Cavernometrie

1.1 Cavernometrie

Cavernometria, este operația de măsurare și înregistrare a variației diametrului unei găuri de sonda în funcție de adâncime.

Cavernometria este întotdeauna prima operaţie în suita de măsurători geofizice, pentru a controla integritatea şi diametrul forajului înainte de a lansa instrumente mai complicate şi mai scumpe sau electrode care au ataşate surse radioactive. Înregistrarea propriu-zisă se face totdeauna de jos în sus, altfel este greu de presupus că electroda se duce la talpă cu braţele deschise, putându-se înţepeni în orice moment.

Datorită acţiunii fizico-chimice a fluidului de foraj şi acţiunii mecanice a sapei şi garniturii de foraj la care sunt supuse formaţiunile traversate de sonde, se obţine o variaţie a diametrului găurii de sondă în raport cu diametrul nominal al sapei de foraj. Această variaţie, care poate fi o mărire a diametrului (cavernă) sau o micşorare a lui (strangulare) se pune în evidenţă cu ajutorul operaţiei de cavernometrie.

Cavernometria pe doua directii poate imbunatati intelegerea campului de stres in situ, iar pandajmetria poate ajuta la detalierea unor aspecte structurale.

Cavernometria pe doua direcții poate imbunătăți înțelegerea câmpului de stres în situ, iar pandajmetria poate ajuta la detalierea unor aspecte structurale.

Mărirea diametrului găurii de sondă se produce în dreptul formaţiunilor argiloase şi marnoase, ca urmare a hidratării particoleleor de rocă şi antrenării lor în circuitul fluidului de foraj, formându-se cavernă. O mărire a diametrului se constată şi în dreptul sărurilor, prin dizolvarea acestora.

În dreptul formaţiunilor poros-permeabile (nisipuri, gresii, calcare fisurate) se constată o micşorare a diametrului găurii de sonda datorită formării turtei de noroi cu o grosime variabilă, funcţie de calitatea noroiului şi de proprietăţile colectoare ale formaţiunii. La travesarea stratelor de anhidrit, datorită măririi volumului acestuia în urma hidratarii, se constată, de asemenea, o micşorare a diametrului găurii de sondă.

Într-o serie de roci (gresii compacte, calcare şi dolomite compacte, roci eruptive şi metamorfice), diametrul sondei ramâne foarte apropiat de diametrul nominal al șapei de foraj.

1.2 Descrierea aparaturii şi a metodei

Cavernometrul (sau caliper după cum este denumit în literatura anglo-ameri-cană), este un instrument folosit în practica geofizicii de sondă pentru măsurarea diametrului în foraje, atât pe gaură liberă cât şi în tubaje. Cunoscând diametrul, cu aparatura modernă, care este complet digitală, se calculează imediat volumul găurii, care apare pe acelaşi grafic, sincron, cu diagrama de cavernometrie. Importanţa calculării volumului găurii de sondă apare ca evidentă în activitatea de foraj, mai ales la calculul volumelor de materiale care de obicei se introduc în spaţiul inelar dintre burlane sau filtre şi gaura liberă (ciment, pietriş mărgăritar, bentonită, etc).

Diagrama de cavernometrie se mai foloseşte la diferenţierea formaţiunilor mai tari faţă de cele moi, la localizarea fisurilor, fracturilor, cavernelor, la inspectarea coloanelor oarbe sau filtrante, ca locator de mufe sau pentru identificarea eventualelor spărturi şi deformări ale acestor coloane, de asemenea folosindu-se la calcule de compensare pentru alte măsurători geofizice care pot fi influenţate de diametrul găurii de sondă (rezistivitate, porozitate, densitate, etc).

Cavernometrul este un instrument relativ simplu, putând avea un număr variabil de braţe, în funcţie de necesităţile pentru care este proiectat. Foarte uzual este cavernometrul cu trei braţe, care se mişcă împreună, în funcţie de variaţiile de diametru ale puţului. Mişcarea braţelor este transmisă unui potenţiometru din interiorul electrodei, care transformă diferenţele de diametru identificate de braţe în diferenţe de potenţial, prelucrate de un microprocesor şi transmise computerului de la suprafaţă. Instrumentul se calibrează, citirile de diametru putându-se realiza în inch sau milimetri. De asemenea închiderea şi deschiderea braţelor se acţionează de la suprafaţă, permiţând lansarea electrodei la talpă cu braţele închise, deschiderea acestora pentru înregistrare şi realizarea de repetări.

În afară de cavernometrul cu trei braţe se mai foloseşte şi acela cu patru braţe, care este un instrument care are practic două cavernometre în aceeaşi electrodă, având două perechi ortogonale de braţe, cele două braţe ale fiecărei perechi mişcându-se împreună, dar fiecare pereche de braţe, notate de obicei perechea X şi perechea Y se mişcă independent una faţă de alta şi acţionează doi potenţiometri diferiţi, în acest fel putându-se pune în evidenţă excentricitatea găurii de sondă.

Dispozitivul de investigare (cavernometrul) este constituit din 2-4 braţe expandabile, care se deschid la diametrul găurii de sondă acţionând un traductor potenţiometric, care transformă variaţia deschiderii braţelor în variaţile unei tensiuni electrice înregistrate la suprafaţă pe o diagramă de cevernometrie sau cavernogramă .

În geofizica de sondă, cavernograma are urmatoarele aplicaţii:

• stabilirea naturii litologice a rocilor traversate de sondă;

• determinarea condiţiilor în care s-a efectuat măsurătoarea, în scopul introducerii corecţiilor necesare la interpretarea diagrafiilor electrice, radioactive, acustice etc.

• determinarea diametrului mediu, pentru a permite calculul volumului de ciment necesar cimentării coloanelor tubate.

2.1 Pandajmetrie

Complexul de măsurători geofizice cu ajutorul cărora se determină poziţia spaţială a stratelor/formaţiunilor traversate de sonde poartă denumirea de pandajmetrie (Dip Log, Dipmeter Log, Dipmeter). Utilizată iniţial în explorarea pentru hidrocarburi în vederea identificării şi localizării caracteristicilor geologice structurale majore, pandajmetria a devenit în prezent principalul mijloc pentru caracterizarea unor procese depoziţionale şi definirea mediilor de sedimentare.