الأساليب السطحية لجمع المعلومات عن الطبقات الصخرية

ما هي عملية استكشاف النفط؟

إن عمليات استكشاف النفط من الأعماق السحيقة على اليابسة أو في البحار طورت أساليب جيدة ومعتمدة لاستخلاص معلومات عن تلك الطبقات التي لا نراها في العين المجردة، كما أن العديد من الكتب قد كتبت عن موضوع جيولوجيا تحت السطح وجيولوجيا النفط كما أن الأدبيات تنشر كل يوم أساليب مبتكرة للحصول على أدق المعلومات عن الطبقات الصخرية التي تخترقها الحفارات بحثاً عن النفط أو الماء او الملح أو غيرها من معادن أو مصادر طاقة.

ما هي الأساليب السطحية التي تساعد في جمع المعلومات عن الطبقات الصخرية؟

• نماذج الحفارات الدقاقة: إن هذا الأسلوب في الحفر يعتمد أسلوب الدق لتكسير الصخور ثم جرف الفتات بواسطة مجرفة، وهذا الأسلوب كان شائع الانتشار في الحفر للحصول على نماذج صخرية فتاتية لمدة من الزمن إلا أن استعمال هذا الأسلوب قد تقلص أخيراً.
  
• نماذج من الحفر الرحوي: الآبار الحديثة يتم حفرها برؤوس مدببة حديدية أو ماسة تتحرك حركة دائرية بفضل مصدر محرك، قد يكون المصدر المحرك عبارة عن ماكنات ديزل أو ماكنات كهربائية أو طوربينية، إن الفتات المتجمع من حفر الطبقات يسقط إلى القعر، وذلك من خلال دفع الفتات إلى الخارج من خلال تأثير حركة طين الحفر المستمرة.
  إن الطين العائد إلى الأرض يمر في سلسلة من المناخل لتنقيته من الفتات الصخري الذي يتم جمعه لدراسته فيما بعد، حيث إن هذه الطريقة من الحفر أيضاً صممت لأخذ نماذج من اللًباب، تُجمع هذه النماذج بواسطة core barrel وتُرفع إلى السطح لدراستها، ومن أنواع اللًباب ذلك الذي يكون ذو قطر مساوي لقطر أنابيب الحفر ومنها ما يكون دقيقاً من خلال تطوير أساليب أخذ النماذج.
  إن الآبار الاستكشافية الأولى قد تحفر بواسطة حفارات صغيرة أو حفارات عادية تستطيع أن تأخذ لُباباً مستمراً للطبقات الصخرية؛ لأن اللُباب يزودنا بمعلومات أدق وأحسن دون امتزاج، كما يمكن أخذ لُباب جانبي من جدار البئر بواسطة أجهزة أخرى.
  
• الجس logging: كلمة log تعني السجل فالحفارين الأوائل كانوا يحتفظون بسجل الحوادث بما في ذلك تغير الطبقات الصخرية، إلا أن الاحتفاظ بالسجلات أو الجس كما نطلق عليه يعتبر تطوراً نوعاً وكماً.
  
• مجسات النماذج sample log: في العمل الاستكشافي والنفطي الحديث يبقى الجيولوجي يقظاً طوال يومه يسجل الأحداث ويفسر السلوك ويقترح على الحفّار ما يجب فحصه من الطبقات الصخرية وما يجب أخذه من اللباب، إن المعلومات التي يحصل عليها الجيولوجي من النماذج أو مستعيناً بتسجيلات أخرى يضعها رسماً وكتابة على إيضاح يشبه المقطع العمودي، حاول بعضهم أيضاً بعمل مصفر للمقطع العمودي وذلك عن طريق لصق الفتاتات على شريط كرتوني بل من رسمها وتمثيلها برموز.
  إن المجسات المسجلة من النماذج قد تطورت على مراحل، فهي تشمل نتائج الفحص لدراسات المتحجرات الدقيقة أو السحنات الدقيقة بالإضافة إلى ما يحويه البئر من آثار هيدروكربونية مأخوذة من أطياف الغاز أو غيره من الأساليب الحديثة المتوفرة في حقول النفط.
  
• الجس الآلي الميكانيكي: إن الصخور التي يخترقها الحفر تمتلك العديد من الصفات المتشابهة والمتباينة، وللتعرق وقياس هذه الصفات تطور عدة أساليب وتقنيات في نصف القرن الأخير ومنها ما يلي ذكره:
  
  • الجس الكهربائي: إن أجهزة الجس بأبسط أنواعه عبارة عن أنبوب أو رأس مجس مثبت به إلكترودات، عند إنزال هذا المجس في البئر فإن الإكترودات تقوم برصد الاختلافات في الجهد والمقاومة الكهربائية وتقوم بنقل ذلك إلى السطح ليسجل اوتماتيكياً وتلقائياً على سجل ورقي مستمر بعكس الأعماق التي صدرت عنها هذه الإشارات الكهربائية.
    
  • قياس الجهد الآني: إن الفكرة الأساسية في هذا القياس هي فولتية صغيرة تتكون عن حدود الطبقات النفاذة (الرمال والصخور الجيرية) والصخور الأقل نفاذية (الطين مثلاً)، إن فرق ملوحة المياه في الطبقات النفاذة تحتوي على كمية من الماء وحتى لو احتوت على نفط وغاز فهذا الماء يعتبر أكثر ملوحة من ماء طين الحفر، وإذا كانت ملوحة مياه طين الحفر والمياه في الطبقات الصخرية متساوية فإن المنحنى يبقى ثابتاً في قياس الجهد.
    
  • قياس المقاومة: إن مقاومة الصخور الكهربائية لمرور تيار (بالنسبة لوحدة الحجم) يعتمد على كمية الموائع المتواجدة ومقاومتها للتيار، وكمية الموائع تعتمد على المسامية أي أن المسامية يمكن أن تتناسب مع المقاومة، وبشكل عام إن مقاومة الصخور تكون فيها المسامية 10 بالمئة تعادل عشرة أضعاف مقاومة صخور مساميتها 30% حتى لو كانا يحتويان على نفس الموائع.
    إن الصخر الرملي الذي يكون مملوء بماء مالح يكون ذو مقاومة قليلة أما إذا ملئ نفس الصخر بالنفط فإن مقاومته تصبح عالية جداً، فعلى سبيل المثال إن الحجر الكلسي والكوارتزيت كلاهما ذو مسامية قليلة ومقاومة عالية.