مبدأ طرق المسح الاهتزازي الاستكشافي

مبدأ طرق المسح الاهتزازي الاستكشافي
1- مقدمة :

إن اعتماد النظرية العضوية في توليد البترول يحتم توفر الشروط الآتية لتشكل المصيدة البترولية :
1-وجود الصخر المولد للنفط .
2-وجود الصخر الخازن .
3-توفر المسامية والنفاذية المناسبة .
4-وجود الصخر الكتيم المانع لهروب النفط .
5-وجود المصيدة ,أنظر إلى الشكل (1) .
[عزيزي الزائر لا يمكنك مشاهدة الروابط , اضغط هنا للتسجيل] شكل(1) : العناصر الضرورية لوجود المكمن البترولي .

يوجد العديد من أنواع المصائد النفطية كالمصائد التركيبية والمصائد الستراتغرافية التي يوضحها الشكل (2) .

شكل(2): أنواع المصائد التركيبية(1-2-3-4) والمصائد الستراتغرافية (5-6-7-8) .
بينما يوضح الشكل(3) أهم هذه المصائد .
[عزيزي الزائر لا يمكنك مشاهدة الروابط , اضغط هنا للتسجيل] شكل(3) : أهم المصائد النفطية .
تتوفر الشروط السابقة غالبا في الأحواض الرسوبية , ولذلك تتبع الخطوات الآتية في عمليات استكشاف البترول بغية الوصول إلى المصيدة البترولية :
1-فصل الوحدات البنيوية الأساسية (الحوض الرسوبي- تكشفات القاعدة البلورية…الخ) باستخدام المسوحات الجاذبية والمغنطيسية وأحيانا الكهربائية , وذلك لأنها تغطي مساحات شاسعة بكلفة اقتصادية رخيصة .
2-إجراء مسح تفصيلي جاذبي ومغنطيسي لتحديد التراكيب داخل الحوض الرسوبي .
3-إجراء مسح اهتزازي إقليمي تبعا لنتائج المسح الجاذبي , ويليه مسح اهتزازي تفصيلي في منطقة الأمل تنتج عنه مقاطع اهتزازية تحتوي على تفاصيل بنيوية, ثم يتم إنشاء الخريطة التركيبية وتحديد موقع البئر الأولى عليها , ثم إنجاز حفرها .
4-إذا ظهر النفط بنتيجة الحفر نقوم بإجراء مسح اهتزازي ثلاثي الأبعاد3D فوق التركيب لتحديد تفاصيله البنيوية لتحقيق الأهداف الآتية:

أ‌-تحديد شبكة الآبار التطويرية .
ب‌-عدم حفر الآبار الجافة أو تقليل عددها إلى الحد الأدنى .
ت‌-تحديد موقع الآبار بدقة .
ث‌-تحقيق إنتاجية أكبر للبئر .
ج‌-تحديد شبكة الآبار الإنتاجية .
ح‌-تقليل الكلفة وبالتالي جني ربح أكبر .
خ‌-إنتاج أكبر كمية نفط من التركيب .
د‌-تخفيض الفترة الزمنية لوضع الحقل في الإنتاج .
5- وبعد استثمار الحقل لسنين عديدة يتم إجراء مسح اهتزازي رباعي الأبعاد لتحديد المخزون النفطي المتبقي خلف منطقة اجتياح الماء .

2- مبدأ المسح الاهتزازي الانعكاسي :

تشكل أعمال طريقة المسح الاهتزازي نسبة 98% من مجمل أعمال الطرائق الجيوفيزيائية المستخدمة في الصناعة النفطية .
تغطى منطقة المسح بمجموعة من مسارات القياس الطولية والعرضية , وتحدد هذه المسارات على الخريطة الجيولوجية ثم على الخريطة الطبوغرافية التفصيلية , ثم ترسل فرقة طبوغرافية لتوقيع المسارات على سطح الأرض .
يلي ذلك إجراء مجموعة من التجارب الحقلية لتحديد عناصر نظام العمل في المسح الاهتزازي , وتتألف هذه العناصر من مجموعة التوليد سواء بالرج أو التفجير ومجموعة التسجيل ودرجة التغطية والمسافة بين قنالي تسجيل متجاورين وغيرها من العناصر الأخرى ,وتمتاز تقنية المسح الاهتزازي باستخدام الأجهزة المتطورة , والمصممة لتوليد الأمواج الاهتزازية وتسجيلها بعد انعكاسها وانكسارهاعن السطوح الطبقية الفاصلة كما في الشكل(4 ).

شكل (4 ) : إرسال الأمواج وانعكاسها عن الطبقات الأرضية واستقبالها على سطح الأرض .

تقيس طريقة المسح الاهتزازي الانعكاسي الأمواج المنعكسة أو ببساطة الانعكاسات , فيظهر على التسجيل طبقات جيولوجية وكذلك أمواج الضجيج , والأمواج المنكسرة , حيث تحذف كلتاهما لاحقا خلال عملية المعاملة , وتستخدم طريقة المسح الاهتزازي الانعكاسي بشكل أساسي في استكشاف المصائد النفطية .
يتم توليد الأمواج الاهتزازية بتفجير مادة متفجرة مطمورة لتأمين انتشار أفضل للأمواج الاهتزازية داخل الأرض , أو يتم التوليد بواسطة مجموعة من الرجاجات , التي توضع على سطح الأرض , فيتم التحكم بها بواسطة إشارة راديوية , كما يظهر في الشكل (5 ).
شكل (5 ) : توليد الأمواج بالرجاج والتقاطها بالجيوفونات وتسجيلها في محطة التسجيل .
يتألف نظام التقاط الأمواج المنعكسة من عدد كبير من مجموعات اللواقط , التي تتوضع بانتظام على طول خط القياس , ويتم ترتيب نظام التسجيل والتوليد ليجزئ المعلومات باستمرار على طول كل سطح عاكس.
كما أن كل نقطة من نقاط السطح العاكس تتم رؤيتها من خلال مسارات موجية مختلفة (تغطية مكررة) , بحيث يؤدي استخدام تقنية الجمع عند المعاملة إلى تحسين الانعكاسات .
تنتشر الأمواج بسرعة مختلفة من طبقة جيولوجية إلى أخرى أو من صخر لآخر , وتتعرض عند كل سطح فاصل بين طبقتين مختلفتين في خصائصهما الفيزيائية , كالكثافة وسرعة انتشار الأمواج , إلى ظاهرتي الانعكاس والانكسار الموجي ,حيث نطلق على هذا السطح تسمية السطح العاكس , كما يظهر في الشكل ( 6) .

شكل (6 ) : انعكاس جزء من طاقة الأمواج عن السطح العاكس , وبروز جزء آخر في الوسط الثاني .
ثم ترتد الأمواج المنعكسة إلى الخلف باتجاه السطح , وبزاوية انعكاس مساوية لزاوية الورود , فتلتقطها مجموعة من السماعات الأرضية (أو السماعات المائية) , وتحولها إلى طاقة كهربائية تمر في عناصر القناة الاهتزازية ,التي تسجلها على شريط تسجيل ورقي أو مغنطيسي داخل محطة التسجيل كمجموعة آثار اهتزازية (تسجيل اهتزازي أو سيسمو غرام ) , ويكون المحور الأفقي فيه محور مسافة , بينما يكون المحور العمودي محور زمن , وبالتالي فان لكل نقطة توليد تسجيلا يحتوي على عدد من الآثار التي تسجلها عدد من الأقنية , والتي يتباعد كل منها عن نقطة التوليد بمسافة X , كما في الشكل (7 ) .

شكل (7 ) : تسجيل لآثار نقطة توليد واحدة مؤلف من عدد من الآثار الاهتزازية (سيسموغرام)
يمكن أن نلاحظ على هذا التسجيل الأمواج الآتية :
– أمواج منكسرة تقابل عادة أمواج الوصول الأولى .
-موجة صوتية تنتشر في الهواء قرب سطح الأرض بسرعة 330م\ثا , والتي تعتبر ضجيجا مرافقا نعمل على تخميده بالمرشحات الحقلية .
– أمواج ضجيج المحيط والضجيج المرافق الذي ينتشر على سطح الأرض كأمواج ريلي وأمواج لوف , والذي نعمل على تخميده حقليا عند التسجيل بمرشح مجموعة التوليد ومجموعة التسجيل .
– الانعكاسات وهي تعتبر الإشارة النافعة .
كما يظهر الشكل (8 ) مجموعة من الأمواج التي تنتشر داخل الأرض , وهي أمواج منكسرة ومنعكسة وأمواج الضجيج ,والأمواج المكررة الانعكاس .

شكل (8 ) : مختلف أنواع الأمواج الاهتزازية المسجلة .
ويظهر الشكل ( 9) أمواجا متكررة الانعكاس على سطوح فاصلة قبل وصولها إلى اللواقط , وتظهر هذه الأمواج على التسجيل بنفس خصائص الأمواج المنعكسة , ولذلك يتم تخميدها في مركز المعاملة .

شكل(9) أمواج منعكسة مكررة من نوع S,Y .

يعالج شريط التسجيل بعمليات التصحيح والمعاملة ثم يخضع لعمليات التفسير , ويتم في النهاية إخراجه كمقطع اهتزازي زمني أو مقطع اهتزازي مسافي كما في المثال المعطى في الشكل (10) الذي يظهر طية محدبة كما تبدو على المقطع الاهتزازي , وتظهر عليها السطوح الفاصلة بين الطبقات ,

شكل (10) : شكل طية محدبة كما تظهر في المقطع الاهتزازي .
وبذلك تشبه مقطعها الجيولوجي الممثل في الشكل (11) , ثم تحدد مجموعة التراكيب والبنى على المقطع الاهتزازي , والتي يمكن أن تشكل مصائد نفطية , ثم تستخدم مجموعة المقاطع الاهتزازية في إنشاء الخريطة التركيبية, التي توقع عليها الآبار الاستكشافية , فإذا كانت نتائج الحفر إيجابية كما أشرنا سابقا تتابع أعمال الاستكشاف بإجراء المسح الاهتزازي الثلاثي الأبعاد 3D.