Wireline tool calibration EP4 Gamma Ray, Litho-Density, Neutron

• Facebook
• Twitter
• Line

Wireline tool calibration EP4 Gamma Ray, Litho-Density, Neutron – วันนี้จะมาคุยกันต่อในหมวดเครื่องมือหยั่งธรณีที่ใช้สารกัมตภาพรังสี

ซึ่งก็มี 3 เครื่องมือ หลักๆ

1. Gamma Ray (GR)
2. Litho – Density Tool
3. Neutron Tool

ตามเคยครับ ถ้าใครยังไม่รู้จักเครื่องมือเหล่านี้ ว่ามันหน้าตาเป็นไง หลักการทำงานเป็นอย่างไร ใช้วัดอะไร บลาๆ ตามลิงค์นี้ไปก่อนเลยครับ

Gamma Ray

https://petrowiki.spe.org/Density_logging

Litho – Density แต่ล่ะ บ. ก็ตั้งชื่อ แตกต่างกันไป ในโพสต์นี้ ผมขอใช้ชื่อสามัญก็แล้วกันว่า Density tool

Wireline Logging ตอน Gamma Ray เครื่องมือวัดชิ้นแรกที่เบสิกที่สุด

Wireline Logging ตอน Porosity Tool EP2 กับ compton scattering และ sonic

Neutron tool

Wireline logging ตอน Porosity tools – EP1 เราอยากรู้ porosity ไปทำไม

Wireline tool calibration EP4

Gamma Ray, Litho-Density, Neutron

Gamma Ray

อย่างที่ทราบๆ เครื่องมือนี้วัดรังสีแกมม่าที่มีอยู่ในธรรมชาติ และ เชื่อไหมว่า รังสีแกมม่าที่มีอยู่ในธรรมชาติในภาวะปกติ ที่เรียกว่า background เนี้ย ไม่ใช่ ศูนย์ โลกเรามีรังสีแกมม่าอยู่ทั่วๆไป

ผมกำลังจะบอกว่า ด้วยเหตุนี้ เราไม่สามารถปรับเทียบเครื่องมือที่ จุด 0 ได้ เพราะเราไม่สามารถสร้างสภาวะนั้นได้ หรือ ถ้าทำได้ ก็คงมีค่าใช้จ่ายเยอะเกิ้น

นั่นคือ เราไม่สามารถ ปรับเทียบ 2 จุด แบบ caliper ได้

เราทำได้ จุด เดียว โดยเราทำค่ามาตราฐานที่ส่งรังสีแกมม่าออกมา 100 API unit (ใกล้เคียงกับชั้นหินดินดานในธรรมชาติ) เราเรียกเจ้านี้ว่า jig หรือ blanket (ผ้าห่มนั่นแหละ)

หน้าตาประมาณนี้ครับ

ข้างในเป็นแผ่นพลาสติกที่มีสารกัมมันตรังสีอ่อนๆ ที่ให้ค่า (100 API unit) หุ้มด้วยผ้าไนล่อน สีอะไร โลโก้อะไร ก็ว่าไป

เวลาใช้งาน เราก็เอาเครื่องมือ (tool) วางบนขาตั้ง ให้สูงจากพื้น อย่างน้อย 3 ฟุต (จำง่ายๆก็เมตรนึงแหละ) เพื่อไม่ให้เจ้าเครื่องมือไปอ่านค่ารังสีแกมม่าของพื้นดินพื้นซีเมนต์

เสร็จแล้วเราก็เอาแผ่นค่ามาตราฐานมาหุ่มเครื่องมือของเรา ที่จุดที่กำหนด (measuring point) ประมาณรูปข้างล่างนี่

แล้วเราก็เปิดเครื่องให้อ่านค่า ตามเคย ซอฟแวร์ ก็จะปรับค่าชดเชยให้อ่านได้ 100 API unit

ง่ายสุดๆเนอะ …

Litho – Density

ทบทวนสั้นๆ sonde หน้าตามันประมาณรูปข้างล่างนี้

มีขาข้างหนึ่ง ยันผนังหลุมเอาไว้ เพื่อผลักให้ “ชุดเครื่องวัด detector” ที่อยู่ฝั่งตรงข้ามแนบติดกับผนังหลุม

ชุดเครื่องวัดก็คือส่วนที่อยู่ในกรอบเส้นประแดงในรูปข้างล่าง

เจ้า ชุดเครื่องวัด เนี้ย เราสามารถถอดออกมาจาก sonde ได้ ถอดออกมาทำไม ก็ถอดออกมาปรับเทียบไงล่ะ

ต่อไปก็ค่ามาตรฐานที่ให้มันวัด ตอนปรับเทียบ ผมความจำไม่ดีแล้วล่ะว่าใช้สสารอะไร แต่จำได้ว่ามีหน้าตาแบบรูปข้างล่าง

เป็นแท่งสี่เหลี่ยมตัน มีรูตรงกลาง ให้เอา ชุดเครื่องวัด สอนเข้าไป มี 2 แท่ง แท่งหนึ่งใช้ปรับเทียบ density อีกแท่นหนึ่งใช้ปรับเทียบ lithology

จะสังเกตุว่า รูที่เอาไว้ให้เอา ชุดเครื่องวัดสอดเข้าไปเนี้ยมันอยู่เยื้อขึ้นไปด้านบน นั่นคือ เวลาเอาชุดเครื่องวัดสอดเข้าไป เราต้องหมุนให้ด้านที่มีเครื่องวัด (sensor) และ แหล่งกัมมันตรังสีแกมม่า (gamma ray source) อยู่ ด้านล่าง

อ้อ … ตอนเราปรับเทียบเนี้ย เราต้องใช้ แหล่งกัมมันตรังสี (source) ด้วยนะ ดังนั้น เราต้องกั้นเขตทำงานให้เรียบร้อยตามกฏความปลอดภัย ไม่ให้คนที่ไม่เกี่ยวข้องเข้ามายุ่มย่าม

เมื่อเราจัดท่าจัดทางวางทุกอย่างแล้ว เราก็เปิดเครื่องให้มันทำงานไป

การปรับเทียบเครื่องมือที่เกี่ยวกับกัมมันตรังสีเนี้ยมันยุ่งยากกว่าชาวบ้านเขา ตรงที่มันใช้เวลาวัดนาน เพราะมันต้องวัดซ้ำๆเพื่อขจัดความไม่แน่นอนทางสถิติจากการวัดออกไป … ก็นะ รอนานหน่อย นั่งหง่าวรอไป

Neutron tool

เจ้านี่ ไม่เหมือน litho – density tool ที่ถอดชุดเครื่องวัดออกมาได้ ชุดเครื่องวัดมันติดอยู่ในตัวเครื่องมือ (tool body) เลย

ดูภายนอก ไม่ต่างอะไรกับท่อโลหะสีเงินๆ ยาว 1.5 เมตร มีขีดอยู่ที่กลางๆท่อ บอกว่า ตรงนี้นะคือ จุดวัด (measuring point) กับ มีช่องเล็กๆเอาไว้ให้เอา แหล่งจ่ายนิวตรอน (neutron source) บรรจุ

ดังนั้น มันก็ยากหน่อยที่จะจับมันนอนแล้วสอดเช้าไปในอะไรสักอย่างที่เป็นค่ามาตราฐาน เพราะมันหนักและยาว

เราจึงต้องจับมันห้อยลงมาแทน 555

ค่ามาตราฐานล่ะ เราใช้อะไร … อย่างที่เรารู้ๆกันว่าเจ้านี่มันอ่านจำนวนไฮโดรเจนอะตอม หรือ ไฮโดเจนอินเด็ก (hydrogen index)

แหล่ง hydrogen ทีมีค่ามาตราฐานคงที่ที่สุด ไม่ว่าจะอยู่ที่ไหนในโลก คือ อะไร … ก็ น้ำไงครับ 555

ผู้ผลิตเครื่องมือเขาก็สร้างถังกลมๆ ทรงกระบอก กว้าง-ยาว-สูง ตามมาตราฐานโรงงาน มีรูตรงกลางขึ้นมา ข้างในมีน้ำใส่เต็ม

จัดท่าจัดทาง ขึงเชือกกั้นบริเวณทำงานให้เรียบร้อย เอาแหล่งกำเนิดนิวตรอนใส่ เอาเครื่องมือห้อยหย่อนลงไปในรูกลางถัง หย่อนลงมาให้ จุดวัด อยู่ในตำแหน่งที่โรงงานกำหนด แล้วก็ไปเปิดเครื่องให้มันวัดค่าน้ำในถัง แล้วก็นั่งรอไปจนกว่าเครื่องมันจะบอกว่า เสร็จแย้ว

สรุป

จะเห็นว่าเครื่องมือตระกูลกัมมันตรังสีนี่ เราปรับเทียบ จุดเดียว เหตุผลหนึ่งคือ โดยธรรมชาติแล้วเราไม่สามารถหาทำอีกจุดในสภาวะที่เป็น ศูนย์ ได้

ส่วนอีกเหตุผลหนึ่ง … ผมไม่ใช่นักวิทยาศาสตร์ด้านนี้ แต่เท่าที่ทราบ คือ ในซอฟแวร์ของเครื่องมือพวกนี้ เขามี “ฐานข้อมูล” ที่ได้มาจากการทดลองในห้องทดลองอยู่ก่อนแล้วว่า f(x) มันหน้าตาเป็นอย่างไร จึงไม่ต้องมาหา f(x) อีกในสนาม ใน workshop

(ใครงง f(x) ไปอ่าน EP1 ตอน caliper)

ดังนั้น เมื่อรู้ f(x) แล้ว ถ้าเราปรับเทียบ(รู้) ค่าที่ถูกต้อง กับ ค่าดิบที่อ่านได้ เพียง 1 คู่ เราก็สามารถเลื่อน f(x) ลงมาให้ผ่านจุดที่เรารู้ค่า ก็จบ จริงป่ะ

นั่นคือ เหตุผลที่ Gamma Ray ใช้ blanket ชิ้นเดียว Litho-Density ใช้ แท่งปรับเทียบ density แท่งเดียว (อีกแท่งใช้ปรับเทียบ lithology) และ Neutron tool ใช้น้ำถังเดียว

ไม่เหมือน caliper resistivity conductivity ที่ใช้มากกว่า 1 จุด

ส่วน sonic จะเหมือน เครื่องมือ กัมมันตภาพรังสี คือ เรารู้ f(x) ของธรรมชาติของเสียงในตัวกลางอยู่แล้ว คือ เป็นเส้นตรง ดังนั้นตอนปรับเทียบ sonic เราจึงใช้แค่จุดเดียว คือ ให้มันอ่าน รางข้าวหมูที่ทำด้วยเหล็ก นั่นไง

เกือบจบแล้วครับ เหลือเครื่องมือสุดท้ายแล้ว จะเป็นอะไร … โปรดติดตาม … EP5 เร็วๆนี้ ที่นี่เท่านั้น 🙂

• Facebook
• Twitter
• Line