CBIL log: caratterizzazione delle discontinuità

Il Circumferential Borehole Imaging Log (CBIL) è uno strumento ad alta risoluzione in grado di fornire una scansione d’immagine a 360° relative alla circonferenza interna del sondaggio, mediante un trasduttore acustico sorgente-ricevitore in grado di ruotare sul proprio asse ed operante a impulsi ed eco. Il trasduttore ruota e scannerizza l’intera circonferenza del pozzo permettendo di acquisire immagini nitide delle pareti e delineare passaggi litostratigrafici e strutturazioni. L’ampiezza del segnale ricevuto è funzione del contrasto di impedenza acustica tra la formazione e il fango presente nel pozzo. Lo strumento lavora sia in fanghi ad acqua che in fanghi molto conduttivi, a frequenze variabili; nei pozzi di maggior diametro e/o nei pozzi con densi fanghi di circolazione si adottano strumenti a 250 kHz di frequenza.

Descrizione Specifiche

Lunghezza 4,71 m

Diametro 92,1 mm

Range pressione 137 Mpa

Temperatura 204°C

Peso 122,7 kg

Il pozzo esplorativo Grado-1 183

Il CBIL log ha compreso in particolare:
Acoustic radius [crad2]

Normal acoustic amplitude [awins]
Borehole televiewer amplitude [bhta2]. Il CBIL log viene utilizzato comunemente per:

riconoscere e localizzare sottili strati rocciosi o differenziare fitte alternanze di litotipi
evidenziare variazioni tessiturali sedimentologiche e di porosità nelle formazioni (ad es.

vugs, washouts),

rilevare e classificare sistemi di fratture, faglie e unconformities defininendone apertura, direzione ed inclinazione nello spazio (dip formation) o sviluppo tridimensionale

individuare stress naturali e/o indotti dalla perforazione negli ammassi rocciosi oltre che per verificare lo stato di conservazione o usura dei casings o delle pareti del foro.

Discussione

Sul CBIL sono stati riconosciuti diverse discontinuità, di cui, noto l’azimut del CBIL acquisito, sono state ricostruite disposizione spaziale e direzione di immersione. In particolare, ne sono state riconosciute diverse, per tipologia, genesi ed orientamento:

giunti di strato (Figura 5-52): ortogonali all’asse del pozzo e pertanto, date le deviazioni dalla verticale molto contenute, suborizzontali; la distanza tra giunti è stabile a circa 20 cm nel tratto compreso tra 700-726m circa, segue un intervallo meno stratificato (ma decisamente tettonizzato) fino a 790 m di profondità circa dove il passo di stratificazione cambia chiaramente ed i giunti si presentano di nuovo frequenti anche se irregolari nella forma (probabile indice di nodularità e giunti stilolitici?) fino a 830 m, dove l’ammasso roccioso si presenta ancora stratificato ad una scala pluridecimetrica fino a circa 1006 m, anche se in questo ultimo tratto risulta difficile riconoscere i giunti a causa dell’intensa deformazione tettonica; anche le porzioni più profonde sono caratterizzate da un certo mascheramento per effetto della tettonizzazione e dell’alterazione da incarsimento presente nei calcari, tuttavia sembra possibile individuare un corpo nel complesso massiccio ma fittemente stratificato
sistemi di giunti, fratture a basso angolo e fratture coniugate (Figura 5-51): ad

esempio le fratture riscontrate a circa 745 m aventi direzione SSE (immersione a ESE) e direzione WSW (immersione a SSE), o ancora intorno a 1040 m con dislocazioni a direzione E-W e immersione a S e N rispettivamente;

fratture ad alto angolo (subverticali) che intersecano il sondaggio per alcuni metri, anche accompagnate da strutture a petalo (breakouts) indotte dallo stress subito dall’ammasso roccioso durante la perforazione del pozzo stesso;

strutture da incarsimento sviluppatesi lungo piani di fratturazione e giunti: ad esempio, la cavità sviluppatasi in prossimità di frattura allargata (direzione E-W, immersione S) intorno a 785 m (Figura 5-53);

reticoli da dissoluzione (per incarsimento) a prevalente sviluppo verticale con presenza di cavità decimetriche (alcune delle quali presumibilmente caratterizzate da zone di concrezionamento e vuoti.

Sul fondo di una di queste cavità, tra 1101-1104 m di profondità e pertanto in prossimità dell’intervallo carotato di fondo pozzo, è stata riconosciuta la presenza di materiale brecciato, apparentemente incoerente o debolmente cementato, di dimensioni decimetriche (Figura 5-54).

L’andamento e l’intensità della fratturazione si differenziano secondo intervalli ben identificabili, che corrispondono a quelli individuati mediante l’analisi degli altri logs precedentemente descritti:

Tratto 700-825 m (sistema complessivamente ascrivibile a calcari paleogenici a Nummuliti, a meno dell’intervallo anomalo tra 700 e 730 m circa): il sistema è caratterizzato da giunti di strato suborizzontali ben evidenti, ma stilolitizzati (vedasi Core-1) e, pertanto, a permeabilità nel complesso medio-bassa; questo sistema è interessato però da alcune fratture beanti molto ben sviluppate (fino a 60 cm di apertura), in corrispondenza delle quali la permeabilità aumenta notevolmente, che permettono la circolazione dei fluidi di strato. Anche se vi sono alcune evidenze locali in corrispondenza di alcune fratture, i fenomeni di incarsimento sono nel complesso molto limitati.

Le famiglie di discontinuità riconosciute sono caratterizzate da:

- immersione NE ed ENE e, rispettivamente, direzione SE e SSE (sistema dinarico),

- immersione SE e SSE e, rispettivamente, direzione SW e WSW (quelle immergenti a SE anche ad alto angolo),

- sono presenti inoltre strutture E-W ad immersione meridionale.

Gran parte delle fratture individuate interseca l’asse del pozzo per 1-2 metri, anche se alcune di esse persistono su una lunghezza maggiore (circa 3 m). In particolare si possono riconoscere i seguenti intervalli caratterizzati da tessiture diverse:

o 700 – 705: intervallo ben stratificato

o 705 – 722: intervallo massiccio e poco stratificato

o 722 – 745: intervallo stratificato con locali leggeri fenomeni di incarsimento e diverse fratture evidenti a 720, 723-5, 728-9, 730, 734-5, 736-8, 742, 745-746 m (Figura 5-55)

o 745 – 752: intervallo poco stratificato integro

o 752 – 775: intervallo stratificato con fratture evidenti a 753, 761-5, 765-7 m o 775 – 795: intervallo stratificato e molto alterato sia per incarsimento che

soprattutto per fratturazione, alle profondità di 775-6, 778, 781-4, 785-6, 790-2 m o 795 – 817: del tutto simile al precedente per tessitura ma meno alterato, eccetto

che per la frattura posta tra 812 e 813 m

o 817 – 825: intervallo compatto, poco stratificato con evidente porosità vacuolare

Tratto 825-1006 m (Calcari Paleogenici a Nummuliti e unità paleogeniche basali (?)): la roccia è interessata da un reticolo di discontinuità ben sviluppate (con spaziatura variabile da circa 30 cm al metro) e a buona permeabilità (anche se privo di fratture

Il pozzo esplorativo Grado-1 185

molto aperte come nel tratto precedente: le massime aperture riscontrate, infatti, sono di circa 30 cm) in relazione al diffuso grado di incarsimento, riscontrato dalle numerose cavità di forma e geometria irregolari presenti (da centimetriche a pluridecimetriche), che nel complesso non presentano rilevante sviluppo verticale. I giunti di strato non sono ben evidenti e nel complesso l’aspetto sul CBIL risulta quello di un calcare più massiccio.

Le famiglie di discontinuità riconosciute sono caratterizzate da angoli di immersione minori e presentano:

- immersione SW e direzione NW, ben rappresentata fino a 915 m di profondità; le discontinuità intersecano il pozzo mediamente per 0.5 m (Sistema dinarico),

- immersione S e SE e, rispettivamente, direzione W e SW, presenti da 915 m che intersecano il pozzo mediamente per circa 1 m e sono caratterizzati da spaziatura ravvicinata nell’intervallo intensamente fratturato compreso tra 970 m e 1006 m.

In particolare in questo tratto si riconoscono a profondità di:

o 825 – 890: intervallo rappresentato da alcuni metri caratterizzati da calcari con giunti di strato assenti, massicci e poco porose, seguiti da calcari massicci con alcune discontinuità da incarsimento (anche se poco intenso) e giunti di strato a intervalli inferiore al metro

o 890 – 969: intervallo decisamente massiccio e caratterizzato da pochi giunti di strato, anche se piuttosto fratturato ed incarsito, ed interessato da giunti di strato apparentemente intensamente stilolitizzati

o 969 – 1006: intervallo intensamente fratturato ed incarsito

Tratto 1006 m – fondo pozzo (Calcari bianchi senza evidenze di macrofossili): la roccia presenta giunti di strato suborizzontali ben evidenti (specialmente superati i 1070 m di profondità), sono riconoscibili variazioni (anche cicliche) nella tessitura deposizionale originaria (associate a variazioni di colore nel sedimento) che, localmente, originano nella roccia un aspetto vacuolare; l’intervallo è interessato nel complesso da un reticolo di discontinuità abbastanza sviluppato, soprattutto in relazione all’intenso incarsimento che origina numerose cavità di dimensioni spesso superiori a 50-70 cm, strutture da crollo e vuoti diffusi (centimetrici e decimetrici) a sviluppo verticale.

Le famiglie di discontinuità riconosciute presentano:

- immersione SSW e direzione NNW, con angoli di immersione contenuti che intersecano il pozzo al massimo per 30-40 cm (Sistema dinarico) - immersione N e S: si tratta di strutture coniugate a direzione E-W e

inclinazione maggiore, che intersecano il pozzo per circa 80-100 cm.

o 1006 – 1045: dato da calcari molto porosi in strati di spessore metrico e giunti di strato non ben evidenti, con evidenze di incarsimento ben sviluppate a diverse profondità (1019, 1024, 1025-7 con manifestazioni di fenomeni di crollo, 1029-30, 1035-7, 1040-2, 1043 m) e diversi sistemi di fratturazione, spesso legati alle tracce di incarsimento (1014-15, 1031-2, 1039 con sistema coniugato, 1044, 1046 e 1048 m)

o Da 1045 m: si tratta ancora di calcari massicci e piuttosto porosi, ma caratterizzati da giunti di strato più fitti e ben riconoscibili; sono presenti tracce di incarsimento a 1091 m e diversi sistemi fratturati (a 1065-7, 1074, 1076-9 e 1080-3 m di profondità).