1

4.3 Spontaneous potential log

Spontaneous potential (SP) log เปนการวัดคาความแตกตางของศักยไฟฟาระหวางจุดสองจุดใดๆ ในหลุมเจาะ ที่เปนสาเหตุจากเซลไฟฟาเคมีที่เกิดขึ้นในธรรมชาติ โดยที่หลุมเจาะจะตองมีน้ําโคลนที่สามารถนําไฟฟาได (conductive mud) SP log ไมสามารถทําในหลุมเจาะที่ใชน้ําโคลนแบบน้ํามัน (oil-base mud) หลุมเจาะที่ไมมีน้ําโคลน (empty holes) หรือหลุมเจาะที่ลงทอกรุ (cased holes)

SP log มีประโยชนดังนี้1. ใชหาความสัมพันธระหวางชั้นหิน (correlation)2. ใชกําหนดลักษณะชนิดของหิน (lithology indicator)3. ใชประมาณคาความพรุนและคาความซึมได (porosity and

permeability indicators)4. วัดคาความตานทานไฟฟาและคาความเค็มของน้ําในชั้นหิน

กักเก็บ (measure formation water resistivity (Rw) andformation water salinity)

2

5. ใชกําหนดตําแหนงของชั้นหินดินดาน ชั้นถาน หรือประมาณสัดสวนของหินดินดาน (lithologic indicator : shale, coal-seam, shale fraction estimation)

6. ใชวิเคราะหหาเฟซีสจากรูปรางลักษณะของกราฟ (faciesanalysis)

7. ใชกําหนดความเปนไปไดในการเปนแหลงกักเก็บสารไฮโดรคารบอนในชั้นหิน รวมถึงการกําหนดตําแหนงความลึกของรอยสัมผัสของกาซและน้ํามัน (indicator of possibility hydrocarbon saturation in shaly sands, including the presence of a gas-oil contact)

4.3.1 Origin of the SP

ในหลุมเจาะซึ่งมีน้ําโคลนที่สามารถนําไฟฟาได มักมีความเขมขนของสารละลายนอยกวาน้ําที่อยูในชั้นหิน เปนผลใหเกิดการไหลของกระแสไฟฟาระหวางชั้นหินตางๆและน้ําโคลนในหลุมเจาะ ทําใหเกิดคาผิดปกติข้ึนบนกราฟของ SP

3

การไหลเวียนของกระแสไฟฟามีสาเหตุมาจากแรงกระตุนทางไฟฟา (electromotive forces, emf) ในชั้นหินที่ไดจาก

1. ความตางศักยไฟฟาเคมี (electrochemical potential, Ec) เกดิไดใน 2 ลักษณะคือ liquid junction potential และ membrain potential

2. ความตางศักยไฟฟาเชิงกล (electrokinetic potential, Ek) ซึ่งอาจเรียกวา streaming potential หรือ electrofiltrationpotential

4

4.3.1.1 Electrochemical potential, Ec

Liquid junction potential (Elj) หรือ Diffusion potential (Ed) เปนศักยไฟฟาที่เกิดจากความสามารถในการเคลื่อนที่ของอิออนที่แตกตางกัน โดยอาศัยขบวนการซึมผาน (diffusion) ของอิออนผานเยื่อบางๆที่ยอมใหสารไหลผานได (permeable membrane) จากบริเวณที่มีความเขมขนของสารละลายมากไปยังบริเวณที่มีความเข็มขนของสารละลายนอย เนื่องจาก Cl- มีความสามารถในการเคลื่อนที่ไดดีกวา Na+ เพราะขนาดอิออนที่เล็กกวา

ผลจากการเคลื่อนที่ของอิออนทําใหเกิดการไหลของกระแสจากบริเวณที่สารละลายมีความเขมขนนอยไปยังบริเวณที่มีความเขมขนมาก เรียกปรากฏการณนี้วา liquid junction effect ในสภาพความเปนจริงของหลุมเจาะ mud filtrate เปนบริเวณที่มีความเข็มขนของสารละลายนอยเมื่อเปรียบเทียบกับความเขมขนของสารละลายที่อยูในชั้นหิน

5

คาความตางศักยจะมีคามากหรือนอยข้ึนอยูกับคาความแตกตางของความเขมขนของสารละลายระหวาง mud filtrate และ ในชั้นหิน ซึ่งสามารถคํานวณไดจากสมการ

เมื่อ Kd = คาคงที่ข้ึนกับอุณหภูมิRmf = คาความตานทานไฟฟาของ mud filtrateRw = คาความตานทานไฟฟาของน้ําในชั้นหิน

(formation water)

w

mfdd R

RKE log=

6

Membrane potential (Esh) เปนศักยไฟฟาที่สัมพันธกับการเคลื่อนตัวของอิออนผานชั้นบางๆ ที่มีความแตกตางของความเขมขนของอิออนที่เกิดขึ้นภายในหินดินดาน ซึ่งเนื่องมาจากลักษณะโครงสรางที่เปนชั้นของแรดิน (claymineral) และประจุไฟฟาในแตละชั้น O2- ซึ่งเปนอิออนที่อยูผิวดานนอกสุดของแรดินไปดึง Na+ จากน้ําที่กักเก็บอยูในชั้นหินซึมน้ําไดซึ่งมีความเขมขนของสารละลายมากผานชั้นหินดินดานและไหลไปยังน้ําโคลนในหลุมเจาะซึ่งมีความเขมขนของสารละลายนอย ทําใหเกิดการไหลของกระแสไฟฟาขึ้น

ความเขมของความตางศักยที่เกิดจากการไหลของกระแสไฟฟานี้สามารถนําไปหาความสัมพันธกับความตานทานไฟฟาไดดวยสมการ

เมื่อ Ksh = คาคงที่ข้ึนกับอุณหภูมิw

mfshsh R

RKE log=

7

คาความตางศักยไฟฟาเคมี (Ec) ซึ่งเปนผลรวมของ liquidjunction potential และ membrane potential เปนไปตามสมการ

โดยที่

เมื่อ T = อุณหภูมิ

w

mfcc R

RKE log=

CFmljc OO TTKKE 24.065133.060 +=+=+=

8

4.3.1.2 Electrokinetic potential Ek

ความตางศักยไฟฟาเชิงกล เกิดขึ้นจาก 2 ลักษณะ ลักษณะแรกเรียกวา ความตางศักยไฟฟาเชิงกล Emc เกิดขึ้นใน

บริเวณที่น้ําโคลนแทรกเขามาในชั้นหินซึมน้ํากับ mud cake เนื่องจากการไหลของ mud filtrate ผาน mud cake เขาไปในชั้นหินซึมน้ํา คาความตางศักยไฟฟาเชิงกลลักษณะนี้ข้ึนอยูกับความแตกตางของความดันระหวางในหลุมเจาะและ บริเวณ virgin zone

คาความตางศักยไฟฟาเชิงกล Emc ในธรรมชาติวัดไดยากมากเนื่องจากมีคานอย แตอยางไรก็ดีสามารถประมาณไดจากสมการ

เมื่อ ∆P = คาความแตกตางของความดันระหวางในหลุมเจาะและในชั้นหิน, psi

Rmc = คาความตานทานไฟฟาของ mud cake, ohm-mTmc = ความหนาของ mud cake, inf = คาการสูญเสียน้ําของน้ําโคลน, cc/30 min

ftRPE mcmcmc ..04.0 ∆≈

9

ลักษณะที่สองเรียกวา ความตางศักยไฟฟาเชิงกล Esb เกิดขึ้นในบริเวณชั้นหินดินดานที่ไมซึมน้ํากับน้ําโคลนในหลุมเจาะ โดยการแทรกตัวของ mud filtrate เขาไปในชั้นหินดินดาน

คาความตางศักยไฟฟาเชิงกล (Ek) ซึ่งเปนผลรวมของ ความตางศักยไฟฟาเชิงกล Emc และ ความตางศักยไฟฟาเชิงกล Esb ข้ึนอยูกับปจจัยหลายประการ เชน คาความแตกตางของความดัน อัตราการไหลผานของ mud filtrate หรือ คาความตานทานไฟฟาของ mud filtrate

10

4.3.1.3 Total potential

ความตางศักยรวม (Total potential) ซึ่งเปนผลรวมของความตางศักยไฟฟาเคมี (Ec) และ ความตางศักยไฟฟาเชิงกล (Ek) แตจากการศึกษาพบวา คา Ek มีคาที่นอยมากเมื่อเทียบกับ Ec โดยเฉพาะอยางยิ่งในบริเวณที่น้ําในชั้นหินมีคาความเค็มสูง (คาความตานทานไฟฟานอยกวา 0.1 โอหม-เมตร) และความแตกตางของความดันมีคาไมมาก (ประมาณ 200-300 psi หรือนอยกวา) สามารถที่จะไมนํา คา Ek มารวมคํานวณได

11

แตอยางไรก็ดี คา Ek จะเริ่มมีผลกับคาความตางศักยรวมเมื่อมีความผิดปกติของคาความแตกตางของความดันหรือในบริเวณที่มีคาคาสัมประสิทธิ์ความซึมไดต่ํามาก

ในสภาวะโดยทั่วไป ผลรวมของความตางศักยที่เรียกวา StaticSP (SSP) สามารถคํานวณจากสมการ

( )w

mfF R

RTSSP O log133.060 +−=

12

คา SSP เปนการวัดคาความตางศักยไฟฟาสูงสุดเปรียบเทียบกับความตางศักยไฟฟาที่เกิดขึ้นในชั้นหนิดินดาน เนือ่งจากภายในชั้นหินดินดานซึ่งไมมีการไหลของกระแสไฟฟา คาความตางศักยไฟฟาจึงมีคาคงที่ คา SSP ในชั้นหินดินดานจึงกําหนดใหมีคาเทากับ 0 เรียกความตางศักยไฟฟาในชั้นหินดินดานวา Shale baseline แตเมื่อมีรอยสัมผัสกับชั้นหินซึมน้ํา จะมีการไหลของกระแสทําใหเกิดความตางศักยไฟฟาข้ึน สามารถวัดคา SP ได

คา SP ที่เปน peak ที่มีคานอยกวา SSP เรียกวา Pseudostaticpotential หรือ PSP ซึ่งจะขึ้นอยูกับความหนาของชั้นหิน คาความตานทานไฟฟาของ invaded และ virgin zones ความลึกของ invasion ปริมาณของแรดิน เปนตน

13

4.3.2 Shape of SP curves

การวัดคา SP เปนการวัดคาการเปลี่ยนแปลงศักยไฟฟาที่เกิดขึ้นในหลุมเจาะอันเนือ่งมาจากมีการไหลของกระแสไฟฟาผานของเหลวที่ไมนําไฟฟาในหลุมเจาะ

14

เมื่อชั้นหินทรายวางตัวอยูระหวางหินดินดาน และมีคาความเค็มของน้ําในชั้นหินทรายมากกวาของ mud filtrate ทิศทางการไหลของกระแสไฟฟาจาก mud filtrate ไปยังน้ําในชั้นหิน ดังนั้นบริเวณที่เปนชั้นหินทราย SP จะมีคาเปนลบเมื่อเทียบกับหินดินดาน เรียกคา SP นี้วา normal SP

ถาคาความเค็มของ mud filtrate มีคามากกวาของน้ําในชั้นหินทราย กระแสไฟฟาจะไหลกลับทิศทาง ซึ่งในกรณีนี้บริเวณที่เปนชั้นหินทราย SP จะมีคาเปนบวก เมื่อเทียบกับหินดินดาน เรียกคา SP นี้วา reverse SP คาบวกมักพบในชั้นหินที่มีสะสมตัวในบริเวณที่เปนน้ําจืด

ถาคาความเค็มของ mud filtrate มีคาเทากับของน้ําในชั้นหินทราย จะไมมีการไหลของกระแสไฟฟา ดังนั้นบริเวณที่เปนชั้นหินทรายจะไมมีการเบี่ยงเบน

15

ความชัดเจนของกราฟของ SP ที่รอยสัมผัส ข้ึนกับรูปรางและลักษณะการไหลของกระแสไฟฟาที่รอยสัมผัส ลักษณะการไหลของกระแสไฟฟามีความสัมพันธกับคาความตานทานกระแสไฟฟาสัมพัทธของน้ําโคลน ชั้นหินซมึน้ําได ชัน้หินดินดาน ขนาดเสนผาศูนยกลางของหลุมเจาะ และความลึกของ invasion

ทิศทางการไหลของกระแสไฟฟาพยายามที่จะไหลไปยังบริเวณที่มีคาความตานทานไฟฟานอยที่สุด เมื่ออัตราสวนของคาความตานทานไฟฟาของชั้นหินกับของน้ําโคลนมีคาสูง กระแสไฟฟาจะมีการกระจายตัวออกไปมาก ทําใหเกิดการไหลของกระแสไฟฟาในหลุมเจาะเปนทางยาว การกําหนดรอยสัมผัสของชั้นหินจึงทําไดยาก ในขณะที่อัตราสวนของคาความตานทานไฟฟาของชั้นหินกับของน้ําโคลนมีคาต่ํา การกําหนดตําแหนงของรอยสัมผัสของชั้นหินจะทําไดงายขึ้น

16

ความชันของกราฟของ SP ที่ระดับใดๆ เปนสดัสวนกับความเขมของ กระแสไฟฟาที่ไหลในน้ําโคนในหลุมเจาะที่ระดับนั้นๆ ความเขมของกระแสไฟฟาในน้ําโคลนมีคามากที่สุดที่รอยสัมผัสของชั้นหินซึมน้ําได ซึ่งใหคาความชันมากที่สุด

4.3.3 Factors influencing the SP curve

ลักษณะกราฟของ SP และคาผิดปกติที่เกิดขึ้น ข้ึนอยูกับหลายปจจัย การนําเอาคา SP ไปใชจึงตองมีความระมัดระวัง ปจจัยตางๆไดแก

17

1. ความหนาของชั้นหินซึมน้ําได

SP วัดการเพิ่มขึ้นหรือลดลงของความตางศักยไฟฟาที่เกิดเนื่องจากการไหลของกระแสไฟฟาในน้ําโคลน คาความเขมของ SP ที่มีคาสูงเทากับ SSP บอกถึงความตานทานการไหลของกระแสไฟฟาของชั้นหินมีคานอยมากเมื่อเปรียบเทียบกับน้ําโคลน ซึ่งเปนจริงไดเมื่อชั้นหินมีความหนาพอ ชั้นหินที่มีความหนานอยมากจะไมสามารถทําใหเกิดกระแสไฟฟาไดอยางสมบูรณ ดังนั้น SP มีคาลดลงเมื่อความหนาของชั้นหินลดลง

18

2. ความตานทานไฟฟาของชั้นหินซึมน้ําไดและความตานทานไฟฟาของ mud filtrateในบริเวณ virgin zone อัตราสวนของ Rt/Rm มีคาเพิ่มขึ้น ทําให

SP มีคาลดลง ทําใหรอยสัมผัสของหินสังเกตไดยากขึ้น บริเวณที่มีสารไฮโดรคารบอนจะไปลดคา SP ในชั้นหินดินดานคา SP เพิ่มขึ้นตามอัตราสวนของ Rsh/Rm ใน invaded zone คา SP เพิ่มขึ้นตามอัตราสวนของ Rxo/Rm

3. ความลกึของชั้น invasion

SP มีคาลดลงเมื่อ invasion zone ลึกมากขึ้น

19

4. เสนผาศูนยกลางของหลมุเจาะ

SP มีคาลดลงเมื่อขนาดของเสนผาศูนยกลางของหลุมเจาะมีขนาดใหญข้ึน

5. ความตานทานไฟฟาของชั้นหินดินดาน

ชั้นหินที่มีหินดินดานปนอยู จะไปลดความสามารถในการวัดคา SP ซึ่งชวยใหสามารถตรวจสอบสัดสวนปริมาณของหินดินดานในชั้นหินได หากวามีชั้นหินทรายสอาดที่มีคาความเค็มของน้ําในชั้นหินเทากันเปนตัวเปรียบเทียบ

20

6. สารประกอบไฮโดรคารบอน

เนื่องจากสารประกอบไฮโดรคารบอนที่อยูในชัน้หินจะไปลดความสามารถในการวัดคา SP การนําเอาคา SP ไปใชในการคํานวณคา Rw จึงตองเลือกเอาเฉพาะคา SP ที่วัดจากบริเวณที่ไมมีสารประกอบไฮโดรคารบอนอยูในชั้นหิน

4.3.4 Irregular anomaly of SP curves

21

4.3.4.1 Highly resistivity formations or tightformationในชั้นหินบางบริเวณ คาความตานทานไฟฟามีคาสูงมาก ยกเวน

บริเวณที่เปนชั้นหินน้ําซึมผานไดและชั้นหินดินดาน บริเวณที่มีคาความตานทานไฟฟาสูงเหลานี้ ทําใหเกิดการการกระจายตัวของกระแสไฟฟา มีแนวโนมที่จะไหลลึกเขาไปในชั้นหินเนือ้แนน มีผลตอรูปรางของกราฟของ SP

กระแสไฟฟาจะมีการไหลออกหรือไหลเขาไปในหลุมเจาะเฉพาะบริเวณที่ชั้นหินน้ําซึมผานไดที่มีคาความตานทานไฟฟาต่ําหรือบริเวณชั้นหินดินดานที่ทําหนาที่เปนทางผานของกระแสจากชั้นหินน้ําซึมผานไดกลับเขาไปยังน้ําโคลนในหลุมเจาะและกลับเขามายังชั้นหินน้ําซึมผานไดอีกครั้ง เนื่องจากกระแสไฟฟาซึ่งไหลอยูในชั้นหินดินดานมีคาคงที่ ดังนั้นอัตราการเปลี่ยนแปลงของความตางศักยไฟฟาจึงมีคาคงที่ ทําใหกราฟของ SP มีความชันที่คงที่ รอยสัมผัสของชั้นหินเนื้อแนนจึงกําหนดตําแหนงไดยาก

22

4.3.4.2 Shale baseline shifts

การเคลื่อนของ shale baseline เกิดขึ้นไมบอยนัก ในบางหลุมเจาะจะสังเกตเห็นการเคลื่อนของ shale baseline อาจมีสาเหตุมาจากน้ําในชัน้หินสองชั้นที่มีความแตกตางของคาความเค็มและชั้นดินดานที่เปนตัวกั้นชั้นหินสองชั้นนี้ไมเปน ‘perfect cationic membrane’ หรือน้ําในชั้นหินมกีารเปลี่ยนแปลงคาความเค็มอยูในชัน้หินชั้นเดียว ทําใหการกําหนด shale baseline และ SSP ทําไดยาก

23

ในกรณีที่ไมมีชั้นหินดินดานเปนตัวแบงชั้นน้ําที่มีความเค็มตางกัน ก็อาจมีการเคลื่อนของ shale baseline ซึ่งในกรณีนี้กราฟของ SP ไมแสดงคาผิดปกติในบริเวณที่มีการเปลี่ยนแปลงความเค็ม แตจะมีคาผิดปกติบนกราฟของ SP ที่รอยตอบนและลางของชั้นหินน้ําซึมผานได ซึ่งคาผิดปกติมีคาแตกตางกันมาก อาจมีความแตกตางกันในลักษณะของขั้วได

ถาคาความเค็มของ mud filtrate มีคาอยูระหวางคาความเค็มของน้ําในชัน้หินสองชั้น ในกรณีที่ชั้นหินน้ําซึมผานไดไมมีหินดินดานปนและชั้นหินน้ําซึมผานไดและหินดินดานในบริเวณใกลเคียงมีความหนามากพอ การผิดปกติบนกราฟของ SP ที่รอยสัมผัสทั้งสองเปน SSP ที่สอดคลองกับน้ําในชั้นหินที่มีความแตกตางกัน

24

25

4.3.4.3 SP anomalies relative to inversion conditions

ในกรณีที่ชั้นหินทรายที่มีคาความเค็มของน้ําในชั้นหินและคาสัมประสิทธิความซึมน้ําไดสูง และถูกแทรกซึมดวย mudfiltrate ที่มีความหนาแนนและความเค็มนอยเมื่อเทียบกับน้ําในชั้นหิน อาจมีการไหลของ mud filtrate ข้ึนไปยังรอยตอดานบนของชั้นหิน และไมมีการสะสมตัวของ mud filtrate ในตอนลางของชั้นหินน้ําซึมผานได

ดังนั้นความลึกของ invasion zone จะมีคานอยมากในบริเวณรอยตอดานลางของชั้นหิน และลึกมากที่รอยตอดานบนของชั้นหิน ทําใหคาผิดปกติของ SP มีคานอยในบริเวณสวนบนของชั้นหินเนื่องมาจาก invasion ที่ลึกมาก

26

สวนในบริเวณที่เปนชั้นหินดินดานมีความหนานอยวางตัวอยูระหวางชั้นหินน้ําซึมผานไดที่มีความหนามาก จะเกิดลักษณะฟนเลื่อย (saw-tooth) ข้ึน ใตบริเวณดังกลาวคาผิดปกติของ SP มีคานอยกวา SSP และที่เหนือบริเวณดังกลาวคาผิดปกติของ SP มีคามากกวา SSP คาผิดปกตินี้เกิดเนือ่งจากการสะสมตัวของ mud filtrate ใตชั้นหินดนิดานนัน่เอง

27

4.3.5 Recognition of sandstone depositionalenvironmentsกราฟของ SP ที่วัดจากชั้นหินทรายจะใหลักษณะที่สามารถบง

บอกถึงรอยสัมผัสบนและลางของชั้นหิน ลักษณะการแทรกสลับของชั้นหิน และการกระจายตัวของขนาดของเม็ดตะกอน รอยสัมผัสระหวางชั้นหินดินดานและชั้นหินทรายที่เดนชัดจะแสดงลักษณะการเปลี่ยนแปลงคาความตางศักยไฟฟาอยางชัดเจนดวย การแทรกสลับของชั้นหินดินดาน ชั้นหินดินดานปนทราย

28

ในชั้นหินทรายจะแสดงใหเห็นไดจากลักษณะของกราฟของ SP แบบฟนปลา (serrated) เนื่องจากคา SP ไดรับผลกระทบอยางมากจากการเปลี่ยนแปลงปริมาณหินดินดานในชั้นหิน ทําใหการบอกถึงลักษณะการกระจายตัวของเม็ดตะกอนทําไดยากข้ึน กราฟของ SP ที่วัดจากบริเวณที่เปนหินทรายอาจสามารถแปลความหมายในลักษณะของการลดขนาดของตะกอนขึ้นดานบน (fining upward) หรือ การเพิ่มขนาดขึ้นดานบน (coasening upward)

รูปรางพื้นฐาน 4 แบบของกราฟของ SP ที่วัดไดจากชั้นหินทราย ไดแก รูประฆัง (bell) รูปทรงกระบอก (cylinder) รูปกรวย (funnel) และ รูปไข (egg) ซึ่งทําใหสามารถแปลความหมายถึงรูปรางภายนอก ลักษณะเนื้อหิน และสภาพแวดลอมการเกิด อยางไรก็ดีการใชเพียงกราฟของ SP ในการแปลความหมายอาจมีความผิดพลาดไดงาย จึงควรที่จะใชประกอบกับขอมูลอ่ืนๆ เชน หินโผล แทงหินจากหลุมเจาะ เปนตน

29

30

ในการวิเคราะหถึงสภาพแวดลอมของการเกิดของชั้นหิน กราฟของ SP มักใชรวมกับกราฟของความตานทานไฟฟา โดยปกติกราฟของความตานทานไฟฟา จะเปนรูปกลับในกระจกของกราฟของ SP แตมีรายละเอียดมากกวา เนื่องจากวา resistivity มีผลกระทบจากการเปลี่ยนแปลงคาความพรุนในชั้นหินดวย resistivity ยังใชในการจําแนกชั้นถาน ชั้นหินปูนเนื้อแนน ซึ่งจําแนกออกจากชั้นหินดินดานใน กราฟของ SP ไดยาก

31

สภาพแวดลอมของสะสมตัวใน distributary channel อาจพบลักษณะของรอยสัมผัสแบบไมตอเนื่องที่ชัดเจนบริเวณสวนลางของชั้นหิน อาจแสดงลักษณะการลดขนาดของตะกอนขึ้นดานบน หรือแสดงรอยสัมผัสแบบตอเนื่องที่สวนบนของชั้นหิน ลักษณะของ SP curve อาจแสดงลักษณะรูปรางแบบรูประฆัง หรือรูปทรงกระบอก ในบริเวณอาวปดชั้นหินอาจใหลักษณะของ SP curve แตกตางกันไป

สวนบริเวณ Barrier island และ marine bars จะใหลักษณะของกราฟของ SP ที่ตรงขามกับใน channel ทําใหไดลักษณะที่เปนรูปกรวย บริเวณที่เปน pro-delta จะไดกราฟของ SP ที่อยูใกลกับ shale base line แตในสวนที่เปน regressive sands ใน delta front อาจไดลักษณะของกราฟของ SP รูปฟนปลา

32

การสังเกตลักษณะของหินตะกอนพบวา วงจรการสะสมตัวของตะกอนสามารถจําแนกไดโดยอาศัยลกัษณะรูปรางของกราฟจาก SP และ short-normal device ออกเปน 6 ลักษณะคือ1. regressive sand2. transgressive sand3. channel-fill sand bar4. turbidite5. constructive delta

1. Regressive sedimentary pattern

ใน regressive sequence เม็ดตะกอนจะมีขนาดเพิ่มขึ้นทางดานบน regressive sand bars เกิดหางออกไปจากบริเวณ constructional delta deposits

33

การพัฒนาของ regressive sequence เริ่มจาก1. Basal shale สะสมตัวในบริเวณที่มีพลังงานต่ําที่มีสภาพแวดลอมแบบทะเลลึก เมื่อระดับน้ําทะเลตื้นขึ้น มีการเปลี่ยนสภาพแวดลอมของการสะสมตัวของตะกอน ขนาดของเม็ดตะกอนเริ่มมีขนาดใหญข้ึนทางตอนบน

34

2. Well-sorted sand พัฒนาขึ้นในบริเวณที่เปนชายผั่ง อาจมีการแทรกสลับดวย silt และ shale แตพวก clean sand ยังเปนชั้นหินหลัก กราฟของ SP แสดงลักษณะของ thin finger ที่บงบอกถึงลักษณะที่เปนชั้นบางๆแทรกสลับกันของชั้นหิน

3. สวนบนสุดของ clean sand สะสมตัวในบริเวณที่มีพลังงานสูง ไดคา SP ที่เปน positive

4. การเกิด transgressive sequence เปนตัวจํากัดการพัฒนาของ regressive sequence ทําใหเกิดรอยสัมผัสระหวางชั้น cleansand และ neritic (marine) shale

35

2. Transgressive sand

การเกิด transgression เปนผลมาจากการสูงขึ้นของน้ําทะเล สวนลางของชั้นหินเปนตะกอนหยาบที่มีการคัดขนาดดีและอาจมีการหยุดของขนาดของตะกอนอยางทันทีทันใด การสูงขึ้นของน้ําทะเลทําใหเกิดการซ้ําๆกนัของชั้นหินที่มาสะสมตัวจากตะกอนหยาบตอนลางเปลี่ยนเปนตะกอนขนาดละเอียดที่มีการคัดขนาดไมดี

การแทรกสลับกันของชั้นหินทรายและหินตะกอน ทําใหเกิดลักษณะของกราฟของ SP ที่มี amplitude ลดลงขึ้นดานบน ในบริเวณ transgressive ที่สัมพันธกับ sand bars ลักษณะของชั้นหินจะผกผันชั้นหินของบริเวณ regressive

36

3. Channel-fill sand bar

Channel-fill sand bar เกิดในขบวนการทางน้ํา โดยที่ channel-fill หรือ valley-fill เกิดการยายตําแหนงของรองน้ํา ทําใหสามารถสังเกตเห็นลักษณะสําคัญ 2 ลักษณะคือ distributarychannel-fill และ point bar-buildup

Distributary channel-cut and fill แสดงลักษณะของการเปลี่ยนแปลงของเม็ดตะกอนจากบริเวณตอนกลางของรองน้ําซึ่งกระแสน้ํามีความเร็วสูง และที่ขอบของรองน้ําที่กระแสน้ํามีความนอยกวา ดังนั้น ตอนกลางของรองน้ําจึงมีเม็ดตะกอนขนาดใหญ กราฟของ SP ที่ไดจากบริเวณนี้ อาจเปนรูปทรงกระบอก สวนที่ขอบของรองน้ําอาจแสดงลักษณะของกราฟของ SP แบบนิ้วมือ

37

Alluvial point bar channel build-up แสดงลักษณะที่ชั้นหินวางตัวเกือบอยูในแนวราบ ลักษณะกราฟของ SP แสดงการลดขนาดของตะกอนขึ้นดานบน

4. Turbidite

Turbidite หรือ ตะกอนทีเ่กิดขึ้นในบริเวณที่มีตะกอนมีการเคลื่อนตัวเนือ่งจากแรงโนมถวง สังเกตจากชั้นหินดินดานปนทรายแปงเนื้อแนนจาก กราฟของ SP มีการเปลี่ยนแปลงเปนวงจรของขนาดของเม็ดตะกอนจากขนาดทรายไปเปนทรายแปงและดินในลักษณะของสารแขวนลอย

38

5. Constructive delta

ตะกอนที่เปนแหลงกักเก็บปโตรเลียมสวนใหญสะสมตัวอยูใน delta sequence ตะกอนเหลานี้ไดจากการผุพังของหินอัคนี หินแปร และหินตะกอน ตะกอนเหลานี้ถูกพัดพามาทางแมน้ําและตกสะสมตัวในบริเวณชายฝงและขยายตัวออกไปจนถึงบริเวณที่เปน continental shelves

รูปรางของ delta อาจมีลักษณะเปน cuspate type (Nile river), lobate type (Lafourche), elongate type หรือ bird-foot delta (Mississippi river) ข้ึนอยูกับ ความแรงของคลื่น กระแสน้ําข้ึนน้ําลง และ คลื่นตามแนวชายฝง delta เหลานี้เปน constructive เนื่องจากมีการสะสมตัวของตะกอนกลายเปนแผนดินเพิ่มขึ้นเรื่อยๆ

39

ในกรณีของ lobate ตะกอนดานในสุดที่ไดมาจากการพัดพามาโดย fluvial channel ทําใหเกิดลักษณะการซอนทับกันของ fill-in sand ใน mud และ ooze ของ continental margin กราฟของ SP ไมแสดงลักษณะผิดปกติใดๆ สวน กราฟของ ความตานทานไฟฟา แสดงลักษณะ fining upward ของแตละ channel-fillสวนถัดมาเปน distributary channel ซึ่งสะสมตัวนน้ําทะเล

กราฟของ SP แสดงใหเห็นถึงการสะสมตัวของตะกอนขนาดหยาบที่ไดจาก crevasses ไปจนถึงบริเวณที่เปน channellevees บริเวณที่เปน delta front facies ซึ่งอาจพบสวนที่เปน distributary mouth bar, delta front slope, distal delta front,delta margin fringe ซึ่งจะใหลักษณะของกราฟของ SP ที่แตกตางกันออกไป

40

4.3.6 Limitation

ปญหาตางๆที่พบไดในการประยุกตใช กราฟของ SP ในการศึกษาสภาพแวดลอมของการเกิด เชน

1. ถามีการเปลี่ยนแปลคาความเค็มของน้ําในชั้นหินทราย จนกระทั่งทําใหเกิดลักษณะที่ชั้นหินทรายที่มีน้ําไมเค็มแสดงลักษณะเหมือนชั้นหินดนิดาน

2. เนื่องจาก SSP มีความเกี่ยวของกับคาความแตกตางของความตานทานไฟฟาระหวางน้ําในชั้นหินและ mud filtrate ดังนั้นในการใชน้ําโคลนที่แตกตางกันในในการเจาะหลุมหนึ่งๆ จะมีผลใหเกิดการเปลี่ยนแปลงกราฟของ SP โดยเฉพาะเมื่อ mud filtrate และ น้ําในชั้นหิน มีคาความตานทานไฟฟาเทากัน ทําใหแปลผลวาเปนชั้นหินดนิดาน

41

3. ในบางกรณี อุณหภูมิมีผลตอกราฟของ SP

4. หินทรายที่มีกาซหรือน้ํามัน จะมีผลไปลดคา SP

5. การใชกราฟของ SP รวมกับกราฟของความตานทานไฟฟา จะเหมาะสมเฉพาะกับบริเวณที่เปนชั้นหินทราย-หินดินดานเนื้อแนน แตจะใชไมไดผลดีกับบริเวณที่ชั้นหินเนื้อไมแนนที่มีคาความพรุนมากและมีความเค็มของน้ําในชั้นหินสูง