Prospezioni geofisiche - Treccani

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ESPLORAZIONE PETROLIFERA note schema sonda testata schema pozzo fig. 1. Esempio di formato di un log di cantiere. logiche e di rocce serbatoio, anche altre industrie utilizzano in modo efficace questo tipo di tecnologia: l’industria mineraria, l’industria geotermica, l’industria legata allo sfruttamento di risorse idriche e al monitoraggio delle discariche di vari tipi di rifiuti. Le diverse applicazioni dei log di pozzo possono essere classificate in alcune categorie principali: geologiche, <strong>geofisiche</strong>, petrofisiche, geomeccaniche e altre minori. Le principali applicazioni geologiche sono: a) identificazione di ambienti geologici; b) analisi stratigrafica (localizzazione e classificazione di contatti formazionali, ecc.); c) analisi petrografica (composizione della roccia, evoluzione diagenetica, ecc.); d) analisi sedimentologica (strutture sedimentarie, riconoscimento e distribuzione delle facies sedimentarie); e) analisi strutturale (per mezzo della correlazione tra log effettuati in pozzi diversi all’interno di un campo, attraverso lo studio della giacitura degli strati e della localizzazione e caratterizzazione di fratture naturali e/o indotte dalla perforazione, ecc.; Serra, 1985, 1986a, 1986b). Le principali applicazioni <strong>geofisiche</strong> sono essenzialmente legate alla caratterizzazione in situ delle main log parameters sommario parametri summary test di ripetibilità sommario calibrazioni proprietà acustiche e delle formazioni attraversate dal pozzo come l’impedenza acustica (la combinazione tra il profilo di velocità delle onde acustiche longitudinali e il profilo di densità della formazione), la calibrazione delle velocità acustiche, i moduli elastici dinamici (rapporto V p /V s , moduli di elasticità, ecc.). Le principali applicazioni petrofisiche sono legate essenzialmente alla interpretazione quantitativa dei log di pozzo in termini di principali parametri petrofisici quali la porosità, la permeabilità, la saturazione in acqua e la litologia (Baker Atlas, 2002). Le informazioni petrofisiche derivate dai log sono utilizzate negli studi di valutazione della formazione e caratterizzazione del giacimento. I log di pozzo sono acquisiti e utilizzati in diverse parti del processo di esplorazione e produzione degli idrocarburi: in foro aperto durante la fase di perforazione (Logging While Drilling, LWD), in foro aperto appena terminata una fase di perforazione (Wire Line Logging, WLL), dopo il completamento del pozzo nelle prime fasi di prova e di produzione, nelle fasi di monitoraggio della produzione, di intervento per l’ottimizzazione della produzione. 272 ENCICLOPEDIA DEGLI IDROCARBURI
Al giorno d’oggi, la complessità delle tecnologie che richiede investimenti considerevoli in ricerca, progettazione, costruzione, logistica, addestramento del personale, ecc., impone che l’acquisizione dei log di pozzo sia affidata a società di servizio. I log registrati in un pozzo sono utilizzati da diversi specialisti per scopi differenti. Un geofisico usa il log per verificare la localizzazione dei top delle formazioni determinati con l’interpretazione geofisica, la presenza di zone porose individuate dall’interpretazione sismica, le velocità sismiche delle formazioni geologiche attraversate dal pozzo e quanto mostrato dai sismogrammi sintetici. Un geologo usa i log per localizzare i top delle formazioni, per verificare se l’ambiente è adatto per l’accumulo di idrocarburi (identificazione delle rocce madri, delle rocce serbatoio e delle rocce di copertura), per caratterizzare la distribuzione dei fluidi, l’assetto strutturale, stratigrafico, sedimentologico e petrografico del serbatoio e per valutare se gli idrocarburi sono presenti nel serbatoio in quantità sufficienti da un punto di vista economico. Un ingegnere della perforazione utilizza log specifici per la valutazione delle volumetrie del foro al fine di ottimizzare le operazioni di cementazione, di valutare la qualità e la forma del foro, l’eventuale presenza di scavernamenti, di evitare il ripetersi di simili problemi nei fori ancora da perforare, di valutare quali tecniche di prova di strato possano essere utilizzate in relazione alle proprietà delle formazioni e alle condizioni di foro e colonna. Un ingegnere di giacimento usa i log per valutare la qualità del serbatoio, lo spessore produttivo, i parametri petrofisici medi quali porosità, permeabilità e saturazione in idrocarburi, per localizzare i contatti tra i fluidi (contatto gas/olio, contatto olio/acqua, contatto gas/acqua), ecc. Un ingegnere di produzione usa i log per localizzare i livelli da completare e le zone in cui si trovano e per valutare quale potrebbe essere la portata in fase di produzione, se si possa o meno prevedere la produzione di acqua, se le zone potenziali di produzione siano tra di loro isolate idraulicamente, se il pozzo richieda o meno tecniche di stimolazione o quale tipo di tecnica di stimolazione possa essere utilizzata. Un componente di un team di geosteering usa i log while drilling con trasmissione dati in tempo reale per capire come ‘navigare’ all’interno del serbatoio per massimizzare i risultati del pozzo. L’uso e l’interpretazione dei log possono essere quindi molto diversi tra i vari specialisti. L’approccio comune a tutti è la lettura dei dati log finalizzata alla individuazione delle reazioni prodotte dalle diverse caratteristiche delle formazioni sui diversi dispositivi utilizzati per l’acquisizione di questi dati. I diversi tipi di log di pozzo I log di pozzo si possono classificare in varie categorie in base al principio fisico utilizzato (Sheriff, 1984; Macini e Mesini, 1998). La misura primaria dei log di VOLUME I / ESPLORAZIONE, PRODUZIONE E TRASPORTO PROSPEZIONI GEOFISICHE pozzo è la profondità, poiché i dati log sono spesso utilizzati per la determinazione dello spessore dei livelli, dei contatti tra fluidi e per altre informazioni rilevanti ai fini di una corretta valutazione dei volumi di idrocarburi in loco. I log di resistività misurano, simultaneamente, diverse curve di resistività apparente della formazione, per mezzo di dispositivi a induzione (quando il fango non è conduttivo, come il fango a olio, o poco conduttivo, come nel caso di fanghi ad acqua dolce) o a propagazione di corrente (con fanghi a base d’acqua salata e in corrispondenza di alte resistività di formazione). Le misure di radioattività naturale sono essenzialmente utilizzate per la definizione della litologia (le argille sono generalmente più radioattive delle sabbie o arenarie alle quali sono associate). Altri log a radioattività indotta sono largamente utilizzati per la valutazione della porosità. Il log di densità è basato sulla misura dei raggi gamma diffusi dalla formazione irradiata da una sorgente di raggi gamma. L’intensità della radiazione secondaria dipende, infatti, dalla densità elettronica che, a sua volta, dipende essenzialmente dalla densità totale della formazione. La densità della formazione è quindi messa in relazione al volume di porosità riempito da acqua di formazione o olio per mezzo di un’equazione definita in modo empirico. Il log neutronico (neutron log) misura il contenuto di idrogeno della formazione per mezzo dello studio dell’interazione tra neutroni a elevata energia emessi da una sorgente, posta all’interno della sonda, e la roccia. L’indice di idrogeno è, a sua volta, proporzionale al contenuto in liquidi (acqua o olio) della formazione e, quindi, al volume dei pori riempiti da questi fluidi (porosità). Il log di risonanza magnetica nucleare di pozzo, introdotto recentemente nell’industria, sfrutta invece l’interazione tra il momento magnetico dei protoni di idrogeno e un forte campo magnetico indotto dalla sonda, permette di determinare la porosità efficace, la saturazione in acqua irriducibile e un indice di permeabilità della formazione (Coates et al., 1999). I log acustici di pozzo misurano la velocità di propagazione delle onde elastiche longitudinali e trasversali che sono correlate alla porosità della formazione e al suo contenuto in fluidi. Altre importanti proprietà misurate per mezzo dei log di pozzo sono le proprietà dielettriche (anch’esse correlate al grado di saturazione in acqua), i profili di temperatura o altre importanti proprietà nucleari. Sono anche disponibili misurazioni del diametro del foro (caliper log) utilizzate per valutare la qualità, le dimensioni e, eventualmente, la forma del foro: queste informazioni sono molto importanti per valutare la qualità dei log (le cattive condizioni del foro possono influenzarla in modo pesante) e per la determinazione delle cosiddette correzioni ambientali di tutti i tipi di misure log. Altri attrezzi log consentono di misurare la pressione dei pori delle formazioni attraversate dal pozzo, di campionare i fluidi di formazione, di prelevare campioni di 273
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