Great grandfather 2 – basic log analysis Episode 2 – วันนี้ก็ได้ฤกษ์งามยามดีที่ผมเล่น Bioshock จบเลยต้องทำใจซักพักหลังจากโดน Jump scare มานับไม่ถ้วนเลยมานั่งเขียนตอนที่ 2 ต่อครับ
ตอนนี้จะเน้นที่ฟิสิกส์ของการวัดในทูล* (ที่ไม่ละเอียดครับเพราะขี้เกียจ) แต่ละตัวว่าเอามาใช้ในสมการในตอนแรกอย่างไร ทำใจครับตอนนี้นานแน่นอน เพื่อไม่ให้เสียเวลาเราก็มาเริ่มกันเลยดีกว่า
*”ทูล” ที่คุณ Seamonkey หมายถึงคือ tool ที่แปลว่าเครื่องมือน่ะครับ … (พี่นก)
Great grandfather 2
basic log analysis Episode 2
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
เนื่องจากในธรรมชาติมีการสลายตัวของแร่ธาตุเต็มไปหมดและหินแต่ละตัวก็จะมาองค์ประกอบของธาตุแต่ละตัวไม่เท่ากัน ดังนั้นถ้าค่า Gamma ray ที่วัดจากการดึงลูกตุ้มด้วยท่อกับดึงด้วยเฃือกก็จะมีลักษณะใกล้เคียงกันแต่ต่างกันที่ความลึก พอเราเห็นระยะที่แตกกันก็ทำการ shift ให้ตรงกับ log ตัวหลัก
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
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
ρ_matrix : ความหนาแน่นของหิน
ρ_fluid : ความหนาแน่นของของเหลวในช่องว่าง
ρ_bulk : ความหนาแน่นที่วัดได้
พอวัดค่า ρ ได้และรู้ชนิดของหินกับของเหลวก็จะสามารถคำนวณหา φ ได้ แต่สมการก็ก็ใฃ้ได้เฉพาะกรณีที่ Matrix เป็นหินชนิดเดียว ถ้ามีหินหลายชนิดหรือมีของเหลวหลายชนิดผสมกันก็ต้องมีการแก้ค่าพวกนี้ด้วยครับ
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
V : ความเร็วเสียงที่วัดได้
V_f : ความเร็วเสียงในของเหลว
V_mat : ความเร็วเสียงในหิน
นอกจาก φ แล้วข้อมูลจากคลื่นของ Sonic log ยังสามารถนำไปคำนวณสมบัติของหินเช่นค่าโมดูลัส, Effective porosity, permeability ได้อีก (แต่ข้ามอีกเช่นเคยครับเพราะ advance เกิน)
https://www.spec2000.net/07-soniclog.htm
ตอนนี้เราก็มี Density log ที่เป็นพื้นฐานกันครบแล้ว โดยเราจะสามารถระบุได้ว่าหินนั้นเป็นหินชนิดไหนโดยดูจาก Log ทั้งหมดพร้อมกันตามภาพข้างล่างครับ
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
ส่วนแบบนั้นใช้หลักการเดียวกับเครื่องตรวจจับโลหะโดยทำการปล่อยคลื่นวิทยุจะทูลเข้าไปในชั้นหินและตรวจคลื่นวิทยุที่สะท้อนออกมาเพื่อมาคำนวณหา R
และก็ถึงเวลาที่เราจะมาดูว่าตัวทูลหน้าตาเป็นอย่างไรกันครับ (เอาเฉพาะ wireline นะครับ LWD ขี้เกียจหา) ซึ่งแต่ละเจ้าก็จะมีลักษณะแตกต่างกันไปตามการออกแบบครับ
http://www.google.com/patents/US6376838
โดย Log ที่ได้ก็จะหน้าตาประมานนี้ครับ การจะตีความ Log ก็ต้องมีความเข้าใจในฟิสิกส์ของการวัดเพิ่มจะได้ตีความถูกต้องครับ
https://en.wikipedia.org/wiki/Well_logging
ในส่วนเรื่องฟิสิกส์ของทูลแบบ Great grandfather basic ก็ขอจบลงเพียงเท่านี้ครับ ไว้โอกาสหน้าหน้าจะจบเกมใหม่ก็ไว้เจอกันใหม่ครับ
โดย … Seamonkey (https://www.facebook.com/LHAcaster/)
อ่านเพิ่มเติม …
Well logging, also known as borehole logging is the practice of making a detailed record (a well log) of the geologic formations penetrated by a borehole. The log may be based either on visual inspection of samples brought to the surface (geological logs) or on physical measurements made by instruments lowered into the hole (geophysical logs).
Some types of geophysical well logs can be done during any phase of a well’s history: drilling, completing, producing, or abandoning. Well logging is performed in boreholes drilled for the oil and gas, groundwater, mineral and geothermal exploration, as well as part of environmental and geotechnical studies.