طرق التنقيب السيزمي
طرق التنقيب السيزمي
1- تصنيف طرائق التنقيب السيزمي :
يمكن تقسيم أعمال التنقيب السيزمي الحديث بموجب دلائل أساسية إلى عدد من الاتجاهات :
1- حسب أبعاد التسجيلات المستخدمة في دراسة الوسط :
أ - المسح السيزمي أحادي البعد 1D .
ب - المسح السيزمي ثنائي الأبعاد 2D .
ج - المسح السيزمي ثلاثي الأبعاد 3D أو الحجمي .
ء - المسح السيزمي رباعي الأبعاد 4D أو المراقبة السيزمية .
2- حسب نوع الأمواج :
أ - طريقة الأمواج الانعكاسية .
ب- طريقة الأمواج الانكسارية .
ج- منحني التسجيلات السيزمية البئرية .
ء- البروفيلات السيزمية العمودية VSP .
ه- الاستظهار بين الآبار .
3- درجة التغطية المستخدمة في التسجيل ( عدد مرات تكرار تتبع الحدود ) :
آ- طريقة التغطية الأحادية
ب- طريقة التغطية المكررة
4- نموذج الأمواج :
آ- طريقة الأمواج الطولية
ب- طريقة الأمواج العرضية SH
ج – طريقة الأمواج الحجمية الناتجة عن الزلازل
ء- المسح السيزمي متعدد الأمواج
ه- طريقة الأمواج السطحية R,L
5- مجال تردد الأمواج المستعملة :
آ- أقل من 20 HZ المسح السيزمي باستخدام الترددات المنخفضة .
ب- 10 - 100 HZ المسح السيزمي باستخدام الترددات المتوسطة .
ج- 100 - 1000 HZ المسح السيزمي باستخدام الترددات العالية .
ء- 1 - 10 KHZ المسح السيزمي باستخدام الأمواج الصوتية .
د- أكثر من 10 KHZ المسح السيزمي باستخدام الأمواج فوق الصوتية .
2- طريقة التنفيذ :
ينفذ المسح 1D في الأبحاث البئرية حيث يتم وضع منبع الطاقة أو اللواقط على خط يسمى البروفيل العمودي ينطبق على محور البئر . يتمثل هدف هذه التسجيلات في دراسة توزع بارامترات الوسط على طول البروفيل ( محور البئر ) .
كذلك فإن المسح السيزمي 2D يعتمد على إجراء التسجيلات على طول البروفيلات حيث يتم توزع المنابع واللواقط على سطح الأرض أو بالقرب منها في آبار سطحية أما هدف الدراسة فيتمثل في تحديد هندسية الحدود الفاصلة وتوزع خصائص الوسط في مستوى وكأنه عمودي على السطوح العاكسة ويمر من خط التسجيل ( البروفيل ) ويسمى هذا المستوى بالمستوى الشعاعي لأنه يضم المسارات الشعاعية لانتشار الأمواج . عند تسجيل الأمواج بشكل متصالب مع امتداد مستوى سطح الإنعكاس أو الإنكسار المغطى بوسط متجانس فإن هذا المستوى يكون عمودياً ويشكل مستوياً لمقطع سيزمي ، وفي غير هذه الحالة فإن المقطع الناتج يكون شبه عمودي فقط .
يعتمد مبدأ المسح السيزمي 3D على تنفيذ نظام التسجيل المساحي وأحياناً فراغي ، ويستعمل عادة التوزع المساحي للواقط على سطح الأرض ( أو بالقرب منه ) ويتوافق مع ذلك عدد من نقاط التوليد المتوضعة على المساحةالمدروسة , يتمثل هدف الدراسة في هذه الحالة في تحديد البنية الحجمية ثلاثية الأبعاد للوسط : الهندسية الفراغية للحدود العاكسة والكاسرة والتوزع الحجمي للخصائص الفيزيائية للوسط .
المسح السيزمي رباعي الأبعاد 4D أو ما يسمى المراقبة السيزمية ويتمثل في الدراسة الدورية زمنياً ( مكررة زمنياً ) بمساعدة المسح ثلاثي الأبعاد 3D المكرر بدور ( يتعلق بالمهمة الجيولوجية الموضوعة ) يتراوح من عدة أيام حتى عدة شهور أو سنوات وتخصص مثل هذه الدراسة والأبحاث لمعرفة ودراسة جيوديناميكية الوسط – تغير البناء الحجمي - التوزع الفراغي للخصائص الفيزيائية للوسط ولازالت هذه الدراسات تتطور يوم بعد يوم وبشكل متسارع وخاصة في مجال مراقبة عمليات استثمار المكامن ( دراسة حركة التقاء الغاز والنفط ، النفط والماء ) .
3- المسح السيزمي ثلاثي الأبعاد 3D :
المسائل التي يتم حلها بالمسح السيزمي 3D . طرق ومراحل حل هذه المسائل :
يستخدم المسح السيزمي 3D في مجال النفط والغاز لحل المسائل الثلاثة الرئيسية التالية :
1- البحث عن مكامن توضع النفط والغاز وتحديد امتدادها .
2- تقييم الاحتياطي للمكامن من الفحوم الهيدروجينية .
3- دراسة ديناميكية المكمن خلال عملية استثماره ( مثل مراقبة خط التقاء الغاز – النفط أ و النفط – الماء ) .
إن حل هذه المسائل مبني على حل
المسائل الجزئية الخاصة التالية :
1- تشكيل الصورة الحجمية للوسط ، والتي تحدد الوضع الفراغي للجسم المدروس – الرقائق ، الطبقات ، الكتل ، الفوالق ، وغير ذلك من أشكال البنى الجيولوجية .
2- الحصول على معطيات عن الخصائص الفيزيائية للجسم المدروس ، أي التوزع الفراغي للمعاملات ( البارامترات ) الفيزيائية في الوسط الجيولوجي .
3- دراسة المحتوى المادي للتشكيلات الجيولوجية ، خصائصها الخزينة ومحتواها من النفط والغاز .
4- الحصول على معطيات عن اتجاهات الانتظام الفراغي لعنـاصر النظام ( الشقوق ، الطبقات ، الفوالق ، مناطق الإجهاد العالية " الضغط العالي " ... ) ، مركبات الوسط الجيولوجي والخصائص الكمية لهذا النظام .
يتم حل هذه المسائل المذكورة أعلاه على أساس تسجيل المعطيات والمعالجة الرقمية بالكومبيوتر والتفسير للحقل الموجي والزمني متعدد الأبعاد .
وتتغير أهداف البحث والعمل باختلاف مراحل التنقيب الجيولوجي والصناعي ، وتتحدد هذه الأهداف بموجب تعليمات استخدام المسح السيزمي 3D الفراغي من قبل الجهات العلمية والتقنية .
4- بعض الفروق بين المسح الثنائي والثلاثي الأبعاد:
أ- تقع مجموعة الاقنية ونقاط التوليد في المسح الثنائي الأبعاد على خط واحد ،بينما تشغل في المسح الثلاثي الأبعاد مساحة معينة .
ب- نتحدث في المسح الثنائي عن المسافة بين نقاط التوليد، بينما نتحدث في المسح الثلاثي عن خطوط التوليد العمودية أو المائلة على خطوط الاستقبال.
ج- تستقبل تشكيلات اللواقط في المسح الثلاثي انعكاسات من اتجاهات وزوايا مختلفة.
د- تكون التغطية في المسح الثنائي على شكل نقاط عمق مشتركة خطية (CDP)، بينما تشغل في المسح الثلاثي مساحة ثنائية البعد على شكل خانة أو خلية والتي تحدد الدقة الفراغية للمسح، ويتم تصميم الخانة تبعا للنسبة S/N ولعوامل أخرى.
5 - البروفيلات الاهتزازية العمودية (Vertical Seismic Profiles ) :
إن البروفيلات الاهتزازية العمودية ( VSP ) لها نفس المستقبلات و المصادر لمسوحات الـ (check-shot) لكنها ذات نتائج أفضل ، متضمنة صور تحت سطحية .
يتطلب هذا التصوير مواقع أكثر للمستقبلات و آثار مسجلة لفترات أطول لالتقاط الانعكاسات ذات الوصول المتأخر .
إن نظام (Zero-Offset VSP ) و الـــذي هو أول تقنية مقدمة و فيه يتوضع المصدر فوق المستقبل في الآبار العمودية ، كما أن نتائج التصوير تكون محدودة للمنطقة حول البئر ، لكن صور الـ( VSP ) تكون ذات دقة تمييز أكبر من صور المسح السطحي .
وقد طورت لاحقاً تشكيلات أخرى من الـ( VSP ) ، إن تقنية نظام (offset VSP ) حصل عليها بتحريك موقع المصدر إلى مسافة أبعد قليلاً أو أوفست من رأس البئر ، و بذلك يكون التصوير لحجم أكبر للمنطقة التحت سطحية .
في صور المسح السطحي يمكن أن تفقد ميزات جيولوجية هامة أو تكون غامضة .
إن دقة التمييز العالية للـ( VSP ) تسمح للفريق بإيجاد الفوالق و توضيح البنيات و التنبؤ بالحدود الستراتيغرافية بعيداً عن البئر .
أن الصور المأخوذة بعيداً عن البئر تدل على عدة عوامل : انحراف البئر و عمق الطبقة و الغطاء الجانبي الممتد بشكل عام إلى 20% أو أكثر من عمق البئر .
تستخدم الشركات العاملة أيضاً الـ(offset VSP ) لتحديد صلاحية بداية نقطة تمييل الآبار بهدف الوصول إلى المناطق الأكثر خزنية أو عندما تفقد الآبار الأصلية أهدفها المقصودة .
مسوحات الـ( VSP ) الأخرى تتضمن : ( walkaway VSP and walk-above VSP ) حيث أن تقنية (Walkaway VSP ) تستخدم نظام استقبال يتضمن عدداً من المستقبلات متوضعة فوق عند أعماق مختلفة لكنها محددة ، بينما بشكل أساسي يتحرك موقع المصدر على طول الخط اعتباراً من البئر . تولد هذه التقنية بشكل نموذجي صور سيزمية بتغطية جانبية تقريباً من 25% إلى 50% من عمق البئر .
و بضم هذه النتائج من الأوفست المتعدد أو الـ(Walkaway VSP ) تحرَّك هذه الصور السيزمية عالية الدقة إلى مجال الـمسح ثلاثي الأبعاد 3D .
أما للحصول على الصور السيزمية حول الآبار المائلة أو الأفقية فإنه يتم تنفيذ تقنية (walk-above VSP ) و التي تسمى أيضاً بـ vertical-incidence VSP و اختصاراً (VIVSP) .
في هذه التقنية يتوضع المصدر عمودياً فوق المستقبل و يتحرك مع كل موقع جديد للمستقبل ، كما أنه بهذه التقنية يستطيع العاملون قياس تغيرات السرعة الجانبية و الصورة تحت البئر لتحديد خصائص الطبقات و الفوالق بشكل تام .
تتطلب تقنية (walk-above VSP ) معرفة دقيقة للبئر و مواقع المصدر على طول الوقت خلال المسح .
مسح الـ( VSP ) الأكثر تفصيلاً هو المسح بجوار الملح ، حيث يتوضع المصدر فوق القبة الملحية و يوضع المستقبل في مواقع متعددة في البئر و التي تكون قريبة من القبة الملحية .
تسجل أزمان الوصول الاهتزازية و تجمع مع المعلومات المطلوبة الأخرى مثل : الموقع الدقيق لكل من المصدر و المستقبل ، السرعة ضمن الملح و الصخر المحيط ، و المسافة إلى أعلى القبة الملحية .
نتائج المعالجة لتركيب بروفيل القبة الملحية تمكن العامل من تحديد المسافة الجانبية من البئر إلى الملح ، و يستطيع أيضاً تقديم معلومات حول شكل القبة الملحية ، و تساعد في البحث عن مصائد الهيدروكربونات على طول جوانب القبة الملحية .
منقول للامانةبالتوفيق للجميع
محمد حسان
ساحة النقاش