Transcript 4.4 Resistivity logs and Induction logs ความต้านทานไฟฟ้ า (electrical resistivity) ของวัตถุเป็ น ความสามารถในการต้านทานการไหลของกระแสไฟฟ้ าผ่าน วัตถุน้ นั ๆ ชั้นหิ นซึ่ งเป็ นแหล่งกักเก็บน้ ามันจะไม่สามารถนา ไฟฟ้ าได้

4.4 Resistivity logs and Induction logs
ความต้านทานไฟฟ้ า (electrical resistivity) ของวัตถุเป็ น
ความสามารถในการต้านทานการไหลของกระแสไฟฟ้ าผ่าน
วัตถุน้ นั ๆ ชั้นหิ นซึ่ งเป็ นแหล่งกักเก็บน้ ามันจะไม่สามารถนา
ไฟฟ้ าได้ เนื่องจากทั้งเม็ดตะกอนและสารไฮโดรคาร์บอนไม่นา
ไฟฟ้ า กระแสไฟฟ้ าจะไหลผ่านชั้นหิ นได้กต็ ่อเมื่อมีน้ าที่มี
สารละลายอยูใ่ นช่องว่างของเนื้อหิ น
ความเข้มข้นของสารละลายเป็ นตัวกาหนดความสามารถในการ
ต้านทานการไหลของกระแสไฟฟ้ า โดยที่สารละลายที่มี
ความเข้มข้นมากจะมีค่าความต้านทานไฟฟ้ าต่าหรื อนาไฟฟ้ า
ได้ดี ในชั้นหิ นที่มีความพรุ นสูงที่อิ่มตัวด้วยน้ าจะมีค่าความ
ต้านทานไฟฟ้ าต่า ดังนั้นการวัดค่าความต้านทานไฟฟ้ า จึง
เป็ นวิธีการหนึ่งในการศึกษาถึงค่าความอิ่มตัวด้วยน้ าของชั้น
หิ น
ค่าความต้านทานไฟฟ้ าของชั้นหิ น สามารถวัดได้จากการ
เปลี่ยนแปลงค่ากระแสไฟฟ้ า (current variations) โดยใช้
เครื่ องมือ electrical devices หรื อ วัดจากค่าการเปลี่ยนแปลง
ค่ากระแสไฟฟ้ าเหนี่ยวนา (induced current variation) โดยใช้
เครื่ องมือ induction devices
4.4.1 Formation factor and porosity
รู ปร่ างและขนาดของเม็ดตะกอน การคัดขนาด การเชื่อมประสาน มี
ความสาคัญอย่างมากกับการกาหนดค่าความพรุ นและการ
กระจายตัวของความพรุ น สัมประสิ ทธิ์ความซึ มได้ ความอิ่มตัว
ด้วยน้ า
สาหรับ clean formation สัดส่ วนระหว่างค่าความต้านทานไฟฟ้ า
ของชั้นหิ นที่อิ่มตัวด้วยน้ า 100 % (R0) กับค่าความต้านทาน
ไฟฟ้ าของน้ าที่อยูใ่ นช่องว่างทั้งหมดของชั้นหิ นนั้น (Rw)
อัตราส่ วนนี้เรี ยกว่า formation factor (F) ซึ่งคานวณได้จาก
สมการ
F 
R0
Rw
ในชั้นหิ นที่มีค่าความพรุ นสูง ค่าความต้านทานไฟฟ้ า R0 จะมีค่า
ลดลง ซึ่ งมีผลให้ค่า formation factor มีค่าลดลงด้วย ดังนั้นค่า
formation factor เป็ นสัดส่ วนผกผันกับค่าความพรุ น สมการ
ของ Archie แสดงให้เห็นถึงความสัมพันธ์ระหว่าง formation
factor (F) และ ความพรุ น (), ดังนี้
F 
a

m
เมื่อ
a = ค่าคงที่ ระหว่าง 0.6 - 2.0 ขึ้นกับชนิดของหิ น
m = cementation factor (หรื อ tortuosity factor หรื อ
porosity exponent) มีค่าระหว่าง 1.0 - 3.0 ขึ้นกับ ชนิดของ
ตะกอน รู ปร่ างของช่องว่างระหว่างเม็ดตะกอน ความพรุ นและ
การกระจายตัวของความพรุ น การเชื่อมประสาน และ การกด
ทับ
m
=
=
=
=
=
1.3 สาหรับ unconsolidated sandstones
1.4-1.5 สาหรับ very slightly cemented
1.5-1.7 สาหรับ slightly cemented
18-1.9 สาหรับ moderately cemented
2.0-2.2 สาหรับ highly cemented
สาหรับชั้นหิ นเนื้อไม่แน่น (uncompacted formation) (Humble
formula)
0 . 81
0 . 62
F 
F 
หรื
อ

2 . 15

2 .0
สาหรับชั้นหิ นเนื้อแน่น (compacted formation)
F 
1.0

2.0
อย่างไรก็ดีเคยมีผเู้ สนอความสัมพันธ์ระหว่างค่า a และ m ดังนี้
สาหรับ sands
m  1 . 8  1 . 29 log a
สาหรับ carbonate rocks
m  2 . 03  0 . 9 log a
Formation factor โดยทัว่ ไปมีค่าอยูร่ ะหว่าง 5 ถึง 500 ในชั้นหิ น
ทรายที่ซึมน้ าได้ดีมีค่า F ประมาณ 10 ส่ วนชั้นหิ นปูนที่น้ าซึ ม
ผ่านได้ยากจะมีค่า F ประมาณ 300 ถึง 400
4.4.2 Water saturation
ค่าความอิ่มตัว (saturation) ด้วยของเหลวใดๆ ของชั้นหิ น เป็ น
สัดส่ วนของช่องว่างที่มีของเหลวนั้นๆบรรจุอยูเ่ ทียบกับช่องว่าง
ทั้งหมดที่มีอยูใ่ นเนื้อหิ น
เนื่องจากค่าความต้านทานไฟฟ้ าของชั้นหิ นมีความสัมพันธ์กบั
ค่าความอิ่มตัวด้วยน้ า (Sw) ของชั้นหิ นนั้นๆด้วย โดยที่ ค่า
ความอิ่มตัวด้วยน้ าเป็ นสัดส่ วนของช่องว่างที่มีน้ าบรรจุอยู่
ส่ วนที่เหลือ (1-Sw) จึงเป็ นสัดส่ วนของช่องว่างที่มีสาร
ไฮโดรคาร์ บอนบรรจุอยู่ สาหรับ clean formation ค่าความ
อิ่มตัวด้วยน้ า (Sw) ของชั้นหิ น คานวณจากสมการค่าความ
อิ่มตัวด้วยน้ าของ Archie ดังนี้
Sw 
n
FR w
Rt

n
R0
Rt
เมื่อ
n = saturation exponent
มีค่าอยูร่ ะหว่าง 1.2-2.2 แต่ใช้ค่าประมาณ 2.0
หรื อ = 0 . 904  0 . 515 log R  0 . 325 log k
หรื อ = 1 . 347  0 . 519 log R
หรื อ = 1 . 095  0 . 442 log P
เมื่อ k = ค่าสัมประสิ ทธิ์ ความซึ มได้ (millidarcies)
P = ค่าความเค็ม (thousands ppm)
w
w
ในส่ วนของ flushed zone คานวณค่าความอิ่มตัวด้วยน้ า (mud
filtrate, Sxo) จากสมการ
S xo 
เมื่อ
Rmf
Rxo
=
=
n
FR mf
R xo
ค่าความต้านทานไฟฟ้ าของ mud filtrate
ค่าความต้านทานไฟฟ้ าของ flushed zone
พิจารณาอัตราส่ วนระหว่างค่าความอิ่มตัวด้วยน้ าใน virgin zone
และ flushed zone เป็ นไปตามสมการ
Sw
S
xo
 R xo / R t
 
 R mf / R w




1/2
สมการเหล่านี้มีความเหมาะสมสาหรับการคานวณค่าต่างๆ ใน
ชั้นหิ นที่เป็ น clean formation ซึ่งมีการกระจายตัวของความ
พรุ นดี ในชั้นหิ นที่มีรอยแตกหรื อรู สมการเหล่านี้กย็ งั
สามารถใช้ได้แต่ความแม่นยาอาจคลาดเคลื่อนได้บา้ ง
4.4.3 Sxo and Hydrocarbon movability
ค่า Sxo มีความคาคัญมากในการบอกถึงปริ มาณของสาร
ไฮโดรคาร์ บอนที่สามารถเคลื่อนที่ได้ เนื่องจากว่าเมือ่ mud
filtrate แทรกตัวเข้าไปในชั้นหิ น มันจะเข้าไปแทนที่ท้ งั ในส่ วน
ที่เป็ นน้ าในชั้นหิ นและส่ วนของสารไฮโดรคาร์บอนทีเ่ คลื่อนที่
ได้ ค่า Sxo มีค่าเท่ากับ (1-Srh) เมื่อ Srh เป็ นสัดส่ วนของสาร
ไฮโดรคาร์ บอนที่เหลืออยู่ (residual hydrocarbon saturation) ค่า
Srh ขึ้นอยูก่ บั ความหนืดของสารไฮโดรคาร์บอน โดยค่า Srh มีค่า
เพิ่มขึ้นตามความหนืดของสารไฮโดรคาร์บอน
ในขณะเมื่อชั้นหิ นอยูใ่ นสภาพปกติ ยังไม่เกิดการแทรกตัวของ
mud filtrate สัดส่ วนของสารไฮโดรคาร์บอนมีค่าเท่ากับ (1Sw) หลังจากเกิดการแทรกตัวของ mud filtrate ไปแทนที่
ของเหลวในชั้นหิ น สัดส่ วนของสารไฮโดรคาร์บอนมีค่า
เท่ากับ (1-Sxo) ความแตกต่างของค่าทั้งสองคือปริ มาณสาร
ไฮโดรคาร์บอนที่เคลื่อนที่ได้ซ่ ึงเท่ากับ (Sxo-Sw) เปอร์เซ็นต์
ของสารไฮโดรคาร์บอนที่เคลื่อนที่ได้หาได้จากสมการ
% OOIP
moved

S
xo
S
1S
w
w
ค่าที่คานวณได้สามารถนาไปใช้ในการกาหนดความสามารถใน
การให้สารไฮโดรคาร์บอนของชั้นหิ น
4.4.4 Resistivity of clays
แร่ ดินซึ่งเป็ นส่ วนประกอบหลักของหิ นดินดาน และยังอาจแทรก
อยูต่ ามช่องว่างระหว่างเม็ดตะกอน ทาให้ค่าความต้านทานไฟฟ้ า
ของชั้นหิ นเปลี่ยนแปลงได้ การเปลี่ยนแปลงค่าความต้านทาน
ไฟฟ้ าของชั้นหิ นที่มีแร่ ดินแทรกอยูห่ รื อค่าความต้านทานไฟฟ้ า
ของชั้นหิ นดินดานที่มีค่าต่าเนื่องจากว่า แร่ ดินสามารถนาไฟฟ้ า
ได้ ความสามารถในการนาไฟฟ้ าของแร่ ดินจะขึ้นกับชนิดของ
แร่ ดิน และพื้นที่ผวิ ของแร่ ดิน การนาไฟฟ้ าของแร่ ดนิ เกิดได้ 2
ลักษณะ คือ การนาไฟฟ้ าเนื่องจากน้ าที่อยูใ่ นโครงสร้างของแร่
ดินและโครงสร้างของแร่ ดินเอง
โครงสร้างของแร่ ดินเป็ นชั้นของ silicate ซึ่งมีผิวเป็ นประจุลบ
ทาให้ประจุบวกของอิออนต่างๆมาล้อมรอบและจับตัวกับ
โมเลกุลของน้ าที่ลอ้ มรอบ Na+ อีกชั้นหนึ่ง น้ าที่ลอ้ มรอบแร่
ดินเหล่านี้เรี ยกว่า bound water
4.4.5 Resistivity devices
การวัดค่าความต้านทานไฟฟ้ าของชั้นหิ นเป็ นข้อมูลพื้นฐานสาหรับ
การประเมินศักยภาพของชั้นหิ นสาหรับการเป็ นแหล่งกักเก็บ
ปิ โตรเลียม หลักการง่ายๆ สาหรับเครื่ องมือคือการส่ง
กระแสไฟฟ้ าเข้าไปในชั้นหิ น และวัดการตอบสนองของชั้นหิ น
ที่มีต่อกระแสไฟฟ้ าที่ส่งเข้าไป โดยใช้ตวั รับสัญญาณไฟฟ้ าซึ่งมี
ค่าระยะห่างระหว่างตัวส่ งกระแสไฟฟ้ ากับตัวรับสัญญาณไฟฟ้ า
ที่คงที่ค่าหนึ่ง ค่าระยะห่างระหว่างตัวส่ งกระแสไฟฟ้ ากับตัวรับ
สัญญาณไฟฟ้ าจะเป็ นตัวกาหนดความลึกที่เครื่ องมือจะสามารถ
วัดเข้าไปในชั้นหิ นได้
Resistivity devices เป็ นเครื่ องมือชนิดแรกที่ถูกนามาใช้ในการ
สารวจหยัง่ ธรณี ในหลุมเจาะ โดยออกแบบให้สามารถวัดค่า
ความผิดปกติของความต้านทานไฟฟ้ าใต้ผิวดินที่สอดคล้อง
กับลักษณะโครงสร้างทางธรณี วิทยาหรื อบริ เวณที่มีการ
สะสมตัวของสิ นแรโลหะ ในส่ วนของการนามาใช้ในการ
สารวจหยัง่ ธรณี ในหลุมเจาะในปัจจุบนั เครื่ องมือถูก
ออกแบบให้สามารถทางานได้เฉพาะในหลุมเจาะที่มีน้ า
โคลนแบบ conductive mud (salt mud) เท่านั้น ส่ วนหลุม
เจาะที่มีน้ าโคลนแบบ non-conductive mud (oil-based mud
และ freshwater-based mud) ใช้ไม่ได้
4.4.5.1 Non-focused long-spacing tools
เครื่ องมือนี้ใช้สาหรับวัดค่าความต้านทานไฟฟ้ าของชั้นหิ น Rt ใน
บริ เวณ virgin zone เครื่ องมือถูกออกแบบโดยใช้หลักการง่ายๆ
ประกอบด้วย ขั้วกระแสไฟฟ้ า 2 ขั้วสาหรับใช้ส่งกระแสไฟฟ้ าที่
มีความเข้มคงที่เข้าไปในชั้นหิ น เป็ นผลให้เกิดความต่าง
ศักย์ไฟฟ้ าขึ้น ซึ่ งสามารถวัดค่าความต่างศักย์ไฟฟ้ านี้ได้โดยใช้
ขั้วศักย์ไฟฟ้ า 2 ขั้ว นาค่าที่วดั ได้ไปคานวณหาค่าความต้านทาน
ไฟฟ้ าของชั้นหิ น
ปัจจัยที่มีผลกระทบต่อค่าความต้านทานไฟฟ้ าของชั้นหิ นที่วดั
ได้เครื่ องมือนี้ได้แก่ ความต้านทานไฟฟ้ าของน้ าโคลน ความ
ต้านทานไฟฟ้ าของชั้นหิ นดินดานในบริ เวณใกล้เคียง ขนาด
ของหลุมเจาะ ความหนาของชั้นหิ น ความลึกของ invasion
zone
สภาพแวดล้อมที่เหมาะสมที่จะทาให้เครื่ องมือสามารถอ่านค่า
Rt ได้ถูกต้องควรจะเป็ นดังนี้
1. ขนาดของเส้นผ่าศูนย์กลางของหลุมเจาะควรจะน้อยกว่า 12”
2. ความหนาของชั้นหิ นควรจะมากกว่า 15’
3. ความลึกของ invasion zone ควรจะน้อยกว่า 40”
1. Normal configuration
Normal devices ประกอบด้วยขั้วกระแสไฟฟ้ า (current electrode) 2
ขั้ว และ ขั้วศักย์ไฟฟ้ า (potential electrode) 2 ขั้ว ในขั้ว
กระแสไฟฟ้ าขั้วหนึ่ง (A) และขั้วศักย์ไฟฟ้ าขั้วหนึ่ง (M) ติดตั้ง
อยูบ่ นเครื่ องมือที่หย่อนลงไปในหลุมเจาะ ส่ วนทางทฤษฎี ขั้วที่
เหลืออีก 2 ขั้วจะอยูบ่ นผิวดิน (B, N) แต่ในทางปฏิบตั ิ ขั้ว
ศักย์ไฟฟ้ าทั้งสองขั้ว (M, N) จะวางอยูบ่ นเครื่ องมือเหนือขั้ว
กระแสไฟฟ้ า (A) เนื่องจากความจาเป็ นที่ตอ้ งการให้เกิดการ
เหนี่ยวนาไฟฟ้ าขึ้น
ระยะห่างระหว่างขั้วกระแสไฟฟ้ า (A) กับขั้วศักย์ไฟฟ้ าตัวที่อยู่
ใกล้ (M) มีค่าเท่ากับ 16 นิ้ว สาหรับ short normal และ 64
นิ้ว สาหรับ long normal ความต้านทานไฟฟ้ าของน้ าโคลน
และขนาดของหลุมเจาะ มีผลอย่างมากกับความสามารถใน
การวัดค่าความต้านทานไฟฟ้ าของ Normal devices
2. Lateral and inverse configuration
Lateral device ประกอบด้วยขั้วกระแสไฟฟ้ า 2 ขั้ว และ ขั้ว
ศักย์ไฟฟ้ า 2 ขั้วเช่นกัน แต่การจัดวางขั้วไฟฟ้ าแตกต่างกัน
ในทางทฤษฎี ขั้วกระแสไฟฟ้ าหนึ่งขั้ว (A) และขั้วศักย์ไฟฟ้ า 2
ขั้ว (M, N) จะถูกติดตั้งอยูบ่ นเครื่ องมือ โดยให้ข้ วั กระแสไฟฟ้ า
(A) อยูเ่ หนือขั้วศักย์ไฟฟ้ าทั้งสอง ส่ วนขั้วกระแสไฟฟ้ าอีกขั้ว
หนึ่ง (B) จะอยูบ่ นผิวดิน
ในทางปฏิบตั ิ มีการสลับตาแหน่งระหว่างขั้วกระแสไฟฟ้ าและ
ขั้วศักย์ไฟฟ้ า โดยเอาขั้วกระแสไฟฟ้ า 2 ขั้ว ติดตั้งไว้บน
เครื่ องมือและขั้วศักย์ไฟฟ้ า 2 ขั้วติดตั้งไว้เหนือขั้ว
กระแสไฟฟ้ า กาหนดให้ระยะห่างระหว่างจุดกึ่งกลางของขั้ว
กระแสไฟฟ้ า (O) กับขั้วศักย์ไฟฟ้ าตัวใกล้ (M) มีค่าเท่ากับ 18
ฟุต 8นิ้ว
3. Rt from the log
ค่า Rt จาก log เป็ นการเปรี ยบเทียบค่าความต้านทานไฟฟ้ าของชั้น
หิ นกับค่าความต้านทานไฟฟ้ าของน้ าโคลนและบริ เวณรอบๆชั้น
หิ น ชั้นหิ นสามารถแบ่งออกได้เป็ น 3 กลุ่ม โดยอาศัยค่า
อัตราส่ วนของ R16/Rm ดังนี้
1. R16/Rm < 10 : เป็ นชั้นหิ นที่มีค่าความต้านทานไฟฟ้ าต่า เครื่ องมือ
ที่เหมาะสมสาหรับการศึกษาค่า Rt คือ Short normal และ Long
normal
2. 10 < R16/Rm < 50 : เป็ นชั้นหิ นที่มีคา่ ความต้านทานไฟฟ้ าปาน
กลาง Long normal เหมาะสาหรับค่าอัตราส่ วน R16/Rm < 20
และ Lateral log เหมาะสาหรับค่าอัตราส่ วน R16/Rm > 20
3. R16/Rm > 50 : เป็ นชั้นหิ นที่มีค่าความต้านทานไฟฟ้ าสูง
Lateral log เหมาะสาหรับการหาค่า Rt
4.4.5.2 Focused long-spacing tools
เครื่ องมือถูกออกแบบให้สามารถบังคับทิศทางการเดินทางของ
กระแสไฟฟ้ า ให้ไหลเข้าไปในชั้นหิ นเป็ นบริ เวณแคบๆ ทาให้
สามารถแก้ไขปั ญหาที่เกิดจากการรบกวนของกระแสไฟฟ้ าจาก
ชั้นหิ นบริ เวณใกล้เคียงเมื่อชั้นหิ นมีความหนาน้อย และช่วยใน
การกาหนดขอบเขตรอยต่อของชั้นหิ นได้ถูกต้องแม่นยามากขึ้น
เครื่ องมือประเภทนี้เหมาะสาหรับการวัดค่าในบริ เวณที่มีค่า
Rt/Rm สูง (salt mud และ/หรื อ highly resistive formations)
หรื อ มีความแตกต่างของค่าความต้านทานไฟฟ้ าระหว่างชั้น
หิ นสูง (Rt/Rs หรื อ Rs/Rt) นอกจากนั้นยังเหมาะสาหรับชั้น
หิ นที่มีความหนาน้อยถึงปานกลาง ความสามารถในการ
ตรวจสอบของเครื่ องมือมีท้ งั ระดับลึก ระดับปานกลาง และ
ระดับตื้น ทาให้สามารถวัดได้ท้ งั ค่า Rt และ Rxo
1. Induction logs
Induction logs ออกแบบให้ใช้วดั ค่าความนาไฟฟ้ าของชั้นหิ นในที่
ระยะลึกในบริ เวณ virgin zone โดยไม่ให้มีผลกระทบจาก
invasion zone เครื่ องมือประกอบด้วยขดลวด 2 ชุด เรี ยกว่า
ขดลวดปล่อยกระแส (transmitter coil) และ ขดลวดรับสัญญาณ
(receiving coil) มีระยะห่าง 40 นิ้ว (6FF40) หรื อ 28 นิ้ว (6FF28)
กระแสไฟฟ้ าสลับความถี่สูง (20 kHz) ถูกส่ งไปยังขดลวดปล่อย
กระแส ทาให้เกิดสนามแม่เหล็กปฐมภูมิข้ ึนมีความเข้มของ
สนามแม่เหล็กที่คงที่ ไปเหนี่ยวนาให้เกิดกระแสไฟฟ้ าทุติยภูมิ
ขึ้นในชั้นหิ น
ความเข้มของกระแสไฟฟ้ าทุติยภูมิที่เกิดขึ้นเป็ นสัดส่ วนกับค่า
การนาไฟฟ้ าของชั้นหิ นและพื้นที่หน้าตัดของชั้นหิ นที่ถูก
รบกวนด้วยกระแสไฟฟ้ าเหนี่ยวนา ค่าการนาไฟฟ้ าของชั้น
หิ นกาหนดได้จากปริ มาณกระแสไฟฟ้ าที่สามารถไหลได้ใน
ชั้นหิ น ชั้นหิ นที่มีค่าการนาไฟฟ้ าสูงแสดงว่ามีกระแสไฟฟ้ า
ทุติยภูมิเกิดขึ้นในชั้นหิ นมาก และมีค่าความต้านทาน
กระแสไฟฟ้ าต่า กระแสไฟฟ้ าทุติยภูมิน้ ีจะไปเหนี่ยวนาให้
เกิดสัญญาณขึ้นในขดลวดรับสัญญาณ สัญญาณที่รับได้จะถูก
เปลี่ยนไปเป็ นค่าการนาไฟฟ้ าและบันทึกเป็ นค่าการนาไฟฟ้ า
ปรากฏของชั้นหิ น
ส่ วนความเข้มของสัญญาณจะเป็ นสัดส่ วนกับปริ มาณ
กระแสไฟฟ้ าและค่าการนาไฟฟ้ า ชั้นหิ นที่มีค่าการนา
ไฟฟ้ าต่าหรื อความต้านทานไฟฟ้ าสูง สัญญาณที่วดั ได้
อาจมีค่าต่ามากจนในบางครั้งไม่สามารถวัดได้ ซึ่งมัก
พบเมื่อขั้นหิ นมีค่าความต้านทานไฟฟ้ าที่ประมาณ 150
โอห์ม-เมตร
ข้อดีอนั หนึ่งของ Induction tools คือ สามารถวัดได้ท้ งั ในหลุม
เปล่าที่ไม่มีน้ าโคลน หรื อหลุมที่มีน้ าโคลนแบบ nonconductive mud (oil-based mud และ freshwater-based mud)
ในกรณี ที่น้ าโคลนเป็ นแบบ conductive mud (salt mud) ต้อง
มีการแก้ค่าในกรณี ที่ตอ้ งการนาค่าที่วดั ได้มาคานวณ
เนื่องจาก Induction logs ใช้วดั ค่าการนาไฟฟ้ าของชั้นหิ น
แทนที่จะวัดค่าความต้านทานไฟฟ้ า ดังนั้น Induction logs จึง
เหมาะสาหรับชั้นหิ นที่มีค่าความต้านทานไฟฟ้ าต่า เช่นชั้น
หิ นทรายที่มีความพรุ นสู ง มากกว่าชั้นหิ นปูนที่มีความพรุ น
ต่า นอกจากนั้นสภาพที่เหมาะสมที่จะใช้ Induction logs คือ
1. อัตราส่ วนของ Rmf/Rw มากกว่า 3
2. ค่า Rt น้อยกว่า 150 โอห์ม-เมตร
3. ความหนาของชั้นหิ นมากกว่า 30 ฟุต
2. Laterologs
Laterologs หรื อ Guard logs ถูกพัฒนาขึ้นเพื่อใช้ในการวัดค่าความ
ต้านทานไฟฟ้ าของชั้นหิ นที่การเจาะใช้น้ าโคลนแบบ salt mud มี
หลักการคือการบังคับทิศทางของกระแสไฟฟ้ าที่ส่งจากขั้ว
กระแสไฟฟ้ าเข้าไปในชั้นหิ น ให้มีลกั ษณะที่ต้ งั ฉากกับชั้นหิ น
โดยกาหนดให้ค่ากระแสมีค่าคงที่และวัดค่าความต้านทานไฟฟ้ า
การบังคับทิศทางของกระแสไฟฟ้ าที่ส่งจากขั้วกระแสไฟฟ้ าทา
ได้โดยการสร้างกระแสไฟฟ้ าจากขั้วบังคับกระแสไฟฟ้ า
(guard electrode) ให้กระแสไฟฟ้ าเกิดขึ้นเฉพาะบริ เวณแคบๆ
ความกว้างของบริ เวณนี้จะขึ้นอยูก่ บั ระยะห่างและการจัดวาง
ขั้วควบคุม เป็ นการป้ องกับผลกระทบที่เกิดจากหลุมเจาะและ
ชั้นหิ นข้างเคียง
Laterologs เหมาะสมที่จะใช้ในสภาพที่
1. อัตราส่ วนของ Rmf/Rw น้อยกว่า 3
2. เส้นผ่าศูนย์กลางของหลุมเจาะน้อยกว่า 16 นิ้ว
3. ค่าความต้านทานไฟฟ้ าของชั้นหิ นมากกว่า 150 โอห์มเมตร
4. ความหนาของชั้นหิ นอาจมีค่าน้อยกว่า 10 ฟุต
Laterolog-7, LL-7
กระแสไฟฟ้ าความเข้มคงที่ถูกส่ งออกมาจากขั้วกระแสไฟฟ้ า (A0)
ซึ่ งอยูต่ รงกลาง จะถูกควบคุมด้วยขั้วบังคับกระแสไฟฟ้ า 2 ขั้วที่
อยูด่ า้ นนอกสุ ด (A1, A2) ซึ่งอยูห่ ่างกัน 80 นิ้ว ขั้วบังคับความต่าง
ศักย์ไฟฟ้ า (monitor electrode) 2 คู่ (M1-M2, M1’-M2’) ที่อยู่
ระหว่างขั้วกระแสไฟฟ้ าและขั้วบังคับกระแสไฟฟ้ า ซึ่งจะ
พยายามให้ความต่างศักย์ไฟฟ้ าระหว่าง M1-M1’ และ M2-M2’ มี
ค่าเป็ นศูนย์ ทาให้กระแสไฟฟ้ าที่ถูกส่ งออกมาจากขั้ว
กระแสไฟฟ้ า A0 เกิดเป็ นแถบในแนวราบแทรกเข้าไปในชั้นหิน
ได้
ความกว้างของแถบกระแสไฟฟ้ าเท่ากับระยะห่างจุดกึ่งกลาง
ระหว่าง ระหว่าง M1-M1’ (O1) และ M2-M2’ (O2) โดยปกติมี
ค่าเท่ากับ 32 นิ้ว Laterolog 7 เหมาะสาหรับชั้นหิ นที่ตา้ นทาน
ไฟฟ้ า
Laterolog-3, LL-3
กระแสไฟฟ้ าความเข้มคงที่ส่งออกมาจากขั้วกระแสไฟฟ้ า (A0) ซึ่ง
อยูต่ รงกลาง จะถูกบังคับด้วยขั้วบังคับกระแสไฟฟ้ า (bucking
electrode) 2 ขั้ว (A1, A2) มีระยะห่าง 5 ฟุต ที่ประกอบอยูด่ า้ นบน
และด้านล่างของขั้วกระแสไฟฟ้ า ทาให้กระแสไฟฟ้ าทีถ่ ูก
ส่ งออกมาจากขั้วกระแสไฟฟ้ า A0 เกิดเป็ นแถบในแนวราบแทรก
เข้าไปในชั้นหิ น ความกว้างของแถบกระแสไฟฟ้ าถูกควบคุม
ด้วยระยะห่างระหว่างขั้วบังคับกระแสไฟฟ้ า ปกติมีคา่ ประมาณ
12 นิ้ว :ซึ่ งให้ค่าความละเอียดในการวัดดีกว่า LL-7 Laterolog 3
เหมาะสาหรับชั้นหิ นที่นาไฟฟ้ าได้ดี
Laterolog-8, LL-8
เครื่ องมือถูกออกแบบไว้สาหรับการวัดค่าระยะตื้น ลักษณะ
เหมือนกับ Laterolog-7 แต่ระยะห่างระหว่างขั้วมีค่าน้อยกว่า
ระยะห่างระหว่างขั้วบังคับกระแสไฟฟ้ า 2 ขั้วที่อยูด่ า้ นนอกสุ ด
(A1, A2) น้อยกว่า 40 นิ้ว ความกว้างของแถบกระแสไฟฟ้ า
ประมาณ 14 นิ้ว สามารถให้รายละเอียดในแนวดิ่งได้ดีกว่า LL-3
และ LL-7 แต่กไ็ ด้รับอิทธิพลจาก หลุมเจาะและ invaded zone
มากเช่นกัน
Dual laterolog (DLL)
เครื่ องมือออกแบบสาหรับวัดค่าในชั้นหิ นทั้งที่ระยะลึก (Laterolog
Deep-LLd) และระยะตื้น (Laterolog shallow-LLs) เครื่ องมือ
ประกอบด้วยขั้วไฟฟ้ า 9 ขั้ว หลักการทัว่ ไปเช่นเดียวกับ
Laterolog-7 แต่มีข้วั บังคับกระแสไฟฟ้ า 2 คู่ (A1-A1’, A2-A2’)
อยูด่ า้ นนอกสุ ด ทาให้สามารถควบคุมทิศทางของกระแสไฟฟ้ า
ได้ดีข้ ึน ในการวัดค่าทั้งที่ระดับลึกและระดับตื้นนั้น ใช้ข้วั ไฟฟ้ า
ต่างๆร่ วมกัน ความกว้างของแถบกระแสไฟฟ้ าที่ส่งเข้าไปในชั้น
หิ นก็เท่ากัน ประมาณ 2 ฟุต แต่ต่างกันที่ตาแหน่งโฟกัสของ
กระแส เพื่อให้เกิดความแตกต่างในด้านความลึกที่ตอ้ งการวัด
ในการวัดค่าที่ระดับลึกอาศัยขั้วบังคับกระแสไฟฟ้ าคู่ไกล (A2A2’) ซึ่ งอยูห่ ่างกันประมาณ 28 ฟุต เป็ นตัวช่วยในการควบคุม
ทิศทางการไหลของกระแสไฟฟ้ า ในขณะที่การวัดค่าที่ระดับ
ตื้นอาศัยขั้วบังคับกระแสไฟฟ้ าคู่ใกล้ (A1-A1’) เป็ นตัว
ควบคุมการไหลของกระแส
3. Spherically focused log (SFL)
เครื่ องมือออกแบบให้วดั ค่าความต้านทานไฟฟ้ าระยะตื้น, Rxo,
แก้ไขปัญหาชั้นหิ นที่มีค่าความต้านทานไฟฟ้ าสู ง และมี
ความสามารถในการวัดค่าตามแนวดิ่งได้ดี เครื่ องมือ
ประกอบด้วย ขั้วกระแสไฟฟ้ า 1 ขั้ว (A0) อยูต่ รงกลาง และขั้ว
ควบคุม 4 คู่ (M0-M0’, A1-A1’, M1-M1’, M2-M2’) ประกบอยู่
เพื่อให้กระแสไฟฟ้ าเกิดลักษณะเป็ นทรงกลมรอบขั้ว
กระแสไฟฟ้ า
4.4.5.3 Non-focused microtools
1. Microlog (ML)
วัดค่าความต้านทานไฟฟ้ าที่ระยะลึก 2 ระยะ เพื่อใช้ในการกาหนด
ตาแหน่งของชั้นหิ นน้ าซึมผ่านได้ เครื่ องมือประกอบด้วย
ขั้วไฟฟ้ า 3 ขั้ว วางเป็ นเส้นตรงบน oil-filled rubber pad มีแขน
ไฮโดรลิคส์ดนั ให้ pad สัมผัสกับผนังหลุมเจาะ ระยะห่าง
ระหว่างขั้วไฟฟ้ าแต่ละขั้วเท่ากับ 1 นิ้ว
หลักการทัว่ ไปเหมือน normal devices มีข้วั กระแสไฟฟ้ า 1 ขั้ว
(A0) อยูด่ า้ นล่างสุ ด และขั้วศักย์ไฟฟ้ าอีก 2 ขั้ว (M1, M2) วาง
อยูด่ า้ นบน Microlog สามารถทางานได้เป็ น 2 ลักษณะคือ 2in. micronormal (R2”) และ 1-in. microinverse (R1” x 1”)
สามารถวัดค่าความต้านทานของชั้นหิ นที่มีความหนาน้อยได้
ดี
เนื่องจากเครื่ องมือสัมผัสกับผนังของหลุมเจาะ ดังนั้นผลกระทบ
จากความต้านทานไฟฟ้ าของน้ าโคลนจึงไม่มีผลกับเครื่ องมือ
แต่อาจมีผลกระทบจาก mud cake เนื่องจากเครื่ องมือวัดค่า
ความต้านทานไฟฟ้ าที่ระยะตื้น และอาจมีผลกระทบเนื่องจาก
ความขรุ ขระของผลังหลุมเจาะที่ทาให้เครื่ องมือไม่สมั ผัสกับ
ผนังของหลุมเจาะ
Micrologs เหมาะสมที่จะใช้ในสภาพที่
1. อัตราส่ วนของ Rxo/Rmc น้อยกว่า 15
2. ความลึกของ invasion zone มากกว่า 4 นิ้ว
3. ความหนาของ mud cake น้อยกว่า 0.5 นิ้ว
4.4.5.4 Focused microtools (Microresistivity
devices)
วัดค่าความต้านทานไฟฟ้ าใน flushed zone, Rxo และใช้ในการ
กาหนดตาแหน่งของชั้นหิ นน้ าซึ มผ่านได้ มีความละเอียดในการ
วัดค่าในแนวดิ่งสู งมากกว่าเครื่ องมือ resistivity อื่นๆ เนื่องจากว่า
flushed zone มีความลึกไม่มากนัก ดังนั้น Microresistivity
devices จึงถูกจากัดให้วดั ค่าความต้านทานไฟฟ้ าเฉพาะบริ เวณ
ระยะตื้นๆ เท่านั้น และต้องไม่มีผลกระทบมาจากค่า Rt หรื อ
ในกรณี ที่ invasion zone ลึกมาก เครื่ องมือต้องสามารถอ่านค่า
Rxo โดยไม่มีผลกระทบจากค่า Rmc ขั้วไฟฟ้ าต่างๆติดตั้งบน
pad มีแขนไฮโดรลิคเป็ นตัวดันให้ pad สัมผัสกับผนังของ
หลุมเจาะ
Microresistivity devices ยังสามารถใช้ประโยชน์ได้อีกหลาย
ลักษณะเช่น
1. หาความสัมพันธ์ระหว่างหลุมเจาะ
2. หาค่าความอิ่มตัวด้วยน้ าใน flushed zone, Sxo
3. หาค่าความอิ่มตัวด้วยน้ ามันคงค้าง (residual oil)
4. หาความสามารถในการเคลื่อนตัวของสารไฮโดรคาร์บอน
(hydrocarbon movability)
5. หาความหนาแน่นของสารไฮโดรคาร์บอน
6. หาความลึกของ invasion zone
1. Microlaterolog (MLL)
ใช้สาหรับวัดค่า Rxo ในบริ เวณที่มีอตั ราส่ วน Rxo/Rmc สูง หลักการ
ของเครื่ องมือโดยทัว่ ไปเช่นเดียวกับ LL-7 แต่ใช้ข้วั ไฟฟ้ าเพียง 4
ขั้ว ติดตั้งอยูบ่ น oil-filled rubber pad ขั้วกระแสไฟฟ้ าขั้วหนึ่ง
(A0) ติดตั้งอยูต่ รงกลาง ล้อมรอบด้วยขั้วควบคุม 3 ขั้ว (M1, M2,
A1) ที่วางเป็ นวงกลมล้อมรอบขั้วกระแสไฟฟ้ า เครื่ องมือถูกดัน
ให้ติดกับผนังบ่อ
ขณะทาการวัดค่ากระแสไฟฟ้ าถูกส่ งออกจากขั้วกระแสไฟฟ้ า
A0 ในขณะเดียวกับที่ข้วั ควบคุม A1 ก็ปล่อยกระแสไฟฟ้ าไป
ทาให้ความต่างศักย์ระหว่างขั้ว M1 และ M2 มีค่าเท่ากับศูนย์
กระแสไฟฟ้ าที่ปล่อยออกจากขั้วกระแสไฟฟ้ า A0 จะถูกบีบ
ให้ไหลเข้าไปในชั้นหิ น
2. Microproximity log (PL)
หลักการของเครื่ องมือโดยทัว่ ไปเช่นเดียวกับ LL-3 แต่ใช้ข้วั ไฟฟ้ า
แบบสี่ เหลี่ยมติดตั้งอยูบ่ น solid rubber pad ความหนาของ mud
cake ควรมีค่าน้อยกว่า 0.75 นิ้ว เครื่ องมือถูกดันให้ติดกับผนังบ่อ
ขณะทาการวัดค่า ความละเอียดในการวัดประมาณ 6 นิ้ว ในกรณี
ที่ช้ นั หิ นมีความหนามากกว่า 1 ฟุต ไม่ตอ้ งมีการแก้ค่า
ข้อพึงระวังในการใช้ค่าที่ได้จาก Microproximity log ในกรณี ที่
ความหนาของ invaded zone มากกว่า 40 นิ้ว Microproximity
log จะวัดค่า Rxo ได้โดยตรง แต่เมื่อ invaded zone มีค่าน้อย
กว่า 40 นิ้ว ค่าที่อ่านได้จาก Microproximity log อาจใกล้เคียง
กับค่า Rxo หรื ออาจได้ค่าใกล้เคียงกับค่า Rt ถ้าความหนาของ
invaded zone มีค่าน้อยมาก
3. Microspherically focused log (MSFL)
หลักการเหมือนกับ spherically focused log แต่ยอ่ ให้มีขนาดเล็กลง
ติดตั้งอยูบ่ น flexible rubber pad มีขอ้ ดีที่สามารถใช้ร่วมกับ
เครื่ องมืออื่นๆได้ เช่น DLL และ DIL นอกจากนั้นยังแก้ไข
ข้อด้อยของ Microlaterolog ที่มีความไวต่อค่าความหนาของ
mud cake ที่มากกว่า 3/8 นิ้ว ซึ่งให้ผลการวัดค่าที่ผดิ พลาดได้เมื่อ
ค่า Rxo/Rmc มีค่าสู ง และยังแก้ไขข้อด้อยของ Microproximity
log ซึ่งจะให้ผลการวัดที่ดีเมื่อความหนาของ invaded zone
มากกว่า 40 นิ้ว
กระแสไฟฟ้ าที่ปล่อยออกจากขั้วไฟฟ้ า A0 มีกระแสไฟฟ้ าที่ไหล
เข้าไปในชั้นของ mud cake ซึ่งไหลอยูร่ ะหว่างขั้วไฟฟ้ า A0
และ A1 และมีบางส่ วนที่ไหลเข้าไปในชั้นหิ น ทิศทางการ
ไหลของกระแสไฟฟ้ าถูกควบคุมโดยทาให้ ความต่าง
ศักย์ไฟฟ้ าที่บริ เวณขั้วตรวจสอบ (monitor electrode) มีค่า
เป็ นศูนย์