Co to jest spontaniczne rejestrowanie potencjału?
Spontaniczne pozyskiwanie potencjału jest metodą określania składu wierconych materiałów podziemnych, zwykle na polu poszukiwania ropy naftowej. Proces spontanicznego rejestrowania potencjału polega na rejestrowaniu napięcia elektrycznego prądu stałego, które istnieje między płynem na bazie wody, takim jak płuczka wiertnicza pompowana w dół odwiertu, a ścianami samego odwiertu. Dane te są często określane jako dziennik potencjału własnego (dziennik SP) i są zapisem różnic w potencjale elektrycznym w zakresie miliwoltów między warstwą podpowierzchniową a potencjałem napięcia przez uziemienie w górnej części miejsca wiercenia. Typowe zastosowania spontanicznego pozyskiwania potencjału poza poszukiwaniem ropy obejmują określanie litologii lub właściwości skalnych wierconego otworu w poszukiwaniu minerałów oraz jakości wód podziemnych do celów komunalnych.
Wykorzystanie spontanicznego pozyskiwania potencjału jest uważane za jedną z najwcześniejszych metod poszukiwania odwiertów w celu określenia charakteru terenu podziemnego. Opiera się on na naturalnym elektrostatycznym ładunku elektrycznym, który utrzymuje sama ziemia. Ładunek ten jest podzielony na potencjalne zakresy przez przestrzenie w porowatej skale lub przez przewodzenie przez płyny na bazie soli, a płyn na bazie wody musi zostać wprowadzony do odwiertu, aby utworzyć połączenie z ładunkiem rodzimym, który następnie może zostać skierowany na powierzchnię. Zasadniczo im wyższy wykrywany potencjał elektryczny, tym bardziej przepuszczalna jest warstwa podpowierzchniowa, ale wielkość ugięcia zależy również od zawartości zasolenia użytego płuczki wiertniczej i od ilości wody formacyjnej występującej naturalnie w skale podziemnej warstwy.
Rejestrowanie odwiertów opiera się zarówno na właściwościach płuczki wiertniczej, że mają one charakter jonowy lub mają naładowane elektrycznie atomy, jak również zawartość gliny lub minerałów w otworze wiertniczym, aby umożliwić spontaniczne rejestrowanie potencjału. Ładunek jonowy w płuczce wiertniczej służy do przewodzenia sygnału z powrotem na powierzchnię. Konieczna jest obecność w glinie pewnego poziomu gliny lub minerałów, ponieważ ich krystaliczna struktura pozwala na utworzenie struktury półprzepuszczalnej. Struktura ta utrudnia dyfuzję jonów w warstwach podziemnych, dzięki czemu zachowany jest stan naturalnego ładunku.
Chociaż procedura przeprowadzania spontanicznego rejestrowania potencjału może być dość rutynowa, interpretacja danych może być trudna. Wynika to z faktu, że w pewnych warunkach wiercenia, takich jak podziemne warstwy wodonośne, gdzie złoża łupków ilastych, gliny i piasku spotykają się i łączą, dane można interpretować inaczej. Wiadomo, że w szczególności stanowiska słodkowodne generują bardzo różne odczyty oparte w pewnej części na zmianach w rodzaju użytego płuczki wiertniczej i jej zasoleniu w stosunku do samych wód gruntowych. Odczyt ujemnego potencjału SP jest zwykle rejestrowany podczas eksploracji szybu naftowego, ale w studniach słodkowodnych wynikiem jest zwykle dodatni odczyt SP wskazujący na obecność warstw piasku. Spontaniczny dziennik potencjału może być również zerowy, jeśli zarówno płuczka wiertnicza, jak i wody gruntowe mają ten sam potencjał elektryczny, co może prowadzić do nieporozumień co do prawdziwej natury terenu podpowierzchniowego.
W produkcji ropy naftowej stosowanie spontanicznego rejestrowania potencjału jest bardziej niezawodne, ponieważ proces ten wymaga zasolenia dla dobrych odczytów. W przypadku wody słodkiej chlorek sodu musi znajdować się zarówno w stosowanym płuczce wiertniczej, jak i w płynie wiertniczym, a także w naturalnej wodzie formacyjnej, ale idealnie zasolenie wody formacyjnej powinno być znacznie wyższe. Metoda spontanicznego rejestrowania potencjału w celu zrozumienia podziemnych cech najlepiej zatem ograniczyć do obszarów, w których piasek lub łupek ilasty mają wysoką zawartość zasolenia.