Logging i brønnen

Brønnlogging (også kalt borehullslogging) gjøres for å få mer informasjon ut av bergartene det bores gjennom. Det gjelder særlig det området i brønnen som er definert som reservoaret. Borehullslogging gjennomføres primært i åpent hull, det vil si før casing er satt i brønnen. I en ustabil brønn kan det være nødvendig å sette casing før brønnen logges. Logging utføres med flere loggeverktøy (logging tools) som skrus sammen til et BHA og kjøres inn i brønnen enten på borestreng (logging while drilling, LWD) eller som verktøy på kabel (wireline logging toolstring). Innvendig i loggeverktøyet er det sendere, mottakere og måleinstrumenter (sonder).

Noen logger registrerer naturlig stråling i formasjonen (passiv logg), men de fleste sondene måler hvordan bergartene reagerer på signaler vi sender ut fra verktøyet (aktiv logg). Signalet i den aktive loggen sendes ut fra en sender (source/transmitter) i loggeverktøyet. Signalet trenger inn i bergartene rundt borehullet. Et svarsignal fra bergarten registreres av en eller flere mottakere (receiver).

Brønnloggingen kan utføres samtidig som boreoperasjonen er i gang, da kalles det logging while drilling (LWD). Noen loggeverktøy lagrer dataene til de kan hentes ut på overflaten (memory log), mens andre kommuniserer direkte til overflaten. Logging While Drilling (LWD) bruker pulser som sendes gjennom borevæsken som kommunikasjon mellom BHA og overflaten. Pulsene lages ved hjelp av en klaff som hindrer slammets bevegelse framover med gitte tidsintervaller. Avstanden mellom pulsene kan varieres slik at det blir til flere ulike kommandoer. Det gir et grovt, men nyttig bilde av formasjonstyper og formasjonsdybde langs brønnbanen.

Loggingen kan også gjøres som en egen operasjon etter at borestrengen er trukket ut av hullet. Da er det vanlig å velge elektrisk kabel som arbeidsstreng fordi den er raskest å føre inn og ut av brønnen. Kabelen senkes ned i brønnen ved hjelp av vekten av loggeverktøyet og kabelhodet. Det er også utviklet egne traktorer som kan kjøre loggeverktøyet fram og tilbake i brønnen mens loggingen foregår. Kommunikasjonen mellom sondene og overflaten sendes som strømpulser gjennom kabelen. Disse signalene er mer nøyaktige enn signalene fra LWD.

Borehullsloggen er en serie med data som registreres punktvis i et borehull, som en funksjon av tid. Loggsondene føres med en kjent hastighet framover eller bakover i borehullet, samtidig som loggdata avleses med bestemte tidsintervaller. På den måten kan vi relatere loggdataene til dypet i brønnen.

Avstanden mellom datapunktene varierer fra 25 cm til 1 cm. Datapunktene blir forbundet med en kontinuerlig kurve til en logg.

Det er nødvendig med flere ulike loggdata for å danne et bilde av forholdene i bergartene. Fra loggene kan vi få informasjon om hvor stort porevolumet er i en bergart (porøsitet), og hvor mye av dette volumet som er fylt med petroleum.

Ved å plassere alle loggdataene på riktig dyp og sette sammen informasjonen slik at den stemmer overens i dybdekart, kan vi finne:

• hvilke type formasjoner (litologi) brønnen er boret gjennom
• dybden til og tykkelsen på lagene i de geologiske formasjonene
• bergartenes porøsitet
• væskeinnhold i porøse formasjoner (gass, olje eller vann)
• væskekontakter – olje–vann-kontakten (OWC), gass–olje-kontakten (GOC) eller gass–vann-kontakten (GWC)

Oljedirektoratet (OD) har laget et standard oppsett for hvilke logger som skal med på en såkalt Composite Log, en sammensatt logg. Det er syv kolonner på composite-loggen. OD har regler for hvilke logger som skal i de forskjellige kolonnene, og skalaen for hver enkelt logg. I loggen plasseres data fra mange enkeltlogger i samme dyp slik at de kan tolkes i forhold til hverandre.

En Composite Log består av flere loggkurver som alle er kvalitetskontrollerte og satt sammen slik at de dekker hele intervallet som er boret. Til sammen skal disse loggene gi nok informasjon til at vi kan gjøre en grunnleggende formasjonsanalyse.

Oljedirektoratet skal ha en kopi av brønnlogging som er utført på norsk sokkel, og selskapene må også lage en kvalitetskontrollert Composite Log.

ODs krav til en Composite Log gjør at alle brønner på norsk sokkel har et felles, standarisert sett av brønninformasjon som kan brukes til enkel formasjonsanalyse og sammenligning for nærområder. Det er vanlig at det kjøres mange flere logger i en brønn enn de som OD krever på composite-loggene.

Kolonne 1: Navn på den geologiske formasjonen
Kolonne 2: Caliper (ID) og Gamma Ray (skifer/sand)
Kolonne 3: MD = målt brønnlengde fra RKB (boredekk)
Kolonne 4: TVDSS = vertikalt dyp fra havoverflaten
Kolonne 5: Nøytron (porøsitet) og Density (bergartenes tetthet)
Kolonne 6: Sonic/Acoustic (gjennomsnittlig lydbølgehastighet i formasjonen)
Kolonne 7: Resistivity (elektrisk motstand i formasjonen)

Under boring blir væske fra boreslammet (filtrat) presset inn i permeable bergarter i nærbrønnområdet på grunn av overtrykket vi har i brønnen. Når filterkaken fra boreslammet er dannet, er det væsken som har kommet inn i formasjonens porer bak filterkaken, som skader formasjonen.

Nærmest borehullet (noen mm til noen cm) fortrenger filtratet all formasjonsvæske. I økende avstand fra borehullet (10–50 cm) oppstår en sammenblanding av filtrat og formasjonsvæske. Et godt stykke fra brønnen er det ren, uskadet formasjonsvæske.

Dette vil si at de fleste loggene registrerer data fra bergarter som er forurenset med slamfiltrat. Kvaliteten av loggene blir påvirket av dette slamfiltratet fra boreslammet. Loggene må derfor korrigeres ut fra den kunnskapen vi har om filtratet slik at dataene som kommer fram, viser formasjonsvæske- og bergartsegenskapene, uten påvirkning av slamfiltrat.

Det kan være vanskelig å tolke informasjon fra loggene nøyaktig. For å forbedre datakvaliteten blir loggdata sammenlignet med logger fra formasjoner og bergarter som ligger på land (blotninger). Mange av formasjonene på Svalbard er de samme som i reservoarformasjonene i feltene i Barentshavet.

I sedimentære bassenger er det noen få typer sedimenter som er dominerende. I delta-avsetninger som Brentdeltaet i Nordsjøen er sand og skifer dominerende. Vi bruker denne kunnskapen til å bestemme bergartstypene fra loggene med stor sikkerhet. I ren sand eller sandstein er det også mulig å avgjøre om det er petroleum, og hva slags petroleum det er.