجام آزمایش های مربوطه مطالعه می شود.۵. مرز لایه ها ی زمین شناختی، جنس و شیب هر لایه، برخی از ویژگی های سنگ مخزن از جمله میزان تخلخل و درجه ی اشباع آن از سیال های مختلف و دمای مخزن با انجام عملیات چاه پیمایی(Well Logging)شناسایی می شود.

به اولین چاهی که در مخزن حفر می شود (wild cat) گویند کنایه از این که این چاه بسیار خطرناک و ناشناخته است؛ چرا که قبل از حفر چاه امکان پیش بینی رفتار مخزن وجود ندارد. مخزن برای ما ماهیتی ناشناخته دارد. در واقع مخزن نفت همچون موجود زنده ای است که تا با آن روبرو نشویم نمی توانیم رفتار آن را در برابر عوامل مختلف پیش بینی کنیم. بنابراین در چاه های اکتشافی باید با رعایت سطح ایمنی بالایی، حفاری انجام شود تا
خطرات ناشی از رفتار های ناشناخته ی مخزن، از جمله آتش سوزی و فوران ناگهانی چاه که ممکن است با قدرت زیادی منجر به پرتاب دکل وتأسیسات سرچاه شود، به حداقل برسد.
تطبیق کلیه ی اطلاعات اکتشافی و مدل سازی مخزن:
پس از دست یابی به اطلاعات کافی به دنبال حفر اولین چاه در درون مخزن، مجموعه اطلاعات به دست آمده در روش های مختلف اکتشافی، به وسیله ی متخصصین مطالعات مخزن مورد بررسی قرار گرفته و یک مدل از مخزن طراحی می شود. با استفاده از این مدل برنامه ی توسعه آن و بهترین نقاط برای حفر چاه های جدید به منظور بهره برداری از مخزن تعیین می شود و می توان چاه هایی را که برای توسعه و برداشت از مخزن استفاده می شوند، حفر کرد. چاه ها باید در نقاطی حفر شوند که بهترین بهره برداری از مخزن حاصل شود. شناسایی محل مناسب برای انجام حفاری های بعدی نیز نیاز به مطالعات دقیق مخزن و روش های آماری دقیق دارد که در فرایند مدل سازی مخزن مورد پردازش قرار می گیرند.