carotaggio

Nella tecnica mineraria, in geologia e in archeologia, prelevamento di campioni dal sottosuolo. Analogamente, nelle costruzioni, prelevamento di campioni da calcestruzzi, murature e simili. La macchina usata per effettuare tali prelevamenti è nota come carotatrice ed è simile alla perforatrice, composta essenzialmente da un robusto albero posto in rotazione da un motore e terminante con un mandrino sul quale possono essere montate corone diamantate di vari diametri.

C. meccanico

fig.

È il c. propriamente detto e consiste nel prelevare dei campioni di roccia ( carote), dai quali è possibile determinarne le caratteristiche litologiche e paleontologiche allo scopo di stabilire l’età, verificare quale sia la natura dei fluidi presenti e l’esistenza di fratture o cavità, nonché determinare la giacitura degli strati rocciosi. Si utilizza un’attrezzatura speciale costituita essenzialmente da utensili detti carotieri (v. fig.), di forma e struttura adatte al tipo di roccia da saggiare, che sono applicati al posto dello scalpello su una macchina perforatrice. Sia nel sistema di perforazione a percussione sia in quello a rotazione, il carotiere opera intagliando e isolando un cilindro di roccia, coassiale al pozzo di perforazione, e poi distaccandolo. Del tutto analogo è il c. eseguito per prelevare campioni da strutture di calcestruzzo o di muratura al fine di determinarne la resistenza o altre caratteristiche fisiche e chimiche.

C. geofisico

È basato sulla misurazione, effettuata in superficie, di alcune proprietà fisiche delle formazioni rocciose attraversate da una perforazione. Esistono diversi metodi per realizzarlo.

C. elettrico. -È basato sulla misura diretta del potenziale spontaneo e della resistività degli orizzonti rocciosi attraversati dalla perforazione. La misura viene effettuata mediante due elettrodi, di cui uno è posto in superficie e l’altro nel pozzo a diversa profondità, e dà indicazioni essenzialmente sulla permeabilità delle rocce interessate dalla perforazione. La resistività elettrica dipende non solo dalle caratteristiche della roccia, ma soprattutto da quelle dei fluidi in essa presenti. La misura della resistività viene fatta immettendo nel pozzo una sonda con 3 elettrodi: una corrente d’intensità nota viene mandata a due di essi, generando una differenza di potenziale con il terzo elettrodo (➔ prospezione). Questa differenza di potenziale è direttamente proporzionale alla resistività di una determinata zona costituita dall’insieme fango-roccia. La resistività nelle rocce e nei sedimenti è piuttosto variabile, essendo molto alta nelle rocce compatte come calcari e gessi, e bassa nelle rocce impermeabili (argilla, marne). Misure più dettagliate di resistività sono ottenute anche utilizzando altri tipi di sonde che permettono di misurare la resistività di porzioni limitate di roccia, che, essendo poco spesse, non verrebbero individuate dal c. convenzionale, e la resistività reale delle rocce in modo da non tener conto di influenze estranee.

C. radioattivo.- È basato sull’impiego sia della radioattività naturale sia di quella indotta, emesse da particolari sorgenti di radiazioni presenti nel materiale che viene esaminato. Ha il vantaggio di poter essere utilizzato anche quando il pozzo è isolato con una armatura, mediante due possibili metodi. Con il primo vengono registrati i raggi gamma emessi naturalmente dalle rocce, i quali hanno la loro origine dal decadimento radioattivo di elementi come l’uranio, il torio e il potassio. Questo metodo, grazie al livello di perfezionamento raggiunto permette di valutare a quali elementi radioattivi è legata l’emissione di raggi gamma. Il secondo metodo sfrutta invece la radioattività emessa dalle rocce quando queste vengono bombardate mediante l’emissione di neutroni ad altissima velocità. La capacità di cattura dei neutroni è proporzionale al numero di atomi di idrogeno, che a sua volta dipende dal tipo di fluido presente nella roccia (acqua o idrocarburi) e della sua porosità. Una fase avanzata di questo metodo permette di valutare la densità di una roccia all’interno della quale vengono immessi raggi gamma.

C. acustico.- Utilizza la velocità di trasmissione di un’onda elastica di tipo acustico al fine di individuare e differenziare strati rocciosi con caratteristiche fisiche differenti. Questo metodo trova largo impiego nella determinazione della porosità di rocce calcaree, dolomitiche e arenacee. Esso può essere influenzato da una serie di fattori al contorno che spesso alterano la registrazione ottenuta. Per eliminare questi problemi è stato introdotto un metodo di compensazione il quale, attraverso gli strumenti di misura, permette di avere una registrazione basata su una media di valori che annulla le eventuali anomalie presenti. Particolari tipi di attrezzature vengono utilizzate per determinare lo stato di fratturazione soprattutto in rocce calcaree. Una variante è rappresentata dal c. sismico, che si effettua mandando nel pozzo un geofono a una certa profondità e misurando il tempo di arrivo dell’onda provocata da un’esplosione in superficie.

C. termico. - Consiste nel rilevare la temperatura in un pozzo mediante una coppia termoelettrica che scende lentamente. È soprattutto utilizzato per controllare la cementazione delle colonne all’interno del pozzo.

C. geochimico

Comprende campionamenti al pozzo e analisi aventi lo scopo di precisare come varia con la profondità un certo numero di parametri chimici. Si mira, con ciò, a identificare, durante i sondaggi, le formazioni mineralizzate contenenti idrocarburi.

Il c. gassoso permette di determinare il tenore di idrocarburi gassosi presenti nei detriti o nel fango di perforazione.

Analogamente, il c. bituminoso consente di determinare il tenore di idrocarburi liquidi o di bitume nel fango, nei detriti o nelle carote.