खनिज तेलक्षेत्राचा विकास

चाचणीसाठी खणलेल्या एखाद्या विहिरीत तेल सापडले म्हणजे त्याचा त्या क्षेत्रात साठा किती आहे ते पाहण्यात येते.त्या क्षेत्रातील पहिल्या विहिरीपासून काही अंतरावर इतर अनेक विहिरी खणण्यात येतात व त्यांच्यात किंवा त्यांच्यापैकी काही विहिरींत तेल मिळाले म्हणजे त्या विहिरींच्या स्थानावरून तेथील तैलाशय केवढ्या क्षेत्रात पसरला आहे, हे कळून येते.

अध:पृष्ठीय भूविज्ञान

तेलाचे उत्पादन करणाऱ्या विहिरी व कोरड्या विहिरी खणताना मिळालेली भूवैज्ञानिक आणि अभियांत्रिकीय माहिती तसेच भूभौतिक व भूरासायनिक सर्वेक्षणाने (पाहणीने) मिळालेली माहिती ही सर्व एकत्र करून अध:पृष्ठीय भूविज्ञान तयार होते.यासाठी शैलकणांचा, आंतरकांचा, कूप–अभिलेखांचा सविस्तर अभ्यास करून निरनिराळ्या प्रकारचे स्तरवैज्ञानिक स्तंभ, भूवैज्ञानिक अनुप्रस्थ छेद, संरचना समोच्चता (सारख्या उंचीचे बिंदू जोडणाऱ्या रेषांनी संरचना दर्शविणारे) नकाशे, पुराभूवैज्ञानिक नकाशे इ.तयार करतात.या माहीतीवरून भूपृष्ठाखालच्या खडकांचे बरेच निश्चित स्वरूप कळते. थरांचे सहसंबंध निश्चित करता येतात व संरचनेची कल्पना येते.त्या क्षेत्रात विषमविन्यास (विषम मांडणी), संलक्षणी बदल इ. स्तरवैज्ञानिक वैशिष्ट्ये असल्यास ती सूचित होतात.वरील प्रकारच्या संशोधनास सर्वांत उपयुक्त साधन म्हणजे कूप–अभिलेख होत. त्यांच्या आधारे मिळणाऱ्या माहितीची अचूकता व सविस्तरपणा सतत वाढतच आहे. याबरोबरच विहिरी अधिकाअधिक खोल खणल्या जात आहेत. वेळोवेळी मिळणाऱ्या या नवीन माहितीवरून नकाशे व छेद सतत सुधारले जात आहेत.जुन्या संकल्पनांत बदल होऊन परिणामी भाकिते जास्त अचूक ठरत आहेत.

कूप-अभिलेखन

विहीर खणली जात असताना किंवा खणल्यानंतर विहिरीत एका खाली एक आढळणाऱ्या खडकांच्या व त्यांतील प्रवाही पदार्थांच्या गुणधर्मांची क्रमवार नोंदणी करणे म्हणजे कूप-अभिलेखन होय. हा समन्वेषणाचा फार महत्त्वाचा टप्पा असल्यामुळे जवळजवळ प्रत्येक विहिरीचे अभिलेखन करावेच लागते. सामान्यत: कुठल्याही विहिरीचे अभिलेखन एकापेक्षा अधिक प्रकारची माहिती वापरून बऱ्याच प्रकारांनी करतात. या माहितीवरून एका अक्षावर विहिरीची खोली व दुसऱ्या अक्षावर विहिरीत आढळणाऱ्या खडकांचे आणि द्रायूंचे काही ठराविक गुणधर्म प्रमाणानुसार नोंदून आलेख तयार करतात. अशा रीतीने आलेखांचा व अभिलेखांचा अभ्यास केला असता भूपृष्ठाखालील खडकांचा आकार, विस्तार, संरचना, संलक्षणी बदल, पार्यता, सच्छिद्रता, खडकांत असणाऱ्या द्रायूंचे गुणधर्म इत्यादींची माहिती मिळते.

छिद्रण अभिलेखन

विहीर खणली जात असताना ती खणणारा कर्मचारी हे अभिलेखन करतो. विहीर वेगाने खणली जात असेल, तर खडक ठिसूळ व संथ गतीने खणली जात असेल, तर तो कठीण व दृढ असतो, हे कर्मचाऱ्यांना माहीत असते. अभिलेखन करताना खडकांचे वाळू, चुना, माती, घट्ट किंवा कठीण दगड असे ढोबळ वर्णन ते करतात. अशा अभिलेखांवरून महत्त्वाची भूवैज्ञानिक माहिती मिळत नाही, परंतु या अभिलेखांचा उपयोग कर्मचाऱ्यांना बराच होतो.

छिद्रण वेग अभिलेखन

(छिद्रण वेळाचे अभिलेखन). विहीर खणली जात असताना छिद्रणाचा वेग वेळोवेळी कसकसा बदलतो याची नोंद करून हा अभिलेख तयार करतात. सुटी वाळू, माती, गाळवटी खडक, शेल यांसारख्या ठिसूळ खडकांत छिद्रण वेगाने होते. या उलट बेसाल्ट वगैरेंसारख्या घट्ट व कठीण अग्निज खडकांत ते मंद गतीने होते. छिद्रणाच्या वेगाने होणारे बदल व भूपृष्ठाखालील खडकांचे प्रकार हे स्थूलमानाने परस्परावलंबी असतात. ठराविक वेळात, म्हणजे प्रत्येक पाच किंवा दहा मिनिटांनंतर किती खोल वेधन झाले, याची छिद्रण करणारे कर्मचारी नोंद ठेवतात व त्यांवरून छिद्रणाचा वेळ आणि खोली यांचा आलेख या प्रकारात काढतात.

खडकांच्या चुऱ्याचे अभिलेखन

विहीर खणत असताना तिच्यातून बाहेर पडत असणाऱ्या खडकांच्या बारीक तुकड्यांचे व चुऱ्याचे निरीक्षण करून हा अभिलेख तयार करतात.खडकांचा चुरा छिद्रणातील वापरण्यात येणाऱ्या चिखलाबरोबर बाहेर येतो. तो चाळणीवर पसरून धुऊन त्यातील चिखल बाजूला करतात. मग चुरा वाळवून त्यातील खडकांच्या तुकड्यांचे परीक्षण करतात.सामान्यत: ठराविक वेळाने किंवा ठराविक खोलीवर चुरा गोळा करतात. तसेच छिद्रणाच्या गतीमध्ये फरक पडल्यानंतरही लगेच चुरा गोळा करतात कारण यावेळी खडकांच्या प्रकारांत फरक पडतो. चुऱ्यातील खडकांच्या तुकड्यांचे नुसत्या डोळ्यांनी किंवा सूक्ष्मदर्शकाने परीक्षण करतात. यावरून ज्या खडकांचा चुरा बाहेर पडतो त्यांच्याबद्दल बरीच सविस्तर, सूक्ष्म व निश्चित माहिती मिळते. चुऱ्यातील खडकांचा रंग, कणांचा आकार, त्यांत असणारी खनिजे, त्यांचा अणकुचिदारपणा, गोलाई, पोत इत्यादींचे वर्णन करून खडक कोणत्या प्रकारचा आहे, हे सांगता येते.छिद्रण एका प्रकारच्या खडकातून दुसऱ्या प्रकारच्या खडकात जाते तेव्हा बहुधा चुऱ्यामध्ये दोन्ही प्रकारच्या खडकांच्या तुकड्यांचे मिश्रण असते. अशा वेळी चुऱ्यातील घटकांचे प्रमाण काढतात. दोन्ही प्रकारच्या खडकांच्या चुऱ्यांची भेसळ होत असल्यामुळे कुठल्या खोलीवर खालचा खडक सुरू झाला, ते अगदी निश्चित सांगता येत नाही. अंदाजाने काढलेल्या खोलीमध्ये म्हणजेच खडकांच्या प्रत्यक्ष जाडीमध्ये सु.१–१·५ मी.चा फरक पडू शकतो. जास्त जाडीच्या खडकात यामुळे विशेष फरक पडत नाही, पण काही सेंमी. जाडीच्या थरांचे स्थान व त्यांची जाडी निश्चित करणे कठीण असते.दुसरे म्हणजे बाहेर पडणारा चुरा हा ठराविक खोल जागी असणाऱ्या खडकांचाच प्रातिनिधिक आहे, हे निश्चित करावे लागते.

आंतरक अभिलेखन

विहिरीतून बाहेर काढण्यात आलेल्या खडकांच्या आंतरकांचे परीक्षण करून  हा अभिलेख तयार करतात. निरनिराळ्या अभिलेखांपैकी आंतरक अभिलेख हा सर्वांत खात्रीलायक व निश्चित स्वरूपाचा असतो. विहिरीच्या भूपृष्ठावरील मुखापासून ते तिच्या अगदी तळापर्यंतचे सर्वच्या सर्व खडक आंतरकांच्या स्वरूपात सलग बाहेर काढले जातात. यामुळे तळापासून वरपर्यंतच्या खडकांचा स्तरवैज्ञानिक स्तंभ प्रत्यक्षच मिळतो. आंतरक बाहेर काढण्यासाठी विशेष प्रकारची छिद्रणाची यंत्रसामग्री वापरावी लागते.आंतरक बाहेर काढताना छिद्रणाचे काम बंद करून संपूर्ण छिद्रकमालिका वर घेऊन बाहेर काढावी लागते. छिद्रणाच्या नळांतून आंतरक बाहेर काढल्यावर मालिका पूर्ववत जोडून परत विहिरीत खाली सोडावी लागते व मगच छिद्रणाला पुन्हा सुरुवात करता येते आणि असा कार्यक्रम सामान्यत: दर ६ ते १० मी. जाडीचे छिद्रण झाल्यावर परत परत करावा लागतो. सामान्यत: १० मी. पेक्षा अधिक लांबीचा आंतरक मालिकेत ठेवून पुढील छिद्रण करणे शक्य नसते म्हणून इतकी जाडी होण्यापूर्वी आंतरक बाहेर काढावे लागतात. आंतरकाची सूक्ष्म व सविस्तर पाहणी प्रयोगशाळेत करून त्यावरून आंतरक अभिलेख तयार करतात.

विद्युत् अभिलेखन

हा विहिरीत आढळणाऱ्या खडकांच्या विद्युत् गुणधर्मांची मोजणी करून तयार केलेला अभिलेख असतो. या पद्धतीत खडकांची विद्युत् रोधकता, स्वयंस्थितिवर्चस् (नैसर्गिक विद्युत् स्थिती) यांसारख्या गुणधर्मांची मोजणी करतात. या गुणधर्मांची नोंद एका आलेखावर यंत्राच्या साहाय्याने सलग पद्धतीने केली जाते.विद्युत् अभिलेखन करताना खणण्याचे काम बंद करतात. विहीर छिद्रणपंकाने (छिद्रण करताना निर्माण झालेल्या चिखलाने) भरलेली असते. त्यात विद्युत् वाहक तारेला जोडलेले विद्युत् अग्र सोडतात. ही तार सु. १–१·५ मी. व्यासाच्या रिळावर गुंडाळलेली असते.ज्याप्रमाणे रहाटाचा उपयोग करून बादली विहिरीत सोडतात त्याप्रमाणे रीळ फिरवून विद्युत् अग्र हळूहळू विहिरीत सोडतात.रीळ व विद्युत् गुणधर्म अपोआप मोजणारी यंत्रणा एका ट्रकवर बसविलेली असते. विद्युत् अग्र विहिरीच्या तळाशी पोहोचल्यावर तार हळूहळू विहिरीबाहेर वर ओढण्यात येते. यावेळी विद्युत् गुणधर्म मोजण्यात येतात. विद्युत्

अग्राच्या सान्निध्यात असणाऱ्या खडकाचे गुणधर्म आलेखावर रेखाटले जातात.जसजसे विद्युत् अग्र वरवर जाते तसतसा खडकांची भूपृष्ठापासूनची खोली व त्याठिकाणी असणारा विद्युत् गुणधर्म यांचा सलग आलेख यंत्रांच्या साहाय्याने ट्रकमध्ये ठराविक वेगाने फिरणाऱ्या आलेखपत्रावर तयार होतो. खडकांच्या गुणधर्मांनुसार आलेखातील वक्रात लक्षात येण्याइतके फरक पडतात. या फरकांवरून खडकांचे प्रकार, त्यांची जाडी, सच्छिद्रता, पार्यता, त्यांच्यात असणारे पाणी, वायू आणि तेल यांसारखे द्रायू इत्यादींबद्दल अंदाज करता येतात. विद्युत् अभिलेखाचे रोधकता, स्वयंस्थितिवर्चस् सूक्ष्म अभिलेख, पार्श्विक अभिलेख, प्रवर्तन अभिलेख इ. प्रकार आहेत.विद्युत् अभिलेख आणि प्रत्यक्ष वर्णनावरून तयार केलेला स्तरवैज्ञानिक स्तंभ यांचा दगडी कोळशाकरिता मिळविलेला नमुना आ. ३ मध्ये दर्शविला आहे. खनिज तेल सामान्यत: सच्छिद्र वालुकाश्मांत किंवा चुनखडक अथवा शेल यांच्याखाली आढळते.

पंक अभिलेखन

छिद्रणाच्या वेळी विहिरीतून बाहेर पडणाऱ्या सूक्ष्म चिखलाच्या गुणधर्मांच्या मोजणीवरून केलेला हा अभिलेख असतो. छिद्रण चालू असताना चिखलाच्या विशिष्ट गुरुत्व, श्यानता इ. गुणधर्मांची वरचेवर मोजणी करावी लागते. छिद्रणाच्या भोकात असलेल्या चिखलाच्या वजनामुळे निर्माण होणारा दाब आणि खोल जागी असणाऱ्या खडकातील दाब हे दोन्ही संतुलित ठेवणे हे एक अत्यंत महत्त्वाचे काम असते. यासाठी छिद्रणाच्या पाणी व चिखल यांच्या मिश्रणात आवश्यक ती रसायने टाकून त्यांच्या गुणधर्मांत योग्य ते बदल घडवून आणावे लागतात. छिद्रण चिखलाचा दाब आशय शैलाच्या दाबापेक्षा कमी असल्यास खनिज तेलाचे फवारे जोराने विहिरीबाहेर उडू लागतात व त्याचे नियंत्रण करण्याची ताबडतोब व्यवस्था न केल्यास परिस्थिती आटोक्याबाहेर जाऊन नुकसान होते. उलट चिखलाचा दाब आशय शैलाच्या दाबापेक्षा जास्त असला, तर चिखल खडकातील तेलास बाजूला सारून त्यातील छिद्रांत घुसतो. त्यामुळे खडकांच्या सच्छिद्रतेवर व पार्यतेवर विपरीत परिणाम होतो व तेल बाहेर निघण्यास अटकाव होतो. म्हणून छिद्रणाच्या चिखलाच्या गुणधर्मांवर सारखे लक्ष ठेवून अभिलेखन करणे जरूर असते. तसेच विहिरीतून बाहेर पडणाऱ्या चिखलात खनिज तेलाचा अंश येतो आहे किंवा नाही, यावरही लक्ष ठेवावे लागते.

नतिमापक अभिलेखन

विहिरीतील खडकांची नती (कल वा उतार) मोजून केलेला अभिलेख. खडकांची नती नतिमापकाने मोजतात. नत्यांमधील फरकांवरून खडकांना घड्या पडल्या असल्यास त्या समजून येतात. त्यावरून तेलाचे साठे असणारे खडक कशा प्रकारे पसरले असतील, याचा अंदाज येतो. घड्या पडलेल्या संरचनांव्यतिरिक्त विसंगती व वालुकाश्माचा आकार शोधून काढण्यास या अभिलेखांची मदत होते.

दिशामापक अभिलेखन

विहीर खणली जात असताना तिची खणण्याची दिशा मोजून हा अभिलेख तयार करतात. सामान्यत: ३०० मी. खोलीपर्यंत विहीर लंब असते, असे गृहीत धरण्यात येते.ती जसजशी अधिक खोल खणली जाते तसतशी ती ओळंब्यात आहे किंवा नाही हे पहावे लागते. विहीर तिरपी खणली गेल्यास निरनिराळ्या खडकांची जाडी व त्यांची खोली नक्की किती आहे हे समजणे कठीण होते व एखाद्या ठराविक खोलीपर्यंत पोहोचण्यास अधिक छिद्रण करावे लागते. यामुळे पैसा आणि वेळ यांचा अपव्यय होतो. तसेच विहिरीत जास्त तिरपेपणा आल्यास छिद्रणाचे कामही अवघड होते. हल्ली काही विशिष्ट प्रकारच्या छिद्रणात (उदा., समुद्राच्या पाण्याखालील जमिनीतील तेल शोधण्यासाठी किनाऱ्यावरून करावयाच्या छिद्रणात) तिरपे छिद्रण करीत जातात. अशा वेळी विहीर ठरवून दिलेल्या अंशांनी तिरपी  खणली जात आहे किंवा नाही, हे पाहण्यासाठी छिद्रणाची दिशा मोजून अभिलेख तयार करावा लागतो.

व्यासमापक अभिलेखन

विहिरीच्या भोकाचा व्यास भूपृष्ठापासून तळापर्यंत कसकसा आहे, याच्या मोजणीवरून हा अभिलेख तयार करतात. खणलेल्या विहिरीत धातूच्या नळाचे कवच सिमेंटने पक्के बसविण्यासाठी किती सिमेंट लागेल, हे काढण्यासाठी ही माहिती लागते. कवच व्यवस्थित बसले नाही, तर आशय शैलातून तेल बाहेर वाहून नुकसान होऊ शकते. तसेच विहिरीतून तेलाचे उत्पादन करताना अडचणी निर्माण होतात.

छायाचित्रण अभिलेखन

विहिरीतील खडकांची छायाचित्रे घेऊन अभिलेख तयार करतात. तारेला अडकविलेला कॅमेरा विहिरीत तळापर्यत सोडण्यात येतो. तो वरवर ओढला जात असताना विहिरीतील खडकांची क्रमवार छायाचित्रे घेण्यात येतात. या पद्धतीत नेहमीचा फिल्म-कॅमेरा आणि दूरचित्रवाणी कॅमेरा हे दोन्ही वापरणे शक्य असते. खडकांच्या छायाचित्रांवरून त्यांच्याबद्दल महत्त्वाची भूवैज्ञानिक माहिती मिळते.

कूप-अभिलेखनाच्या वरील पद्धतींशिवाय इतर अनेक भूभौतिक पद्धतींनी अभिलेखन केले जाते. उदा., किरणोत्सर्ग अभिलेखन, तापमान अभिलेखन, तसेच भूरासायनिक व प्रकाशविद्युतीय (प्रकाशाच्या क्रियेने निर्माण होणाऱ्या विद्युत् ऊर्जेवर आधारलेल्या) पद्धतींनीही अभिलेखन करण्यात येते. एकाच विहिरीतील अनेक प्रकारचे अभिलेख एकत्र करून खनिज तेलाच्या शोधासाठी व उत्पादनासाठी बरीच निश्चित स्वरूपाची आणि महत्त्वाची माहिती मिळते. विहीर खणण्याच्या खर्चाच्या मानाने एकदा ती खणल्यावर वरीलपैकी बऱ्याच पद्धतींनी तिचे अभिलेखन करण्यास फारसा खर्च येत नाही. अभिलेखनाच्या वरील निरनिराळ्या पद्धती अधिक सुटसुटीत, निश्चित स्वरूपाची माहिती पुरविणाऱ्या व प्रभावी करण्यासाठी सतत संशोधन चालू आहे.

लेखक : र.पां.आगस्ते ; दि.रा.गाडेकर ; चं.स.टोणगावकर ;अ.ना.ठाकूर ; र.वि.जोशी, ;ह.कृ.जोशी

स्त्रोत : मराठी विश्वकोश