Was ist Spontanpotential-Protokollierung?
Das spontane Aufzeichnen von Potenzialen ist eine Methode zur Bestimmung der Zusammensetzung von unterirdischen Materialien, in die normalerweise auf dem Gebiet der Erdölexploration gebohrt wird. Beim spontanen Protokollieren von Potentialen wird die elektrische Gleichspannung aufgezeichnet, die zwischen einer Flüssigkeit auf Wasserbasis, die wie ein Bohrschlamm durch ein Bohrloch gepumpt wird, und den Wänden des Bohrlochs selbst herrscht. Diese Daten werden oft als Selbstpotentialprotokoll (SP-Protokoll) bezeichnet und sind eine Aufzeichnung von Unterschieden im elektrischen Potential im Bereich von Millivolt zwischen einer Untergrundschicht und dem Spannungspotential durch Erdung an der Oberseite der Bohrstelle. Zu den häufigen Verwendungszwecken für die spontane potenzielle Protokollierung außerhalb der Ölförderung gehören die Bestimmung der Lithologie oder der Gesteinsmerkmale eines Bohrlochs in der Mineralförderung und die Grundwasserqualität für kommunale Zwecke.
Die Verwendung der Spontanpotentialerfassung wird als eine der frühesten Methoden bei der Erkundung von Bohrungen zur Bestimmung der Beschaffenheit des unterirdischen Geländes angesehen. Es beruht auf der natürlichen statischen elektrischen Ladung, die der Boden selbst hält. Diese Ladung wird durch Zwischenräume in porösem Gestein oder durch die Leitung von Flüssigkeiten auf Salzbasis in Potentialbereiche unterteilt, und eine Flüssigkeit auf Wasserbasis muss in das Bohrloch eingeführt werden, um eine Verbindung mit der natürlichen Ladung herzustellen, die dann zur Oberfläche geleitet werden kann. Im Allgemeinen ist die Untergrundschicht umso durchlässiger, je höher das erfasste elektrische Potential ist. Die Größe der Durchbiegung hängt jedoch auch vom Salzgehalt des verwendeten Bohrschlamms und demjenigen des Formationswassers ab, das natürlicherweise im unterirdischen Gestein vorkommt Schichten.
Das Aufzeichnen von Bohrlöchern setzt voraus, dass sowohl die Eigenschaften des Bohrschlamms ionischer Natur sind oder elektrisch geladene Atome aufweisen, als auch der Ton- oder Mineralgehalt im Bohrloch vorhanden ist, damit ein spontanes potenzielles Aufzeichnen stattfindet. Die Ionenladung im Bohrschlamm wird verwendet, um ein Signal an die Oberfläche zurückzuleiten. Das Vorhandensein von Ton oder Mineralien in dem Loch ist notwendig, da sich aufgrund ihrer kristallinen Struktur eine semipermeable Struktur bilden kann. Diese Struktur verhindert die Diffusion von Ionen in den unterirdischen Schichten, so dass ein natürlicher Ladungszustand aufrechterhalten wird.
Während das Verfahren zum Durchführen einer spontanen potenziellen Protokollierung ziemlich routinemäßig sein kann, kann die Interpretation der Daten schwierig sein. Dies liegt daran, dass die Daten unter bestimmten Bohrbedingungen, z. B. in unterirdischen Grundwasserleitern, in denen sich Schiefer-, Lehm- und Sandbetten treffen und verschmelzen, unterschiedlich interpretiert werden können. Es ist bekannt, dass insbesondere Süßwasserstandorte sehr unterschiedliche Messwerte liefern, die zum Teil auf Schwankungen der Art des verwendeten Bohrschlamms und seines Salzgehalts im Verhältnis zum Grundwasser selbst beruhen. Bei der Exploration von Ölbohrlöchern wird normalerweise ein negatives SP-Potenzial gemessen. In Süßwasserbohrlöchern ist das Ergebnis jedoch normalerweise ein positiver SP-Wert, der auf das Vorhandensein von Sandschichten hinweist. Das spontane Potential log kann auch Null sein, wenn sowohl der Bohrschlamm als auch das Grundwasser das gleiche elektrische Potential haben, was zu Verwirrung über die wahre Natur des Untergrundgeländes führen kann.
Bei der Erdölförderung ist die Verwendung der Spontanprotokollierung zuverlässiger, da für gute Messergebnisse der Salzgehalt maßgeblich ist. Bei Süßwasser muss Natriumchlorid sowohl im verwendeten Bohrschlamm oder in der Bohrlochflüssigkeit als auch im natürlichen Formationswasser vorhanden sein, idealerweise sollte der Salzgehalt des Formationswassers jedoch erheblich höher sein. Die Methode zur Verwendung der spontanen potenziellen Protokollierung zum Verständnis der unterirdischen Merkmale ist daher am besten auf Regionen beschränkt, in denen der vorhandene Sand oder Schiefer einen hohen Salzgehalt aufweist.