Great grandfather basic log analysis Episode 2

Great grandfather basic log analysis Episode 2
โดย
คุณ Seamonkey

วันนี้ก็ได้ฤกษ์งามยามดีที่ผมเล่น Bioshock จบเลยต้องทำใจซักพักหลังจากโดน Jump scare มานับไม่ถ้วนเลยมานั่งเขียนตอนที่ 2 ต่อครับ ตอนนี้จะเน้นที่ฟิสิกส์ของการวัดในทูล* (ที่ไม่ละเอียดครับเพราะขี้เกียจ) แต่ละตัวว่าเอามาใช้ในสมการในตอนแรกอย่างไร ทำใจครับตอนนี้นานแน่นอน เพื่อไม่ให้เสียเวลาเราก็มาเริ่มกันเลยดีกว่า

*”ทูล” ที่คุณ Seamonkey หมายถึงคือ tool ที่แปลว่าเครื่องมือน่ะครับ … (พี่นก)

Gamma ray log

ตัวแรกก็คือ Gamma ray tool ครับ เป็นทูลที่จะใส่ทุกครั้งในการ log open hole (จะแปลว่าหลุมเปิดก็ตลกเกิน) ประโยชน์ที่สำคัญคือไว้ปรับให้ log ทั้งหมดตรงกัน (Correlate log) เพราะในการหย่อนทูลลงไปไม่ว่าจะ LWD หรือ wireline ความลึกที่วัดต่อให้ตรงกันแต่ตำแหน่งของทูลอาจจะไม่เท่ากัน คิดภาพแขวนลูกตุ้ม 2 ลูกด้วยท่อ 1 เมตรกับแขวนด้วยเขีอก 1 เมตร มันควรจะอยู่ตำแหน่งเดียวกันแต่เชือกสามารถยืดได้มากกว่าทำให้ลูกตุ้มที่แขวงเชือกอยู่ต่ำกว่า

gr

 

เนื่องจากในธรรมชาติมีการสลายตัวของแร่ธาตุเต็มไปหมดและหินแต่ละตัวก็จะมาองค์ประกอบของธาตุแต่ละตัวไม่เท่ากัน ดังนั้นถ้าค่า Gamma ray ที่วัดจากการดึงลูกตุ้มด้วยท่อกับดึงด้วยเฃือกก็จะมีลักษณะใกล้เคียงกันแต่ต่างกันที่ความลึก พอเราเห็นระยะที่แตกกันก็ทำการ shift ให้ตรงกับ log ตัวหลัก

gr2

https://igs.indiana.edu/allenCounty/gammaRay.cfm

ที่นี้ในธรรมชาตินั้นได้ gamma ray มาจากธาตุไหนบ้าง ส่วนใหญ่ก็มากจาก potassium, thorium, uranium ซึ่งแต่ละธาตุจะให้ gamma ray ที่พลังงานต่างกัน ตัวทูลรุ่นเก่าจะไม่แยกว่า gamma ray นั้นมาจากไหน แค่นั้นว่าเป็น gamma ray เข้ามาในทูล แต่รุ่นใหม่จะสามารถ plot spectrum ได้ทำให้ประเมินให้ว่ามีธาตุใดประกอบในชั้นหินบ้าง

gr3

http://www.halliburton.com/en-US/ps/wireline-perforating/wireline-and-perforating/open-hole-logging/formation-evaluation/spectral-gamma-ray-csng-log-service.page

โดยหลักคือใช้ในการ Correlation ครับ หลังจากนี้ไปจะเป็น Advance analysis ซึ่งจะลึกเกินไปครับ มาดูทูลตัวต่อไปกันดีกว่า

https://en.wikipedia.org/wiki/Gamma_ray_logging

 

Density log (gamma-gamma)

จากสมการในตอนแรก (กลับไปอ่านก่อนครับจะได้ไม่งง) เราต้องการวัดความพรุนของหิน (Porosity:φ) แต่ด้วยในอดีตเครื่องมือเราไม่สามารถทำแบบนั้นได้ เราจึงใช้วิธีวัดความหนาแน่นของหิน (Density : ρ) นั้นแล้วมาคำนวณย้อนเพิ่มหาความพรุนโดยใช้สมการ

den1

ρ_matrix : ความหนาแน่นของหิน

ρ_fluid : ความหนาแน่นของของเหลวในช่องว่าง

ρ_bulk : ความหนาแน่นที่วัดได้

พอวัดค่า ρ ได้และรู้ชนิดของหินกับของเหลวก็จะสามารถคำนวณหา φ ได้ แต่สมการก็ก็ใฃ้ได้เฉพาะกรณีที่ Matrix เป็นหินชนิดเดียว ถ้ามีหินหลายชนิดหรือมีของเหลวหลายชนิดผสมกันก็ต้องมีการแก้ค่าพวกนี้ด้วยครับ

den2

https://www.fesaus.org/glossary/doku.php?id=terms:density_log

ทีนี้มาดูฟิสิกส์ของมัน ทูลนี้จะใช้ Gamma ray จากสารกัมมันตรังสีที่ใส่ลงไปยิงไปกระทบกับหินแล้วดู Gamma ray ที่สะท้อนกลับมาเข้าทูลเพื่อนำค่าปริมาณและพลังงานของ Gamma ray มาคำนวณความหนาแน่น ดูจากรูปของล่างครับ S คือตัวสารกัมมันตรังสี D คือตัวตรวจจับ Gamma ray เราจึงเรียกlogนี้ว่า Gamma-Gamma เพราะส่ง Gamma เข้าไปแล้ววัด Gamma ที่ออกมาครับ

https://en.wikipedia.org/wiki/Density_logging

 

Neutron density log (Neu-Neu)

หลักการของทูลนี้จะคล้ายกับ Gamma-Gamma แต่เราเปลี่ยนจากสารกัมมันตรังสีที่ให้ Gamma ray เป็น Neutron แทน สาเหตุที่ต้องมี Density log 2 แบบก็เพื่อแก้ปัญหาที่ผมได้กล่าวไว้เช่น มีหินหลายชนิดหรือมีของเหลวหลายชนิดผสมกัน เนื่องจากNeutron จะมีพฤติกรรมที่ต่างกับ Gamma ray เราจึงใช้จุดนี้มาช่วยในการวิเคราะห์ เราจึงเรียกlogนี้ว่า Neu-Neu เพราะส่ง Neutron เข้าไปแล้ววัด Neutron ที่ออกมาครับ ฟิสิกส์โดยละเอียดขอข้ามไปครับเพราะค่อนข้างยากมากในการอธิบาย

https://en.wikipedia.org/wiki/Formation_evaluation_neutron_porosity

Sonic log

ตัวนี้หลักการง่ายมากครับ ใช้วิธีเคาะแล้วฟังเสียงจากนั้นมาคำนวณหา φ จากรูป T นั้นคือแหล่งกำเกิดเสียง (Transmiter) และ R เป็นตัวรับ (Receiver) เวลาที่สัญญาญเข้า R1 กับ R2 จะต่างกันเนื่องจากระยะทางและชั้นหินกับของเหลว โดยใช้สมการ

son1

V : ความเร็วเสียงที่วัดได้

V_f : ความเร็วเสียงในของเหลว

V_mat : ความเร็วเสียงในหิน

นอกจาก φ แล้วข้อมูลจากคลื่นของ Sonic log ยังสามารถนำไปคำนวณสมบัติของหินเช่นค่าโมดูลัส, Effective porosity, permeability ได้อีก (แต่ข้ามอีกเช่นเคยครับเพราะ advance เกิน)

son1

https://www.spec2000.net/07-soniclog.htm

ตอนนี้เราก็มี Density log ที่เป็นพื้นฐานกันครบแล้ว โดยเราจะสามารถระบุได้ว่าหินนั้นเป็นหินชนิดไหนโดยดูจาก Log ทั้งหมดพร้อมกันตามภาพข้างล่างครับ

mix1

http://petrowiki.org/Lithology_and_rock_type_determination

 

Resistivity logging

ที่นี้ก็มาถึงตัวสุดท้ายในสมการ Rt หลักการในการวัดนั้นมี 2 แบบ แบบแรกก็เหมือนเราต้องการวัดตัวต้านทานว่ามีค่าความต้านทานเท่าไร (R) เราก็วัด V กับ I แล้วมาคำนวณหา R ได้ (ใครนึกไม่ออกแนะนำให้ไปลง Physics 2 ใหม่ครับ) ในตัวทูลแต่ละเจ้าก็จะมีลายละเอียดทางวิศวกรรมที่แตกต่างแต่หลักการพื้นฐานยังเหมือนกันครับ

res1

ส่วนแบบนั้นใช้หลักการเดียวกับเครื่องตรวจจับโลหะโดยทำการปล่อยคลื่นวิทยุจะทูลเข้าไปในชั้นหินและตรวจคลื่นวิทยุที่สะท้อนออกมาเพื่อมาคำนวณหา R

res2

 

และก็ถึงเวลาที่เราจะมาดูว่าตัวทูลหน้าตาเป็นอย่างไรกันครับ (เอาเฉพาะ wireline นะครับ LWD ขี้เกียจหา) ซึ่งแต่ละเจ้าก็จะมีลักษณะแตกต่างกันไปตามการออกแบบครับ

mix2

http://www.google.com/patents/US6376838

โดย Log ที่ได้ก็จะหน้าตาประมานนี้ครับ การจะตีความ Log ก็ต้องมีความเข้าใจในฟิสิกส์ของการวัดเพิ่มจะได้ตีความถูกต้องครับ

log

https://en.wikipedia.org/wiki/Well_logging

ในส่วนเรื่องฟิสิกส์ของทูลแบบ Great grandfather basic ก็ขอจบลงเพียงเท่านี้ครับ ไว้โอกาสหน้าหน้าจะจบเกมใหม่ก็ไว้เจอกันใหม่ครับ

โดย … Seamonkey (https://www.facebook.com/LHAcaster/)

จะซื้ออะไรที่ Lazada หรือ
จองที่พักกับ Agoda
ผ่านตรงนี้นะครับ
ช่วยค่ายาค่าขนมน้องเฟิร์นกับน้องภัทร ขอบคุณครับ 🙂


Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *