عمليات الجس

وحـدة الجـس

لقد تطورت عمليات الجس في الوقت الحاضر بحيث اصبحت جزءا اساسيا ومهما لاستنتاجات الحفر بالاضافة الى عمليات الجس الانتاجية والتي تعطينا معلومات انتاجية البئر وتوزيعها في الطبقة المنتجة .

وتكمن اهمية عمليات الجس في,

1_ اعطاء المعلومات الازمة عن حالة البئر عند حفرها من اجل عمليات اكمال البئر او العمليات الاخرى وتشمل هذه المعلومات قياس عمق البئر وعمق البطانة وقياس قطر البئر ونوعية وصلابة السمنت وارتفاعه خلف البطانة ودرجة ميلان البئر.

2_ من الناحية الجيولوجية عن المكمن تحديد انواع الصخور المحفورة وصفاتها ومستوياتها وتحديد الطبقات الموثرة من اجل مقارنة الطبقات  Correlation   وكذلك تحديد اعماق وسمك ودرجات انحناء الطبقات Dip .

3_ تقييم الطبقات المنتجة من خلال تحديد مساميتها ونسبة احتواءها على السوائل وتحديد مستوى تلامس النفط والماء و النفط والغاز ومعرفة طول العمود النفطي .

4_ وتكمن اهمية عمليات الجس الانتاجي Production Log والذي يحدد انتاجية الابار وتوزيعها ومعلومات الضغط وطبيعة السوائل وتحركاتها وراء البطانة واستحصال نماذج مكمنية للسوائل وبدون الحاجة الى قتل البئر.

الأسس التي تعتمد عليها عمليات الجس في استحصال المعلومات 

أولا

استجابة الصخور الى المحفزات ترسل بواسطة اجهزة خاصة ومن هذه المحفزات ,

1_ المحفزات الكهربائية

.بالامكان معرفة نوعية السوائل في الصخور ونسبتها وكذلك مقاومة الصخور فيما ومعرفة مساميتها ونفاذيتها ومقدار تضرر الطبقات بطين الحفر.

2_ المحفزات الاشعاعية.

يتم من خلالها قياس مسامية الصخور ونوعيتها وتحديد تحركات السوائل خلف البطانة.

3_ المحفزات الصوتية

ويمكن قياس مسامية الصخور ومقدار تشققاتها Fracture وكذلك نوعيتها ونوعية السمنت خلف البطانة.

ثانيا

اسس ميكانيكية مسيطر عليها بطريقة كهربائية.

بواسطتها يمكن قياس قطر البئر وجريانه ودرجات الحرارة والضغط والتثقيب واخذ النماذج.

الغرض من جس الابار المفتوحة الغير المبطنة

من خلالها يمكن الحصول على معلومات عن,

1_ وجود خزان او مستودع نفطي او غازي او مائي   Reservoir

2_ عمق المنطقة Potential of Reservoir

3_ سمك المستودع Thickness of Reservoir

4_ نفاذية المستودع Permeability of Reservoir

5_ مسامية المستودع Porosity of Reservoir

6_ امتداد المستودع  Extension of Reservoir

7_ نوع السوائل المحتواة في المستودع Fluid content in Reservoir

8_ معرفة من اين ننتج ومن اين نبدأ

9_تسمح لنا بتحديد موقع الطبقات الخازنة للنفط والغاز وكذلك تقييم من حيث الكمية.

10_ صخارية المستودع.

تقوم شعبة الجس والتقييم بمهمة:-

1_ تحديد المجسات التي يراد انزالها في البئر لغرض استحصال المعلومات اللازمة والمطلوبة لمعرفة خصائص الطبقات .

2_ الاشراف على عمليات الجس والتثقيب والتي تقوم بها شركة العربية لجس الابار

3_ الإشراف على عمليات الفحص التقييمي MFE 

4_ حساب كلف عمليات الجس والتثقيب .

يمكن تقسيم معدات الجس الى

1_ المجسات الاشعاعية Radioactive Logs

2_ المجسات المقاومة الكهربائية Resistively Logs

3_ المجسات الصوتية Sonic Logs

اولا, المجسات الاشعاعية

ان مبدأ عمل هذه المجسات هو ارسال اشعة بواسطة مادة مشعة الى الطبقات بطاقة عالية ومن ثم استلام هذه الاشعة بعد حدوث تغيير في طاقتها كما هي الحال في مجسات الكثافة والمجس النيوتروني . اما في مجس اشعة كاما فهي لا ترسل اشعة ولكنها تستلم الاشعاعات الطبيعية والقادمة من الطبقات نتيجة وجود بعض العناصر المشعة مثل (بوتاسيوم - يورانيوم- ثوريوم) 

أ_ مجس الكثافة Density Log

Formation Density compensated FDC     AND     Compensated Density Log CDL

ان مجس الكثافة مفيد في ايجاد المسامية بالدرجة الاولى حيث يقيس كثافة الصخور والتي لها علاقة عكسية مع المسامية .اذ كلما زادت المسامية قلت الكثافة . ومن الممكن معرفة انواع المعادن في الترسبات الصخرية والتحسس في وجود الغاز من عدم وجوده وكذلك في حسابات كثافة الهيدروكاربونات وكذلك الصخارية Litho logy  .

المجس يعمل فقط في الابار المفتوحة Open Hole  .

مبدأ عمل الجس

تنطلق اشعة الكاما بطاقة متوسطة الى التكوين من مصدر مشع وان هذه الاشعة تكون صغيرة الشكل عالية السرعة وتتصادم مع الالكترونات داخل التكوين (الكترونات الذرات المكونة للمادة) وفي حالة تصادم فان اشعة الكاما تفقد جزءا من طاقتها الى الالكترونات وكلما ازداد تصادم دقائق اشعة كاما بالالكترونات ازداد عدد الدقائق المفقودة.وبعد ان تفقد هذه الدقائق جزءا من طاقتها فانها تتلتقط من قبل ال Detector  والذي يكون على بعد معين من مصدر المادة المشعة .

ان عدد الالكترونات في ال 1سم مكعب والذي يعرف ب Bulk Density  ويقاس بوحدات (غم\سم مكعب) والذي يعتمد على كثافة مادة الصخرة ومسامية التكوين وكذلك كثافة السوائل الموجودة داخل الفراغات.

المعدات Equipment

جهاز مجس الكثافة يتكون من .

1_ المصدر Source                    

2_ كاشف قصير Short spacing Detector

3_ كاشف بعيد Long spicing Detector 

4_  Skid                                   

5_ ذراع Arm                           

ان الهدف من استعمال كاشفين هو لتقليل ثأثير طين الحفر عند الاعماق الطويلة او الضحلةوالتي تكون صلبة والذي يعرف ب(FDC).

Skid يستعمل لحك او تقليل قطر طين الحفر. اما الذراع Arm فيستعمل لتحديد قطر البئر.

سرعة التسجيل الاعتيادية للجهاز 9 m\min

العوامل المؤثرة على سرعة التسجيل

توجد عامل واحد تتاثر بها سرعة التسجيل وهي

Washout

تحدث هذه الحالة في حالة زيادة كبيرة في قطر البئر لذلك فان جهاز مجس الكثافة سوف يكون غير ملاصقا لجدار البئر لذلك فان قراءته سوف تكون خاطئة.

لذلك فان وجود Caliper  مهم جدا في مجس الكثافة لتحديد المناطق التي يزداد فيها قطر البئر.

ان مجس الكثافة هو اكثر مصدر موثوق بها لقياس المسامية باستثناء في حالة وجود Washout.

حساب المسامية

لإيجاد نسبة المسامية يتم استخدام المعادلة التالية

ρb= Φρf + (1-Φ) ρma

Φ= (ρma – ρb)/ (ρma – ρf)

ρ= Density       ρma= Density of matrix     ρf= Density of fluid

ρf= 1 for fresh mud

ρf= 1.1 for salt mud

لايجاد قيمة maρ نستخدم الجدول التالي

نوع الصخرة     Limestone    Dolomite      Anhydrite     Salt     Sandstone    Gypsum

قيمةma ρ        2.71   2.87   2.98   2.03   2.65   2.35

ب المجس النيوتروني Compensated Neutron Log   CNL

يستعمل هذا المجس في تحديد الطبقات المسامية ومقدار مسامية الطبقة ويعتمد على كمية عنصر الهيدروجين داخل الصخرة .

فان الفراغات تكون مملؤة بالماء او النفط حيث يمكن تحسس كمية الهيدروجين .ويمكن تمييز المناطق الحاوية على الغاز من خلال المسامية المستحصلة من هذا المجس مع اي مجس مسامي اخر او مع المسامية المستحصلة من خلال اللباب لذلك فان استعمال مجس اخر مع مجس نيوتروني يمكن حساب المسامية بصورة اكثر دقة.

مبدأ عمل المجس

تنطلق كميات كبيرة وبسرعة عالية من دقائق النيوترون من مصدر مثبت على الجهاز ينتج عنه عمليات تصادم بالهيدروجين الموجود بالتكوين والتي لها كتلة مقاربة لكتلة النيوترون . وعند كل تصادم فان دقائق نيوترون تفقد جزءا من طاقتها وخاصة عندما تكون الدقائق المصطدمة بها كتلتها مقاربة لها مثل ذرة الهيروجين H وعندما تكون الدقائق اكبر مها فانها لاتفقد اي من طاقتها. تسمى هذه الاصطدامة ب الانتشار المرن    Elastic Scattering

ان المجس النيوتروني يمكن استعماله في الابار المبطنة والغير المبطنة والتي لا يمكن استعماله في الابار الخالية من سوائل الحفر كما يمكن استعمال مجسات اخرى معه مثل مجس اشعة كاما و مجس الكثافة .

حيث يمكن الاستفادة منها في تقييم سريع لوجود الغازات ونوعية الصخور .

ان دقة جهاز النيوتروني تعتمد على سرعة القراءة والمدة التي يطلق فيها المصدر المشع دقائق النيوترون .

ولقد لوحظ بان المدة الانطلاقة اذا كانت 2 sec وسرعة التسجيل 1800 ft\hr فانها تعطي قراءة جيدة .

ولكن في الابار التي يكون فيها  اقطارها كبيرة او في الطبقات التي يكون رد فعلها قليل مع المواد المشعة فان مدة اطلاق النيوترونات يجب ان يكون اكبر من 2 sec والسرعة اقل.

أجزاء الجهاز

1_ مصدر مشع  Source            

2_ كاشف قريب Near Detector

3_ كاشف بعيد Far Detector   

يستعمل الكاشفين لتقليل تاثير طين الحفر او الغائه اصلا.

المصدر يولد نيوترون يسمى Americium  AND  Beryllium

عندما تكون قيمة ال Bulk Density=2.71   فان قيمة مسامية نيوترون = صفر في هذه الحالة نسميها Limestone Scale

يمكن استعمال جهاز D.L & N.L  في ايجاد المنطقة الغازية عن طريق تباعد القراءات فيما بينها.

اما اذا كانت قراءتها على نفس الخط فانها تدعى ب منطقة Limestone .

اما اذا كانت الانفصال قليلة جدا فانها تدعى ب منطقة نفطية .

ج_ مجس أشعة كاما الطبيعية  Gamma Ray

تسجل في هذا الجهاز اشعاعات كاما الطبيعية والتي تنبعث من ثلاثة عناصر (بوتاسيوم 40و ثوريوم 232و يورانيوم 238) ونواتج انحلالها هي عبارة عن موجات كهرومغناطسية ذات طاقة عالية والتي ترسل بواسطة بعض العناصر المشعة والتي لها خواص معينة والتي يمكن تمييزها عن باقي الاشعاعات.

يتكون من كاشف اشعة كاما يسمى ب Scintillation Detector يبلغ طوله 1 ft .

طريقة عمله

يستقبل الاشعة القادمة من الطبقات حيث تدخل الى يوديد الصوديوم Nal Crystal تعطي طاقتها الى الالكترونات الموجودة في البلورة. وان الشوائب الموجودة في البلورة تمنع الالكترونات الحركة من خلالها نتيجة لذلك تتولد فوتونات (وميض من الضوء) وهذه الفوتونات تتحول الى الالكترونات عند مرورها ب Photo sensitive Cathode ومن ثم تضخم هذه الالكترونات ويكون شكلها نبضات كهربائية.

يتكون Scintillation Detector  من

1_ Internally Reflecting Coating

2_ Nal crystal     Scintillation

3_ Photo Sensitive Cathode     

4_ Photo Multiplier Tube       

5_ Electrical Collector          

فوائد مجس اشعة كاما

1_ يستخدم لتحديد المناطق المكمنية والغير المكمنية.

2_ تحديد نسبة ال Shale  في الطبقات.

3_ يستخدم في المقارنة لمعرفة تتابع الطبقات Correlation .

4_ يستخدم في تثبيت الاعماق حيث يستخدم لايجاد العمق في حالة التثقيب.

تربط جهاز مجس اشعة كاما فوق جهاز المجس الصوتي Sonic  حيث تكون فوق المتمركزات.

نصف قطر الكشف تكون بين (6-12) عقدة وتعتمد على كثافة الطبقات . حيث كلما زادت كثافة الطبقات قلت نصف قطر الكشف.

العوامل المؤثرة على قراءة ال GR

1_ سرعة التسجيل . كلما زادت سرعة التسجيل قلت دقة التسجيل . تكون القراءة صحيحة في السرعة 9 m\min.

2_ سمك الطبقة. القراءة الحقيقية لل GR  تكون عند السمك 2 ft وتسمى ب Vertical Resolution .

3_ تأثير ظروف الجس على التسجيل.

الظروف القياسية المصممة لهذا الجهاز.

أ_ قطر البئر  8 عقدة.

ب_ قطر الجهاز 3.625 عقدة.

ج_ كثافة طين الحفر  10 ppg

د_ وضعية الجهاز تكون ملاصقة لجدار البئر.

ه_ البئر تكون Open Hole .

ثانيا /المجسات الصوتية

_ المجس الصوتي  Sonic Log

يتكون المجس من

1_ جهازي الاستقبال (R1&R2)Receivers يستعملان للتخلص من تاثير طين الحفر.

2_ جهازي الارسال Trans meters(T1&T2) يستعملان  لتصحيح القراءات نتيجة ميلان الجهاز وتغير قطر البئر.

الجهاز عندها يسمى ب Bore Hole Compensated Sonic        BCS   

طريقة العمل

Tu=T1   &        Tl=T2

طريقة عمل ال T1&T2 هي بالتناوب اي

Tu يرسل عبر الطبقات موجات انضغاطية صوتية ويتم استقبالها عن طريق R1&R2 ومن ثم يتم حساب التغيير في T1 ومن ثم

Tl يرسل عبر الطبقات موجات انضغاطية صوتية ويتم استقبالها عن طريق R1&R2 ومن ثم يتم حساب التغيير في T2

المسافة بين R1&R2  ثابتة وتساوي 2

ومن ثم يتم حساب ال Average  في T1&T2.

ΔT1= (T2 –T1)/ 2

ΔT2= (T2 – T1)/ 2

ΔTavg. = ΔT2 - ΔT1

يتم انزال جهاز المجس الصوتي الى عمق البئر ومن ثم يرفع الجهاز الى ارتفاع 50 m وتؤخذ القياسات اثناء الرفع ومن ثم ينزل مرة اخرى الى عمق البئر ويرفع مرة اخرى الاعلى ب 50 m وتؤخذ القياسات اثناء الرفع. ان هذه العملية تتم عدة مرات الى ان يتم الحصول على القراءات متقاربة من بعضها .

العملية الاولى تدعى ب Main Log  والجزء المقارب لها تدعى ب Repeat Log.

تدعى على هذه العملية الصعود والنزول ب PASS.

مصطلح Run#1 and Run#2 and Run#3

بعد ان يتم حفر لبئر بقطر 17.5 in يتم بعدها تسميت  البطانة csg.   ذو قطر 13.375 in ثم يتم حفر بعدها بقطر 12.25 in وبعدها يتم انزال المجس الصوتي لمعرفة نوعية الطبقات وتدعى هذه العملية ب Run#1. ثم يتم تسميت البطانة9.625 in وبعدها يتم حفر البئر بقطر 8.5 in ويتم انزال المجس الصوتي لمعرفة نوعية الطبقات وتدعى هذه العملية ب Run#2. ثم يتم تسميت البطانة 7 in ثم يتم حفر البئر بقطر 6in وبعدها يتم انزال المجس الصوتي لمعرفة نفاذية المكمنوتدعى هذه العملية ب Run#3 .

Wylie Equation

∆T= Ø (∆Tf) + (1-Ø) ∆ma.

Ø= (∆T-∆Tma)/ (∆Tf-∆Tma).

∆Tma= Transit time of the matrix material. = µsec/ft

∆T= Reading of the sonic log. = µsec/ft

∆Tf= Transit time of the fluid. = µsec/ft

 For Fresh mud= µsec/ft189

∆Tf =                                                       

185 = µsec/ft   for Salt mud

لايجاد قيمة ∆Tma نستخدم الجدول التالي:

Rock   Limestone    Dolomite      Salt     Anhydrite     Gypsum        Sandstone

∆Tma 47.5   43.5   67.0   50.0   52.5   55.5

ظاهرة تخطي الدورة Cycle Skipping

تحدث هذه الظاهرة في جهاز الاستقبال الثاني R2  فقط. وتوجد في حالة

1_ التكاوين المتشققة.

2_ وجود الغاز في سائل الحفر.

يمكن تمييز هذه الظاهرة من خلال ال Log حيث يكون شكلها طويلا ومحدبا ومدببا لذلك فان قراءة التغيير في t في هذهه المنطقة خاطئة. والصورة عندها تدعى ب Spike  .

سرعة تسجيل الجهاز هي 9 m\min وان اي زيادة في السرعة فذلك يؤدي الى حدوث فرق في القراءة وتكون القراءات عندها خاطئة.

توجد لدينا نوعين من ال Scale

1\500 تستعمل للمقارنة Correlation

1\200 تستعمل للقراءات وتكون طويلة وتسمى ب Detailed.

تحديد العمق الكلي للبئر  Depth logger

يتم تحديد العمق الكلي للبئر عن طريق تحديد Tension  في ال Log . حيث يكون شكل ال Tension  منحنيا قليلا الى الاعلى.

Centralizers

عبارة عن متمركزات عددها اثنين تساعد علىبقاء جهاز المجس الصوتي في مركز البئر دون ميلانها الى اي طرف

مجس CBL  &   VDL

 يستعمل هذا المجسان لمعرفة نوعية وكمية السمنت خلف البطانة حيث يعبران عن مقدار ارتباط السمنت بجدار البئر اذا كان هناك سنمت جيد ام لا.

Cement Bond Log CBL يقيس درجة تماسك السمنت في منطقة بين البطانة والسمنت.

Variable Density Log   VDL يقيس درجة تماسك السمنت في منطقة بين السمنت وجدار البئر Formation.

Poor Bond مصطلح يطلق عندما يكون التسميت رديئا.

Good Bond مصطلح يطلق عندما يكون التسميت جيدا.

Free Pipe   مصطلح يطلق على حالة عندما تكون السمنت غير متماسك مع ال Pipe اي درجة تماسكه قليلة.

قراءة CBL  تكون على شكل خطوط منحنية .

قراءة VDL  تكون على شكل خطوط غامقة وفاتحة.

Travel Time هو زمن ذهاب واياب الموجة في جهاز CBL.

مجس قياس الميل  Dip meter

ان مهمة هذا المجس هو

1_ قياس مقدار واتجاه ميل سطوح الطبقات.

2_ قياس ميلان حفرة البئر عن الشاقول واتجاه هذا الميلان.

يتكون الجهاز من اربعة اذرع كل ذراع يستلم ويرسل ويقراء قيمة واحدة للمقاومة الدقيقة بمسافات مختلفة لجدار البئر لنفس الطبقة وهذه المؤشرات تحلل وتحسب في الكمبيوتر وتحسب فيها زاوية الميلان واتجاه الميلان.

ثالثا/ مجسات  المقاومة     Resistively Tools

ان وظيفة مجسات المقاومة هي لقياس مقاومة التكوينات او قابليتها لتوصيل او عدم توصيل التيارات الكهربائية ويمكن تعريف مقاومة اي مادة هي قابليتها على اعتراض اوممناعتها لمرور التيار الكهربائي خلالها.

وتختلف قيمة المقاومة من مادة الى اخرى .

مبدأ عمل الجس

ان مبا عمله هو ارسال تيار كهربائي داخل المنطقة بواسطة اقطاب تنزل الى داخل البئر ثم تسجل فرق جهد على مجسات اخرى ىومن معرفة الفولطية يمكن قياس مقاومة والتي تسجل على ورقة لوغارتمية.

ان الهيدروكاربونات لاتوصل تيارات وبالنتيجة فأن الهيدروكاربون الموجود في الصخرة يمتلك مقاومة جدا عالية على عكس الصخور الحاوية على الماء فان قابليتها على التوصيل عالية لذلك فان قابليتها للمقاومة جدا ضعيفة ولهذا السبب فان صخور المكمن الحاوية على الماء تمتلك مقاومة قليلة مقارنة بصخور المكمن الحاوية على الهيدروكاربونات.

ان قياسات المقاومة مع قياسات المسامية سوف تسمح لنا بتقييم دقيق لكمية محتوى الهيدروكاربوني في المستودع.

أنواع الصخور

1_ الصخور الصلبة الجافة لاتوصل تيار كهربائي .

2_ الصخور التي تحتوي على سوائل مع عدم تواجد الملح تكون موصلة للتيار الكهربائي.

3_ الصخور التي تحتوي على ماء مالح تكون موصلة للتيار الكهربائي ومقاومتها تكون قليلة او كبيرة اعتمادا على كمية الملح الموجود في التكوين.

4_ الصخور التي تحتوي على النفط وماء التكوين معا فانها تكون موصلة ونسبة المقاومة تعتمد على نسبة النفط والماء في التكوين وكذلك على كمية الملوحة في الماء.

أنواع أجهزة المقاومة

1- أجهزة كهربائية.

2- أجهزة حثية.

الأجهزة الكهربائية تتكون من

1-   Dual Lateral Log                             DLL

 يتكون من Lateral Log Deep   LLD   &      Lateral Log Shallow    LLS

LLS يقيس مقاومة المنطقة المغزوة Ri Invated Zone            

LLDيقيس مقاومة المنطقة الغير المغزوة Rt Uninvated Zone

2- Micro Spherically Focused Log   MSFL

يقيس مقاومةFlashed  Zone   Rxo 

Flashed Zone Rxo وهي المنطقة المكتسحة كليا من قبل راشح الطين.

Transition Zone وهي المنطقة الانتقالية والتي تكون مكتسحة من قبل راشح الطين ولكن بنسبة قليلة.

 ان مجموع منطقتي Flashed Zone  و Transition Zone  يسمى ب invited  Zone  Ri

Uninvated Zone Rt وهي المنطقة الغير المكتسحة من قبل راشح الطين.

وحدة المقاومة جميعها Ohm.m     .

بعض الملاحظات عن الاجهزة,

1_ عندما تكون Rt<100 فاننا سوف نستعمل جهاز حثي وتكون قراءتها صحيحة.

2_ عندما تكون Rt>100 فاننا نستعمل جهاز DLL او MSFL.

3_ في حالة Oil Base Mud  فاننا نستعمل جهاز حثي لان قراءة مقاومة الطبقة عالية . اما اذا استعملنا DLL    في هذه الطبقة فان قراءة المقاومة تكون خاطئة لان DLL تتأثر بسائل الحفر.

4_ DLL تكون غير ملاصقة لجدار البئر ولذلك تتاثر ب طين الحفر.

5_ MSFL تكون ملاصقة لجدار البئر لذلك بسبب احتواها على Caliper لذلك لا تتاثر بطين الحفر.

6_ في الاطيان المالحة نستعمل DLL لان مقاومتها قليلة.

7_ بما ان المقاومة النوعية للمنطقة المائية قليلة والنفطية عالية لذلك ييمكننا التمييز OWC .

8_ اما المنطقة الغازية فنستعمل NEUT.Log  او D.Log  لايجاد GOC .

9_ يمكن استعمال الاجهزة لقياس المسامية اذا كانت المسامية قليلة فان ذلك يعني Rt=Rxo=Ri

الأجهزة الحثية تتكون من :-

1- DILINDUCTION LOG

يتكون من Log Deep   LLD   & INDUCTION Log Shallow    LLSINDUCTION

ILSيقيس مقاومة المنطقة المغزوة Ri Invated Zone            

ILDيقيس مقاومة المنطقة غير المغزوة Rt Uninvated Zone

يستعمل في أطيان الحفر العذبة (غير المشبعة بالملح) او اطيان الحفر ذات الأساس النفطي (OBM) او التجاويف الفارغة ويستخدم في حالة المـَديات القليلة من المقاومة

شعبة المكامـن

تعتبر هذه الشعبة من الشعب المهمة حيث تقوم بجمع المعلومات حول الحقول والمكامن من شعبة العمليات وشعبة الجس وكذلك من بقية الاقسام كقسم الجيولوجي وقسم البحوث والسيطرة النوعية بالاضافة الى اخذ التقارير من قسم الانتاج وقسم الحفر.

يتكون هذه الشعبة من أربعة وحدات 

1_ وحدة الدراسة.

2_ وحدة السيطرة المكمنية .

3_ وحدة تطوير الحقول .

4_ وحدة الحاسبة.

تصنيف الآبار وأغراضها

1_ الآبار الاستكشافية.

وهي ابار تحفر في الحقل للتاكد من احتواء الطبقات المكمنية على الموائع الهيروكاربونية وجمع المعلومات عن الطبقات الجيولوجية.

2_ الابار تقويمية.

وهي الابار التي تحفر بعد اكتشاف النفط او الغاز لتحديد ابعاد المكمن وتوفير الحد الادنى من المعلومات الجيولوجية والمكمنية لتقويم احتياطي النفط واقرار تطوير المكمن من عدمه.

3_ الابار التطويرية.

وهي الابار التي تحفر بعد اقرار تطوير المكمن وقد تكون لاغراض الانتاج (النفط\غاز) او لاغراض المراقبة او لاغراض الحقن(الماء\غاز).

4_ ابار الخزن الجوفي.

وهي ابار تحفر اما لاغراض ستراتيجية او لامتصاص التغير في العرضوالطلب للنفط الخام او المنتجات النفطية او الغاز الطبيعي الى اعتماد خزن هذه المواد الهيدروكاربونية قي الحقول النفطية او الغازية الناضبة او في مكمن مائي او طبقات ارضية ملحية .

وقد تم في العراق تنفيد تجربة رائدة بخزن الغاز السائل في طبقات ملحية وذلك بحفر ابارالىهذه الطبقات ومن ثم اذابة الملح وبالتالي تكوين فجوة بحجم معين.

توزيع الآبار  

ان موقع البئر في الحقل يعتمد على الغرض من حفرها فالابار الغازية تحفر في القبة الغازية للمكمن وابار المراقبة او حقن الماء تحفر عادة على الحافات الجانبية للحقل اما الابار النفطية فتقع بين القبة الغازية ومستوى الماء بشكل يضمن عدم انخراط الغاز او الماء ولاطول فترة ممكنة من حياة البئر.

كما ان موقع البئر المنتجة بالنسبة للابار المنتجة الاخرى لابد وان يعتمد كثافة معينة في التوزيع وبابعاد واحدة عن الاخرى بشكل يضمن عدم تاثير البئر الواحدة عن الاخرى.

إكمال الآبار

تختلف أساليب إكمال الآبار باختلاف طبيعة النسيج الصخري الذي يتكون منه المكمن وسمك عمود النفطي ووجود الماء او الغاز في المكمن وعدد المكامن المراد انتاجها من خلال البئر الواحدة والطاقة المعتمدة في انتاج الكامنة منها والاصطناعية.

قد يكون الاكمال باحدى الطرق الاتية,

1_ تبطين الطبقة المنتجة وتثقيبها في مناطق معينة ويعتمد هذا الاسلوب في المكامن الكلسية القوية ذات العمود النفطي السميك والتي لانتهار صخورها ولاتنتج المواد الصخرية الصلبة اثناء عملية الانتاج وتتمتع بوجود التشققات الصخرية التي تعطي الابار انتاجية عالية.

وقد يكون الانتاج من الابار بالجريان الطبيعي الناجم عن احد او كل من قوى الدفع الاتية

أ_ قوة الغازات الذائبةفي النفطSolution Gas     

ب_ قوة تمدد القبة الغازيةGas Cap Drive           

ج_ قوة دفع الماء من اسفل النفط Water Drive  

2_ قد يكون الانتاج بطرق اصطناعية بحقن الماء او حقن الغاز او طرق الرفع الالي بواسطة مضخات المغمورة في الابار والتي تكون كهربائية او ميكانيكية

3_ ضخ الغاز من خلال المجال الحلقي وانتاج النفط من خلال انبوبة الانتاج وتسمى ب الرفع بالغاز Gas Lift .

أنواع المكامن النفطية Type Of Oil Reservoir))

 المكامن هي الصخور التي تتجمع فيها الموائع الهيدروكاربونية بكميات اقتصادية ويمكن استخراجها بالطرق المتوفرة.

وتصنف هذه الصخور بخواص فيزيائية معينة مثل المسامية Porosity والنفاذية Permeability  وتغطيها من الاعلى والاسفل والجوانب طبقات صماء ولاتسمح للموائع بالحركة وقد يكون الماء الموجود اسفل النفط المانع لحركة النفط الى الاسفل.

ويمكن تصنيف المكامن على اسس عديدة منها .

1_ التركيب الجيولوجي البنائي للطبقات الصخرية

وتصنف على هذا الاساس الى .

أ_ المكامن التركيبية Structural Traps

هذه المكامن تكونت نتيجة لحركة القشرة الارضية مثل القبب المحببة Anticlines  والقبب المتصدعة Fault Anticlines

ب_ المكامن الطبقية Strata graphic Traps

هذه المكامن تكونت نتيجة للاختلاف في الصفات الفيزيائية والكميائية للصخور مثل المكامن العدسية والرملية والكلسية .

ج_ المكامن البنائية الطبقية (المركبة)  Combination Traps

وتتصف بصفات المكامن المذكورة اعلاه مثل القبب المتخالفة Unconformity Traps والقبب الملحية Salt Dome .

2_ العمر الجيولوجي للمكمن .

المكامن القربية من سطح الارض تكون عادة حديثة التكوين والمكامن العميقة تكون قديمة التكوين .

3_ نوعية الصخور المكمنية .

تتجمع الموائع الهيدروكاربونية في جميع انواع الصخور تقريبا شرط ان تكون هذه الصخور ذات مسامية ونفاذية كافية لحركة الموائع فيها . فنجد المكامن الرملية والكلسية في الصخور الرسوبية مثلا والمكامن الغازية في الصخور النارية المتشققة.

4_ حالة ونوعية الموائع الهيدروكاربونية .

تتجمع الموائع الهيدروكاربونية في الصخور المكمنية في حالات مختلفة تعتمد على درجات الحرارة فقد نجد الوائع على شكل غاز او مكثفات Condensate او على شكل سائل . كذلك بالنسبة لنوعية هذه الموائع فمنها خفيفة لاتحتوي على مواد اكلة Corrosive Components ومنها الثقيلة او المتوسطة وقد تحتوي على سوائل او مركبات اكلة فعالة كيميائيا تساعد على تاكل المعدات والأنابيب.

5_ درجة الحرارة والضغط.

تتصف بعض المكامن بدرجات حرارة وضغوط عالية اما البعض الاخر فليس فيها من الضغط لرفع المائع من قعر البئر الى السطح.

6_ القوة الدافعة للموائع .

تندفع الموائع من المكمن الى السطح باحدى الوسائل الاتية.

أ_ الدفع المائي WATER DRIVE                             

ب_ الدفع بالغاز الذائبة SOLUTION GAS DRIVE        

ج_ الدفع بغاز القبةGAS CAP DRIVE                       

د_ الدفع بالجاذبية الارضيةGRAVITY  DRAINGE        

ه_  الدفع المشترك للقوى اعلاهCOMBINATION DRIVE

7_ الموقع الجغرافي.

تتكون المكامن في جميع انحاء العالم فهناك مكامن بحرية والمكامن القطبية وكذلك المكامن الصحراوية ومكامن المناطق الاستوائية.

1_ معامل الحجم المكمني النفطي Bo

Bo=Vreser       . /Vstand.           

Vreser. = حجم النفط والغازات الذائبة تحت ضغط ودرجة حرارة معينة.

Vstand. = حجم النفط والغازات الذائبة تحت ضغط ودرجة حرارة في ظروف قياسية.

2_ ضغط الاشباع  Pb

3_ الكثافة.

4_ معامل الحجم المكمني للغازات Bg

Bg=Vreser. /Vstand.         

5_ نسبة الغازات في النفط  Gas Oil Ratio

GOR=حجم الغازات المتحررة الكلية في الظروف القياسية \حجم النفط المتبقي في الظروف القياسية.

6_ لزوجة النفط .

7_ تحديد النسبة المئوية للغازات.

8_ تحديد النسبة المئوية للغازات السامة H2S+CO2    

9_ حساب API للمائع النفط الخام .

API=141.5/Sp.gr -131.5           

ب_ دراسة الشقوق

حيث ان فقدان سوائل الحفر عند حفر البئر دليل على انه يوجد شقوق في المكمن يودي الى هذا الفقدان ومن خلال الدوال الانتاجية للآبار.

ج_ دراسة جيولوجية

حيث ان هذه الدراسة مهمة جدا حيث يتم من خلاله معرفة مواصفات المكمن من خلال اخذ نموذج من باطن البئر (اللباب Core) واجراء تجارب عليها لمعرفة عدة امور منها .

1_ المسامية Porosity

 وهو مقياس حيز الفراغ الموجود لخزن الزيت الهيدروكاربوني وتعرف المسامية كنسبة حجم الفراغ في الصخرة الى الحجم الكلي لها مضروبا في 100 لكي تعبر عنها كنسبة مئوية

المسامية= حجم الفراغ \حجم الكلي × 100

2_ النفاذية Permeability

قابلية التركيب لتمرير الموائع اي ان النفاذية هي خاصية الوسط النفاذ وهي مقياس لطاقة الوسط لتمرير الموائع Transmit Fluids ولهذا فقياس النفاذية هو مقياس توصيل الموائع في الوسط معين .

النفاذية تمثل مقلوب المقاومة التي يعطيها الوسط المسامي لجريان المائع.

يمكن الاستدلال على تواجد الشقوق من خلال دراسة مايلي.

أ_ فقدان السوائل اثناء عمليات الحفر.

ب_ الدوال الانتاجية للابار.

3_ تشبع المائع Fluid Saturation

وهي مقدار احتواء الصخرة من المائع ولكي نحسب كمية الهيدروكاربون المتجمعة في المسامات الصخرية يكون من المستوجب حساب السائل المتشبع (الغاز.النفط.الماء) لمادة الصخرة.

Sw=Vw\Vb       

Sw= تشبع المائع.

Vw= حجم المائع في الوسط المسامي (سنتيمتر مكعب)

Vb= حجم الكلي للمسامات (سنتيمتر مكعب)

So = 1 - Sw          

Sg = 1 - Sw - So   

حيث ان

So= تمثل تشبع النفط.

Sw= تمثل تشبع الماء.

Sg= تمثل تشبع الغاز.

4_ النفاذية النسبية Relative Permeability

وهي نسبة النفاذية الفعالة لمائع بقيمة تشبع معينة الى النفاذية الفعالة لذلك المائع .

Ko\Kw      &       Kg\Ko         

3_ حساب المخزون الهايدروكاربوني

Gas in place & Oil in place) GIP &OIP  )

هنالك طريقتان لحساب المخزون الهيدروكاربوني .

أولا:-

بواسطة الحاسبة (برنامج Boast 2)

حيث تقسم الخريطة الكنتورية الى اقسام (خلايا) ونحدد مركز كل خلية وتعطي عمق كل خلية ويجب تحديد ايضا كل الخواص الفيزياوية والبتروفيزياوية لكل خلية من هذه الخلايا وبعد ذلك يتم تحديد لنا GIP &  OIP  .

ثانيا:-

طريقة اعتيادية

لحساب OIP نتبع الخطوات الاتية.

نحسب قمة المكمن من رسم العمق Elevation مع المساحة Area حيث نستطيع معرفة العمق من خلال الخريطة الكنتورية الموجودة ونستطيع قياس المساحة بواسطة جهاز بلانوميتر .

ثم نعمل جدولا لحساب الحجم ومجموع الحجوم حيث نشبه المكمن بشبه المنحرف ما عدا الحجم الاول حيث نشبه بالهرم.

الجزء Dynamic

وهو الجزء الثاني من الدراسات المكمنية وينقسم الى قسمين

1_ الموائمة

وهي المرحلة المقارنة بين المعلومات الموجودة المقاسة والمحسوبة ويجب ان لا يزيد نسبة الخطأ فيه(5%)

2_ التكهنات

وتسمى ايضا بمرحلة الاحتمالات حيث ندرس احتمالات البئر من حيث الانتاج وعدد الابار وعمر كل بئر وبعد ذلك نقرر اي احتمال هو الافضل.

1- وحدة السيطرة المكمنية

ان عمل هذه الوحدة هي متابعة الاعمال التي تجري على الحقول والمكامن وتتضمن القياسات الحقلية التي نفذت من قبل شعبة العمليات الحقلية على الابار من حيث الضغوط ومستوى تلامس الغاز مع النفط وتلامس النفط مع الماء وكذلك متابعة الفحوصات الانتاجية على الابار بالاضافة الى متابعة عمليات الاستصلاح التي تجري على الابار وقياسات مستوى الماء الحر ومستوى النفط الحر وضغط الغاز .

ويتم توثيق هذه المعلومات يوميا او شهريا حسب توفرها وبالتالي اعداد برامج الحفر والاستصلاح من حيث الضغوط المكمنية في كل تكوين ونوعية الموائع المتوقع وجودها في هذه التكوينات ومستويات التماس المتوقع ظهورها.

ومن ضمن اعمال هذه الوحدة متابعة التقارير الشهرية التي تصدر من قسم الانتاج يوضح فيها انتاج الحقول والمكامن في ذلك الشهر وكذلك عمليات الحقن في كل حقل حيث انه تتوفر في كل حقل ابار مخصصة للقياسات لمستويات التماس.

ومن ضمن اعمال هذه الوحدة ايضا مراقبة قياسات الضغوط والمستويات وحسابات الجريان وربط الابار وتدقيق التقارير ال CORE و ال PVT  وتحديد النماذج المماثلة للنفط والغاز والماء المكمن.

ان من فعاليات هذه الوحدة هي معرفة برامج الاستصلاح ومعرفة انواع المشاكل ومعالجتها

ومن هذه المشاكل

أ_ التقمع الغازي Gas Coning  

يمكن الاستدلال على ظاهرة التقمع الغازي من خلال

1_ زيادة نسبة ال GOR

2_ زيادة W.H.F.P      

تقوم قسم الانتاج بعمل الفحص الانتاجي حيث يربط البئر الذي تبين حدوث ظاهرة التقمع فيه الى محطة عازلة وينتج البئر لمدة ساعة ثم يقيس WHFP و GOR ومن ثم يرسل التقرير الى القسم ثم يقوم القسم بمقارنة التقرير مع التقرير السابق فاذا كانت قيمة ال WHFP و GOR متزايدة فهذا يعني حدوث التقمع الغازي .

وان الحل لها يكون بانزال ال Liner  الى المنطقة الغازية .

ولمعرفة عمق الذي سوف يتم انزال ال Liner     فيه هنالك معادلة وهي

Qg.c= P.I. * ∆ρ*∆h

∆h= GOC – h.i.p

h.i.p= highest intery point 

مثــــــــــــال

جمبور 19

P.I. = 152 bbl/day/psi, Qg.c= 10800 bbl/day, ∆ρ= 0.12 and GOC = 11078 ft/lsdl. RTKB= 295 m.msl.

م/ تحديد موقع او عمق المراد انزال ال Liner  فيه؟                                                                                          

                                                            Qg.c= P.I. *∆ρ * (GOC – h.i.p.)

10800= 152*0.12*(11078-h.i.p.)

 h.i.p. = 10485.89 ft

ولإيجاد العمق باستخدام RTKB نتبع ما يلي.                                                                                                     

بعد LSDL عن MSL = 20000 ft

20000 – 10485= 9515 ft.msl

9515/3.2808= 2900.47 m.msl

إذا  2900+295= 3195 m RTKB

ب_ التقمع المائي  Water Coning

 يمكن الاستدلال على ظاهرة التقمع المائي من خلال

1_ زيادة الماء مع النفط المنتج.

2_ هبوط WHFP لان الماء يولد ضغطا هيدروستاتيكيا يعاكس ضغط الطبقة.

ان الحل لهذه المشكلة هي باجراء سدادة سمنتية Cement Plug  .

ولمعرفة العمق الذي سوف يتم اجراء السدادة السمنتية فيه يتم استعمال معادلة خاصة به.

 وهذه الحالة تحدث في اغلب الاحيان في ابار كركوك.

المعادلة

Qw.c = P.I. * ∆ρ * Hw

Hw= OWC- C.P.H.

مشروع النفط الرطب.

تكون هذه المشروع متوفرة في الابار التي تنتج الماء بنسبة 10% او اقل مثل (حقل باي حسن و حقل كركوك) .

اما بالنسبة لحقل خباز فهي غير مقبولة .

في الابار العادية التي لاتتواجد فيها مشروع النفط الرطب فان نسبة الماء المقبولة فيها هي 5%.

تكون هذه المسروع متواجدة في المحطات

1_ حقل كركوك (افانة و نفط خانة و جبل بور و بابا و شراوة).

2_ حقل صفية.

3_ حقل خباز.

تغير هدف البئر.

وهي نوع من انواع الاستصلاح .

فمثلا في بعض الاحيان اذا اردنا استخراج النفط من الطبقة الطباشيرية ولاحظنا بانها طبقة غير منتجة وغير اقتصادية لذلك نعمل على اجراء السدادة السمنتية للطبقة الغير الاقتصادية ومن ثم نعمل تثقيب للبطانة للطبقة المنتجة الاخرى.

طريقة التثقيب.

يتم تثقيب البطانة للجهة المقابلة للطبقة المنتجةعن طريق تفجيرات ومن ثم يتم انزال انبوبة انتاج على بعد 25م من البطانة المنتجةالمثقبة.

تحديد المواقع .

طاقة انتاجية كل بئر من الدراسة وعدد الابار التي يحتاج حفرها بالمستقبل وعدد الابار في كل طبقة وهذا العدد يجب المحافظة عليه.

س\ ماهي الاسس التي يعتمد على تحديد موقع الابار؟

ج\

1_ مستويات التماس للمنطقة.

    فمثلا يجب مراعاة عدم قطع ال Formation في المنطقة الغازية او عدم قطع البئر المنطقة المائية او قريب منها بحوالي (2-3)م.

2_ نبتعد عن مناطق البتروفيزيائبة الغير الجيدة بسبب البيئة الترسبية لتلك الطبقة.

3_ الاخذ بنظر الاعتبار الفوالق.

يحدد بئر جديد لزيادة الطاقة الانتاجية او لتعويض ابار تفقد بالغاز او الماء.

أنواع المواقع 

ان موقع البئر يعتمد على

1_ المحدد الصادر منه كتاب جديد.

2_ المثبت خرجت لجنة وحددته.

3_ موقع جاهز مفتوح له حساب لايتغير الا بمبرر مكمني.

م\ عند تحديد موقع البئر على الخارطة الكنتورية يعتمد على (Oil Column - OWC - GOC )

م\ عند حفر الابار يجب الاخذ الاعتبار المناطق ذات العمود النفطي القليل حيث لا تحفر في هذه المناطق.

2- وحدة الدراسات المكمنية

وهي الوحدة التي تقوم باجراء دراسات المكمنية للحقول النفطية حيث تقوم هذه الوحدة باعداد الدراسات الخاصة للحقول والمكامن النفطية عند اكتشاف حقل نفطي معين او بعد توفر معلومات اكثر دقة من حقول المنتجة للنفط وذلك بعد حفر عدد اكبر من الابار في هذه الحقول وتكون الدراسة المعدة من قبل هذه الوحدة متضمنة جميع المعلومات والبيانات عن الحقول والمكامن الموجودة فيه وذلك بالاعتماد على مصادر متنوعة لهذه المعلومات والتي تبدأ من الخرائط الجيولوجية والكنتورية التركيبية للطبقات الجيولوجية والتي يتم من خلاله حساب حجم الصخور وحساب مستويات التماس الاصلي وحساب مخزون الغازي والنفطي وبالاضافة الى المعلومات الصادرة من شعبة الجس والمعلومات من وحدة الفحص والاكمال ووحدة القياسات الحقلية بالاضافة الى التحاليل المختبرية للنماذج المرسلة لفحص ومن قسم الحفر.

3- وحدة تطوير الحقول

من إعمال هذه الوحدة عند تهيئة حقل معين للانتاج وذلك بانشاء محطة لعزل الغاز تربط اليها الابار المحفورة في الحقل فيتم تهيئة المعلومات المكمنية المتعلقة بالابار (ضغط الجريان.قطر الانبوب المستخدم.خواص النفط المكمني من الكثافة واللزوجة) وكيفية وصول النفط من الابار الى محطة عزل الغاز وظروف العزل الاخرى (ضغط العازلة ومراحل العزل وكمية النفط المطلوب للانتاج ولهذا الغرض تستخدم برامجيات تعنى بحساب الجريان العمودي والافقي والمائل والمتعدد الاطوار للموائع المكمنية.

لذا تعد هذه الوحدة حسابات التي يتم اجراءها وبالتالي يتم على اساسها اختيار عدد العازلات وموقع محطة العزل التي يتم ربطها بين الابار ويتضمن ايضا جميع المعلومات عن الحقول قيد التطوير واعطاؤها على جهات التي تقترح تصاميم معينة لنظام تطوير الحقول.

4- وحدة الحاسبة

وهي وحدة تشمل البرامجيات قسم منها من انتاج شعبة المكامن وقسم الاخر برامج جاهزة وهناك عدة انواع من البرامجيات

أ_ Multi Phase Flow

ب_ Flash Calculation

ج_ Boost 2 الخاص بتكهنات وحدة الدراسات المكمنية.

برنامج Multi Phase Flow Calculation

الهدف من البرنامج

ايجاد الضخط في فوهة البئر اثناء عملية الجريانWHP  وايصال المائع الى العازلة بضغط معين. 

مطاليب البرنامج.

1_ عمق البئر .

2_ مستويات.

3_ درجة الحرارة الباطنية.

4_ درجة حرارة السطح .

5_ ملوحة الماء .

6_ نسبة (W\w+o)

7_ قطر الداخلي للانبوب.

8_ قطر الخارجي للانبوب.

9_ B.H.C.I.P

10_ P.I.

11_ معدل انتاج البئر .