TTRM log: deviazione e temperatura

Il TTRM è un assemblaggio di strumenti di misura di temperatura (WTBH - Temperature of BoreHole [wtbh]) e deviazione del pozzo (DEVOD - Deviation Azimuth), ai quali si aggiungono strumenti accessori per il monitoraggio della tensione del cavo (CHT - Cable Head Tension [cht]) e della tensione differenziale (TEN - Differentional Tension [tten]). Per la misurazione della profondità sono stati dunque utilizzati sistemi con puleggia di misura calibrata, sulla quale era stato fatto scorrere il cavo durante le manovre, e con cavo calibrato, marcato in laboratorio in condizioni di carico medio di lavoro (tramite tacche magnetiche o radioattive): con questo sistema è possibile ottenere precisioni che possono raggiungere lo 0,01%.

Il log termico ha previsto la registrazione della temperatura lungo la verticale del pozzo mediante sonde termometriche a resistenza durante ognuno dei tre runs acquisiti al fine di verificare la variazione (il recupero) della temperatura naturale nel foro a seguito dell’interruzione della perforazione e del raffreddamento dovuto all’utilizzo dei fanghi di circolazione.

Descrizione Specifiche

Lunghezza 1,1 m

Diametro 42,9 mm

Range pressione 103,4 Mpa

Temperatura 177°C

Peso 6 kg

Tabella 5-4. Specifiche tecniche dello strumento di acquisizione TTRM. Deviazione

L’acquisizione dell’Orientation log unita al Deviation Azimuth log hanno consentito di verificare la verticalità del pozzo e quantificare la massima deviazione dalla verticale nello spazio, permettendo di ricostruire la tridimensionalità del sondaggio stesso rispetto al suo intorno. Le misure vengono infatti effettuate mediante l’utilizzo di appositi magnetometri installati all’interno della sonda, in grado di rilevare simultaneamente l’inclinazione e l’azimuth del foro.

Il pozzo è stato eseguito procedendo con una terebrazione verticale, senza imprimere dunque in profondità specifiche variazioni di inclinazione. Nel complesso, il pozzo (Figura 5-36) è risultato caratterizzato da basse variazioni di inclinazione: le deviazioni più significative, comunque inferiori alle tolleranze stabilite dal progetto, sono state misurate a 301 m di profondità (4°) e a 1108 m (3.3°).

Il pozzo esplorativo Grado-1 165

In seno ai carbonati a foro scoperto, si possono riconoscere alcune variazioni, comunque lievi, che permettono di ipotizzare la presenza di intervalli rocciosi diversi per risposta reologica e/o passo di stratificazione, in prossimità dei cambiamenti più repentini, ovvero alle profondità di:

700, 727, 745 e 775 m, dove si riconoscono locali variazioni di inclinazione, comunque compresa tra circa 3 e 3,5 ° di deviazione dalla verticale

852 m, dove inizia un incremento della verticalità da circa 3° fino a circa 2,5° alla quota di 875 m di profondità, dove la deviazione sembra stabilizzarsi fino a 925 m, profondità alla quale cala nuovamente la deviazione

1004 m, dove si ha un brusco aumento di verticalità, caratterizzato da massima deviazione di 1,5°.

In seguito si dimostrerà come, in effetti, queste variazioni di inclinazione siano riconducibili ad altrettanti passaggi tra facies macroscopiche e tessiturali diverse, o alla presenza di alcuni intervalli molto fratturati. E’ anche interessante osservare l’azimut di queste variazioni che, confrontate con le immagini CIBIL, possono fornire conferme sulla direzione ed inclinazione delle fratture.

Temperatura

Le acque circolanti negli acquiferi della bassa Pianura Friulana costituiscono un sistema a bassa temperatura (temperature comprese tra 20 °C e 90 °C) caratterizzato da valori massimi di temperatura, misurati nelle coperture quaternarie e terziarie presenti nel sottosuolo di Lignano, di circa 50 °C.

I dati di temperatura provenienti dal pozzo Cesarolo, realizzato in questo settore, hanno permesso di ricostruirne l’andamento in profondità, calcolarne il gradiente locale ed evidenziare variazioni nelle caratteristiche e nelle modalità di trasferimento del calore in relazione a diverse caratteristiche dell’ammasso roccioso (vedasi Figura 2-18 del paragrafo 2.3 Termalismo). La geoterma ed il gradiente di temperatura, sono caratterizzati da tre intervalli nettamente distinti. Nelle ipotesi di: trasmissione di calore per sola conduzione, stazionarietà, mancanza di sorgenti interne e flusso di calore prevalentemente lungo la direzione verticale, è possibile stimare la conducibilità termica media per ognuno dei tre domini, utilizzando la condizione di continuità per cui il flusso geotermico uscente è costante in ogni punto. In alternativa, è stato avanzato un modello concettuale di trasmissione di calore conduttivo-convettivo, anche sulla base dei logs da pozzo, che permette di ricostruire sostanzialmente i dati termici osservati.

Considerando dunque le distribuzioni di temperature nel tratto più profondo del pozzo Cesarolo 1 (2700-4300 m) era stato stimato un gradiente termico di circa di 30 °C/km, mediante l’applicazione del metodo della resistenza termica di Bullard (1939):

∑

dove Tz rappresenta la temperatura alla profondità z, T0 è la temperatura media annua superficiale del luogo, q0 è il flusso di calore geotermico (supposto costante), ∆zi è lo spessore della formazione i-esima, e rappresenta la conducibilità termica della formazione stessa.

Anche la laguna di Grado risulta interessata da un’anomalia geotermica locale, che genera temperature di circa 40 °C in acquiferi posti a circa 350 m di profondità. Al fine di ricostruire il gradiente geotermico, le modalità prevalenti di trasmissione del calore nei vari intervalli di

profondità e conoscere la distribuzione di temperatura con la profondità, nel Pozzo Grado-1 sono state esaminate le misure di temperatura acquisite in foro.

Durante la perforazione del pozzo erano già state evidenziate peculiarità stratigrafiche, sedimentologiche e strutturali (ad esempio, profondità dei carbonati, età ed intensità di fratturazione) che portavano alla necessità di ridefinire il quadro geologico generale del sottosuolo indagato. In accordo con queste inaspettate particolarità, i logs di temperatura acquisiti hanno rilevato temperature inferiori a quelle precedentemente stimate mediante l’integrazione di diversi approcci e metodologie di studio, geofisiche, idrogeologiche e di simulazione numerica, data la mancanza di dati diretti per la zona di Grado.

Lo studio dei dati di temperatura, unito alle informazioni di risposta del sistema alle forzanti idrauliche, ha fornito preziose informazioni circa la presenza di sistemi caratterizzati da diverse permeabilità che permettono di aggiornare il modello concettuale di circolazione nel sottosuolo.

Nella figura a fianco sono confrontati i valori di temperatura misurati durante i tre diversi run effettuati:

WTBH-RES effettuato nel corso del primo log di resistività,

WTBH-DEN, durante la misura dei parametri di densità e porosità e
WTBH-CBIL, in concomitanza con l’acquisizione dell’imaging di pozzo.

L’andamento della temperatura in profondità (Figura 5-36) è caratterizzato da valori di temperatura di circa 39 °C a 700 m, e superiori a 45°C approssimativamente oltre i 1025 m di profondità (secondo il WTBH-CBIL, poco meno di 46°C).

L’esame delle variazioni di temperatura in profondità, ha permesso di determinare le pendenze delle rette di regressione delle temperature (rappresentate in grafico dalle linee di tendenza elaborate) in corrispondenza dei diversi intervalli, in grado di fornire alcune indicazioni sulle modalità di circolazione nei carbonati. Le pendenze ottenute a partire dalle temperature misurate durante i logs geofisici da pozzo, potrebbero essere importanti indicatori dei gradienti geotermici stazionari riscontrati in foro; tuttavia, è necessario precisare che non possono essere considerati gradienti geotermici assoluti, in quanto i valori di temperatura misurati non sono stati acquisiti in condizioni di regime stazionario, ma in presenza di diversi disturbi transienti, legati alle modalità ed ai tempi di circolazione dei fluidi di strato attivati durante le diverse e brevi prove di erogazione effettuate.

Si riportano pertanto i valori assoluti di temperatura misurati e le pendenze delle rette di regressione elaborate in condizioni transienti; nel complesso risulta che i carbonati si possono suddividere in almeno 4 intervalli diversificati:

tratto 700 – 730 m circa: le temperature crescono velocemente da circa 39,2°C a poco oltre 41,0 °C con una pendenza piuttosto alto di circa 8°C/100 m, stimato fino a 10°C/100 m se escludendo dall’intervallo i primi metri di serie (cementati)

tratto 730 - 825 m circa: intervallo caratterizzato da una pendenza pressoché costante e pari a circa 3°C/100 m (simile a quanto osservato a Cesarolo nelle porzioni superiori del reservoir geotermico) con le massime temperature raggiunte di circa 42,5°Ca 825 m di profondità

tratto 825 - 1006 m: caratterizzato da una minore pendenze della retta di regressione di temperatura, di circa 1,25°C/100m con temperature massime a 1006 m superiori di 44,0°C

Il pozzo esplorativo Grado-1 167

tratto 1006 m – fondo pozzo, caratterizzato da una debole inversione di temperatura con la profondità, dell’ordine di -0,5 °C/100 m, probabilmente in relazione ad un “corto-circuito idraulico” con il sistema idrotermale (41 - 42 °C) osservato a 730 - 800 m di profondità ed interessato da una grande permeabilità da fratturazione.

Si può notare, in particolare, come l’intervallo compreso tra circa 700 e 730 m sia caratterizzato da pendenze della retta di regressione più elevate rilevate nel reservoir investigato in Grado-1.

Dall’analisi delle temperature in profondità sono state dunque verificati, oltre che i valori delle pendenze di regressione dei diversi intervalli e indicatori di diverse modalità di comunicazione e circolazione dei fluidi, anche eventuali apporti laterali puntuali di acqua distinguendo le zone più produttive da quelle meno permeabili; è emerso che non sono presenti evidenti intervalli non produttivi, ma diffusi sistemi di fratturazione in grado di veicolare velocemente le acque. Gli incrementi di temperatura riscontrati in corrispondenza degli intervalli più fratturati a causa di una forte veicolazione dei fluidi possono raggiungere i 2°C.