Giáo trình địa vật lý giếng khoan part 4 pot

82 Từ (3.100) ta thấy với cùng giá trị yếu tố hình học, độ dẫn của đới nào cao hơn thì đóng góp của đới đó vào tín hiệu toàn phần lớn hơn. Trong môi trờng đồng nhất, các phần không gian có tỷ phần đóng góp vào tín hiệu chung của các đới quanh Zond đo đợc thể hiện trong hình 3.27. Giá trị đo C a của Zond đo cảm ứng tính cho điểm O nằm chính giữa hai ống dây T và R - vì vậy điểm O gọi là điểm đo của hệ thiết bị đo cảm ứng hai ống dây. c) Chiều sâu nghiên cứu và khả năng phân giải Chiều sâu nghiên cứu theo phơng bán kính và khả năng phân giải lát cắt theo phơng z của một Zond đo cảm ứng trong giếng khoan đợc tính toán nh sau: Yếu tố hình học của phần môi trờng nằm giữa hai mặt trụ bán kính r và (r+dr) kéo dài theo trục z từ - đến + đợc tính: + = gdzG r (3.101) Đối với trờng hợp của Zond hai ống dây, giá trị G r tính theo (3.101) biến đổi nh hàm số của r (hình 3.28). Hình 3.28 chỉ ra rằng Zond hai ống dây không hội tụ trờng điện từ tập trung chủ yếu trong đới trụ có bán kính Lr 4 1 = đến L. Hình 3.29 cho thấy các Zond đo có nhiều ống dây hội tụ có chiều sâu nghiên cứu tăng theo chiều dài của Zond. Chú ý: Các ký hiệu 6FF27, 5FF40 và 6FF40 là những ký hiệu của các Zond đo cảm ứng. Trong các ký hiệu đó chữ số Hy Lạp đầu tiên chỉ số ống dây, các ký tự FF chỉ > 50% 25 ữ 50% 10 ữ 25% 5% ữ 10% 2 ữ 5% < 2% Tỷ phần đóng ghóp tín hiệu đo theo yếu tố hình học H ình 3.27. Yếu tố hình học của Zond đo cảm ứng ( theo Schlumber g er ) Yếu tố hình học H ình 3.28. Yếu tố hình học G r theo phơng bán kính của Zond 2 ốn g dâ y 83 rằng Zond đo có hội tụ, và con số cuối cùng là chiều dài L của Zond đo, tính bằng inches. Yếu tố hình học theo phơng thẳng đứng tại vị trí cách điểm đo O một khoảng Z (hình 3.30) đợc tính theo biểu thức sau: = 0 gdrG Z (3.102) Lấy tích phân (3.102) ta sẽ nhận đợc các biểu thức sau: L G Z 2 1 = , trong khoảng 22 L Z L +<< 2 8 1 Z G Z = , ngoài khoảng trên, nghĩa là 2 L Z < và 2 L Z +> . Vậy là một vỉa có chiều dày lớn hơn L thì ảnh hởng của các lớp vây quanh sẽ rất nhỏ, điều đó đồng nghĩa với nhận xét độ phân giải lát cắt của Zond đo cảm ứng bằng chiều dài L của nó. d) Làm hội tụ trờng kích thích và tín hiệu đo Nh đ nói, trong thực tế sản xuất các Zond đo cảm ứng ngời ta không dùng loại có hai ống dây, mà thờng dùng loại có nhiều ống dây, gồm hai ống dây phát thu chính còn thêm các ống dây phụ. Các ống dây phụ có chức năng làm hội tụ định xứ trờng kích thích vào vùng cần thiết để tín hiệu đo đợc có phần đóng góp của các vùng đó nhiều hơn. Thờng thì việc làm hội tụ nhằm mục đích thu đợc các tín hiệu của vùng sâu hơn đới thấm dụng dịch - vùng đới nguyên. Sử dụng hội tụ phải đạt đợc các kết quả sau: - Có khả năng phân dị lát cắt tốt hơn, hạn chết tối ta ảnh hởng của các lớp vây quanh. - Giảm thiểu ảnh hởng của giếng khoan, tăng chiều sâu nghiên cứu, loại bỏ các tín hiệu ở đới ngấm. H ình 3.30. Yếu tố hình học theo phơng thẳng đứng (đặc tính phân giải theo z) H ình 3.29. Yếu tố hình học G r theo r của các Zond đo có nhiều ốn g dâ y Yếu tố hình học Khoản g cách 84 - Hạn chế các tín hiệu reactive - tín hiệu không mong muốn. Các hình 3.30 và 3.31 cho thấy u điểm của thiết bị đo có thêm ống dây thu R. Khi kết hợp cặp T-R với cặp T-R ta có T-R- R và nhận đợc đờng biểu diễn có độ phân giải lát cắt cao hơn, ở nóc vỉa có xuất hiện giá trị âm (hình 3.31c). Trên hình 3.31 ta cũng thấy sự kết hợp nh vậy sẽ làm tăng khả năng nghiên cứu theo phơng bán kính đợc tốt hơn; làm giảm thiểu ảnh hởng của đới ngấm. e) Hiệu ứng Skin Hiệu ứng skin, hay còn gọi là hiệu ứng bề mặt, đặc biệt mạnh trong các trờng hợp môi trờng nghiên cứu có độ dẫn cao, nó là kết quả tơng tác giữa các vòng thành phần làm cho giá trị đo độ dẫn biểu kiến thấp đi rất nhiều so với thực tế. Dòng Foucault trong mỗi vòng không còn độc lập nhau cho nên tín hiệu toàn phần đo đợc không còn là tổng của các vòng thành phần nh điều giả định ở mục a. Sức điện động đợc tạo thành là kết quả của chính mỗi vòng và của các vòng lân cận. Chính các thành phần từ các vòng xung quanh đ làm sai lệch cả biên độ lẫn pha của tín hiệu đi tới ống dây thu. Các vòng ở gần với Zond đo lại là nguyên nhân làm hạn chế trờng điện từ đi vào các vòng thành phần ở xa hơn vì: Năng lợng bị tiêu hao theo luồng dòng trong vòng thành phần nên đ giảm năng lợng để chuyển tới phần môi trờng ở xa hơn - Trờng điện từ ở pha sau, sinh ra do dòng Foucault ở gần Zond đo, bị phá vỡ hạn chế trờng phát sơ cấp truyền ra xa hơn. Kết quả là phần môi trờng (đất đá) thực sự có đóng góp cho tín hiệu đo chỉ ở lớp vỏ sát thành giếng khoan với chiều sâu hạn chế bằng: H ình 3.31. Đặc điểm phân giải theo phơng thẳng đứng của Zond đo 3 ống dây Mô hình thực t ế T - R - R T - R T - R H ình 3.32: Đặc điểm nghiên cứu theo p hơn g bán kính r của Zond đo 3 ốn g dâ y 85 c à 2 = (3.103) ở đây: là chiều sâu, nơi có tới 63% tín hiệu phát đ bị suy giảm, và gọi là chiều sâu skin (63% là tính bằng e 1 1 , với e = 2,718) = 2 f, với f là tần số của tín hiệu (Hz) à - Độ từ thẩm (4.10 -7 đối với không gian rỗng). c - Độ dẫn của môi trờng (mmho/m hoặc mS/m). Hình 3.33 biểu diễn sự suy giảm của tín hiệu phát khi làm việc với tần số kHz và độ dẫn của đất đá trầm tích thờng gặp trong thực tế. Từ hình vẽ này ta thấy chiều sâu skin giảm khi độ dẫn của đất đá tăng. Do hiệu ứng skin mà độ dẫn biểu kiến đo đợc thờng nhỏ hơn giá trị thực. Nếu C g là độ dẫn thực và C a là độ dẫn biểu kiến đo đợc bằng Zond đo cảm ứng thì hiệu ứng skin C S đợc tính: C S = C g - C a (3.104) Giá trị C S phụ thuộc vào độ dẫn thực của môi trờng nghiên cứu (hình 3.34). Độ dẫn của môi trờng nghiên cứu càng cao thì C S càng lớn. Các Zond đo hiện đang dùng phổ biến trong sản xuất 6FF40 đợc thiết kế để tự động tính hiệu chỉnh ảnh hởng skin ngay trong khi đo. Khi đo cảm ứng bằng các Zond đo 5FF40 và 5FF27 thì phép hiệu chỉnh skin dựa vào các bản chuẩn của Schlumberger. H ình 3.33. Sự su y g iảm của tín hiệu p hát Đ ộ dẫn ( mS/m ) % tín hiệu còn lại Khoản g cách đến T ( in ) H ình 3.34. Hiệu chỉnh hiệu ứng Skin C a C g C S 86 g) Những nhận xét chung Trong thực tế sản xuất chủ yếu dùng các Zond đo cảm ứng có nhiều ống dây và gọi là Zond hội tụ. Khoảng cách giữa hai ống dây T và R là chiều dài của Zond. Chiều dài L của Zond có ý nghĩa quan trọng đối với các đặc trng của nó. Khi tăng chiều dài L sẽ làm tăng phần đóng góp của đới xa vào tín hiệu đo, nhng lại làm giảm ảnh hởng của đới gần lên kết quả đo. Về nguyên tắc, dùng Zond có chiều dài L khác nhau, và các ống dây có số vòng khác nhau ta có thể làm giảm phần lớn tin hiệu sinh ra từ các thành phần trong môi trờng. Để làm tăng khả năng nghiên cứu theo bán kính của Zond thì cần giảm tín hiệu của giếng khoan so với tín hiệu từ đới nguyên. Mặt khác muốn tăng khả năng phân giải của Zond đó theo chiều thẳng đứng thì lại cần làm giảm phần tín hiệu từ các vỉa vây quanh so với tín hiệu của vỉa nghiên cứu. Với cách nh vậy, cấu trúc của các Zond nhiều ống dây hơn sẽ có các khả năng phù hợp với các đòi hỏi có phần trái ngợc nhau: - Muốn làm cho Zond đo có khả năng nghiên cứu sâu hơn theo phơng bán kính thì phải giảm ảnh hởng của các phần môi trờng ở gần, trong khi đó không đợc giảm tín hiệu của phần ở xa giếng khoan. - Để làm tăng khả năng phân giải lát cắt theo chiều thẳng đứng cần giảm ảnh hởng của các phần môi trờng ở xa Zond đo về phía trên và dới, nhng không đợc giảm phần tín hiệu của phần môi trờng ở gần, ngang với điểm đo. Hình 3.35. Yếu tố hình học theo phơng bán kinh của các Zond đo cảm ứng sâu và trung bình Các Zond đo 6FF40 và 5FF40 đợc thiết kế để thoả mn hầu hết các đòi hỏi có phần trái ngợc nhau nh trên. Chúng có chiều dài L bằng nhau là 40 inches (tơng đơng 1,0 m). Zond đo 5FF40 có bán kính nghiên cứu vợt quá chiều sâu đới ngấm thờng gặp (D i = 5d). Trong thực tế có thể gặp các trờng hợp đới ngấm sâu hơn (D i > 10d), 0 40 80 120 160 200 240 280 320 .1 .2 .3 .4 .5 .6 .7 .8 .9 1.0 g r Đ ờn g kính ( in. ) 5FF40 6FF40 87 lúc đó Zond 6FF40 vẫn có thể cho kết quả đo tốt vì nó có chiều sâu nghiên cứu lớn hơn hai lần chiều sâu nghiên cứu của Zond 5FF40. Hình 3.35 là đồ thị so sánh yếu tố hình học G r theo phơng bán kính của các Zond 5FF40 và 6FF40. Yếu tố hình học G Z theo chiều thẳng đứng Z của các Zond 5FF40 và 6FF40 xấp xỉ nh nhau, có nghĩa là khả năng phân giải lát cắt của chúng là nh nhau. h) Chuẩn máy đo cảm ứng Các máy móc và Zond đo cảm ứng trong giếng khoan cần đợc chuẩn khắc độ theo định kỳ hoặc sau mỗi lần sửa chữa. Có một cách chuẩn khắc độ các Zond đo cảm ứng, hay dùng ở các cơ sở lắp ráp máy địa vật lý là thả máy đo trong môi trờng đ biết trớc độ dẫn điện (điện trở suất) và tiến hành đo. Giá trị đo đợc định cỡ theo giá trị độ dẫn của mô hình chuẩn đ cho. Nhng nh vậy mô hình chuẩn phải có kích thớc lớn để thoả mn điều kiện đồng nhất đẳng hớng vô hạn nh lý thuyết. Một bề mô hình với kích thớc lớn không phải có thể lắp đặt dễ dàng ở bất cứ nơi nào. Vì vậy, cách này chỉ thấy dùng ở các trung tâm chế tạo lắp ráp máy lớn trên thế giới. Cách thứ hai, hay dùng hơn, là dùng vòng dây có điện trở suất biết trớc đặt xung quanh Zond đo cảm ứng (máy giếng). Thao tác thực tế nh sau: phối hợp trở kháng của mỗi vòng, đờng kính và vị trí của vòng so với thiết bị sao cho các thành phần U act và U react của tín hiệu tổng là xấp xỉ bằng nhau tơng ứng với sức điện động tạo ra trong điều kiện môi trờng hữu hạn. Đối với các đá thờng gặp ở vò Quả đất có độ dẫn khoảng 2 mS/m (R = 500 m), tần số làm việc 20 kHz, chiều dài Zond L = 1m thì thành phần U act lớn hơn U react rất nhiều. Trong điều kiện đó khi chuẩn khắc độ có thể chỉ cần tiến hành đo thành phần U act . i) Phạm vi ứng dụng của phơng pháp cảm ứng Phơng pháp đo cảm ứng trong giếng khoan là phơng pháp điện trở duy nhất nghiên cứu có hiệu quả các giếng khoan dùng dung dịch đen hay giếng khoan khô. Những thập kỷ gần đây là khoảng thời gian các máy móc thiế bị đo địa vật lý giếng khoan nói chung, máy móc đo cảm ứng nói riêng đ có những tiến bộ vợt bậc. Vì vậy phơng pháp đo cảm ứng đ đáp ứng cho việc nghiên cứu các giếng khoan khoan bằng dung dịch nớc ngọt. Trong các lát cắt điện trở đất đá từ 30 đến 200 m phơng pháp cảm ứng cho kết quả rất tốt. Ngoài khoảng giới hạn nêu trên kết quả đo cảm ứng vẫn còn nhạy với sự thay đổi thành phần thạch học của các thành hệ nhng bắt đầu có sai số. Theo đánh giá của Halliburton, với các thiết bị đo cảm ứng hiện đang dùng phổ biến trong sản xuất, ở lát cắt điện trở 250 m, sai số đo khoảng 1 mS/m. Các Zond đo cảm ứng 6FF40 đ có khả năng định xứ tín hiệu đo của đới sâu (0,8 - 1,3m), cho nên khi kết hợp với các phép đo laterolog, phơng pháp đo cảm ứng đợc dùng để xác định điện trở suất thực R t của vỉa nghiên cứu. Trong tổ hợp cùng các 88 phơng pháp địa vật lý giếng khoan khác, phơng pháp cảm ứng cho khả năng phân biệt các đá chứa bo hoà dầu, khí hoặc nớc. 3.4.4. Các dạng khác của phơng pháp điện từ trờng Vài chục năm trở lại đây, trong địa vật lý giếng khoan đa vào sử dụng một hệ phơng pháp sóng điện từ ở tần số cao từ megahertz (10 6 ) đến gigahertz (10 9 ) bằng hệ Zond đo sóng radio hay vi sóng. ở tần số cao độ thẩm điện môi ảnh hởng đến sự lan truyền và có đóng góp nhiều nhất đến tín hiệu đo. Vì thế các phép đo trờng điện từ ở tần số cao nh vậy trong giếng khoan gọi là phơng pháp hằng số điện môi . Ngời đặt cơ sở lý thuyết và thực nghiệm cho phơng pháp này là Daev D.C., một nhà khoa học xô viết vào đầu thập kỷ 60, nhng phát triển về máy móc và công nghệ để nó thành một phơng pháp sử dụng có kết quả trong sản xuất lại là các chuyên gia ở các nớc phơng Tây vào những năm 70 của thế kỷ XX. ở tần số gigahertz, hằng số điện môi và thời gian lan truyền của sóng điện từ tp trong môi trờng tơng ứng của các đá và khoáng vật khác hẳn trong nớc (bảng 3.1). Bảng 3.1 Đá, khoáng vật Hằng số điện môi (so với không khí) Thời gian lan truyền tp (NS/m) Cát kết 4.66 7.2 Dolomit 6.8 8.7 Đá vôi 7.5 - 9.2 9.1 - 10.2 Anhydrit 6.35 8.4 Coloit (khô) 5.76 8.0 Muối mỏ 5.6 6.35 Thạch cao 4.16 6.8 Dầu mỏ 2.0 - 2.4 4.7 - 5.2 Nớc ngọt 78.30 29.5 Đặc biệt thực nghiệm đ khẳng định: giá trị hằng số điện môi của nớc rất ít thay đổi theo độ khoáng hoá. Vì vậy, giá trị hằng số điện môi của môi trờng đất đá sẽ là hàm số của độ lỗ rỗng bo hoà nớc. Hệ đo Schlumberger có hai Zond đo thời gian tp và hằng số điện môi : tần số vi sóng và tần số radio. 89 Các hình 3.36 và 3.37 là số đo các Zond đo lan truyền sóng điện từ (EMP) theo hệ vi sóng và sóng radio. Thiết bị gồm các anten phát T và thu R. Một máy phát dòng biến đổi cho anten phát để từ đây phát sóng điện từ truyền trong môi trờng. Sóng điện từ bị suy giảm và lệch pha khi lan truyền. Mỗi anten thu đo độ suy giảm cục bộ và lệch pha của các sóng này. Nguyên lý chung là phát và thu sóng điện từ trong môi trờng nghiên cứu, nhng phép đo có thể là đo độ lệch pha, hoặc đo thời gian lan truyền (tốc độ) sóng điện từ giữa hai antan hoặc đo độ suy giảm biên độ (năng lợng) sóng trên qung đờng giữa hai anten đó. Các đại lợng này đều có quan hệ hàm số với độ thẩm cách điện của môi trờng. Sơ đồ đo theo hệ vi sóng (hình 3.36) đợc áp sờn có chiều sâu nghiên cứu không vợt quá 2 ( 5cm) trong đới rửa. Thời gian lan truyền t po trên qung đờng giữa các anten thu trong vỉa bo hoà nớc (S W = 1) đợc đa về dạng phơng trình thời gian trung bình: t po = t pW + (1 - )t pm (3.105) và trong vỉa dầu: t po = (S xo )t pW + (1 - S xo )t ph + (1 - )t pm (3.106) Trong đó: t pW Thời gian truyền trong nớc (phụ thuộc nhiệt độ) t pm Thời gian lan truyền trong matrix t ph Thời gian lan truyền trong dầu mỏ Các tham số còn lại: S xo đợc xác định bằng các phơng pháp khác. Từ đó dễ dàng xác định độ rỗng . Dung dịch Đ ới rửa Đ ới nguyên năng lợng tín hiệu trong vỉa thiết bị trên năng lợng tín hiệu trong vỉa thiết bị dới năng lợng trong vỏ sét anten vi sóng Vỏ sét H ình 3.36. Cấu hình các anten của Zond đo ở tần số vi sóng 90 Phép đo theo sơ đồ ở hình 3.37 làm việc ở tần số MHz. Thiết bị máy giếng có cấu tạo gần giống Zond đo cảm ứng. Các ống dây phát và thu cũng có chức năng phát và thu tín hiệu ở những tần số 16MHz và 30MHz. Độ lệch pha giữa các số đo của các cặp anten thu gần và xa theo biên độ và pha là số liệu đo của phép đo. Giữa độ lệch pha và suy giảm biên độ có mối quan hệ hàm số phụ thuộc hằng số điện môi của môi trờng. Từ các giá trị đo góc lệch pha (tính bằng độ) và độ suy giảm biên độ (tính bằng dB) ta có thể xác định của đất đá trong môi trờng nghiên cứu. Hằng số điện môi có quan hệ hàm số với các tham số khác của môi trờng: e m e hW ep wW e r SS )1()1( ++= (3.107) Trong đó: r - Hằng số điện môi của đá w - Hằng số điện môi của nớc h - Hằng số điện môi của hydrocacbon m - Hằng số điện môi của matrix e - Số mũ điện môi thạch học, giống nh tham số m trong mô hình Archie p - Số mũ phân cực, liên quan đến độ dẫn của dung dịch khoan. Lên mặt đất Khuyếch đạ i 16Mhz Khuyếch đạ i 30Mhz Khuyếch đạ i tổng Cáp dẫn Nguồn không đổi Chuyển mạch H ình 3.37. Cấu hình Zond đo lan truyền sóng điện từ ở tần số radio 91 Các tham số e và p đợc xác định bằng thực nghiệm cho từng vùng mỏ hoặc cho tầng đất đá. 3.5. Các yếu tố ảnh hởng lên kết quả đo và phạm vi ứng dụng của các phơng pháp điện trở ở chừng mực nhất định chúng ta đ hình dung rằng luôn luôn có những nhiễu do ảnh hởng của môi trờng lên tín hiệu đo. Bây giờ hy xem xét đến tầm quan trọng của một số đặc điểm của các thành hệ về khía cạnh địa chất: nh thành phần, kiến trúc, thế nằm, môi trờng trầm tích, nhiệt độ áp suất 3.5.1. Thành phần đá - Bản chất của pha rắn, gồm các hạt vụn xi măng gắn kết trong đá là không dẫn điện hoặc có điện trở rất cao, điều này là phổ biến nh một quy luật. - Các chất lu bo hoà trong lỗ rỗng của đá: hydrocacbon cũng có điện trở vô cùng lớn, nớc là thành phần chất lu có độ dẫn điện tốt phụ thuộc vào độ khoáng hoá và nhiệt độ. - Độ lỗ rỗng và độ bo hoà 3.5.2. Kiến trúc đá Hình dáng kích thớc phân bố sắp xếp của các hạt có ảnh hởng nhiều đến độ lỗ rỗng; kích thớc, đặc điểm phân bố của các lỗ rỗng và kênh dẫn trong đá lại có ảnh hởng rất lớn đến điện trở suất của đá. Cấu trúc lỗ rỗng trong các đá là một cấu trúc fractal. Độ cong lỗ rỗng thể hiện lên các tham số a và m trong quan hệ giữa F và . Độ thấm khác nhau sẽ làm thay đổi trong đới ngấm và độ bo hoà cả về bản chất cũng nh kích thớc của đới ngấm. Bất đẳng hớng nhỏ. Trong khi hệ điện cực phát dòng theo hớng nằm ngang, nếu bất đẳng nhất không theo một hớng nhất định (bất đẳng hớng nhỏ) thì số đo sẽ thay đổi không có quy luật. Kiểu phân bố của sét hay các khoáng vật dẫn điện khác trong đá cũng có vai trò quan trọng làm cho điện trở của đá thay đổi. Trong các hang hốc, khe nứt nếu có chứa dung dịch dẫn điện hay chứa nớc sẽ u tiên cho một phần dòng đi từ các hệ cực và từng khe nứt sẽ có ảnh hởng khác nhau lên kết quả đo. Các tham số a và m cũng vì thế mà thay đổi. 3.5.3. Góc dốc và cấu trúc các lớp đá Thế nằm của các lớp đá không luôn luôn nằm ngang, trục giếng khoan cũng không luôn luôn theo phơng thẳng đứng, nghĩa là các mặt phân lớp không luôn luôn vuông góc với trục giếng khoan, nên điện trở suất biểu kiến có thể có sai số. Đây cũng là một kiểu sai số giống nh khi gặp bất đồng nhất nhỏ. [...]... Khi liên kết lát cắt giữa các giếng khoan chiều sâu đáy hoặc nóc của một tập vỉa không nhất thiết phải bằng nhau ở các giếng khoan khác nhau vì giữa các giếng khoan có thể tồn tại các đứt gy địa chất, hoặc có sự thay đổi góc dốc của vỉa từ giếng khoan này đến giếng khoan khác Cũng nh vậy, chiều dày của tập vỉa hay của lớp đá nào đó không nhất thiết bằng nhau ở hai giếng khoan khác nhau Hiện tợng đó... các quá trình hoá lý xảy ra trên bề mặt ngăn cách giữa thành phần có đặc tính dẫn điện ion và thành phần dẫn điện điện tử trong môi trờng nghiên cứu mỗi khi bị kích thích bởi dòng điện ngoài Trên cơ sở của hai trờng phân cực nêu trên, trong Địa vật lý giếng khoan ngời ta xây dựng cơ sở lý thuyết và công nghệ của hai nhóm phơng pháp tơng ứng: Thế điện tự phân cực (Self - Potential, Spontaneous Potential)... đờng cong quanh vỉa thấm 101 (4. 21) Thay (4. 20) vào (4. 21) ta sẽ nhận đợc: U SP = Rm E SSP Rm + R XO + RS (4. 22) Từ (4. 22) ta thấy thế điện USP đo đợc trong giếng khoan có giá trị tuyệt đối luôn luôn nhỏ hơn thế điện tĩnh tính theo lý thuyết ESSP Trên hình 4. 5a đờng biểu diễn thế điện tĩnh ESSP là đờng không liền nét có giá trị không ở vỉa sét và bằng const ở vỉa cát Hình 4. 5b biểu diễn giá trị thế điện... điện hấp phụ có thể lấy giống nh ở (4. 1) Trong đó, độ linh động la của anion sẽ gần bằng không, vì bị hấp phụ bởi hạt khoáng vật trên thành ống dẫn Do đó: EA = C RT ln 1 F C2 ( 4 8 ) Đối với muối NaCl, = 1 nên biểu thức (4. 8) trở thành: E A = 2 ,3 C RT log 1 F C2 ( 4 9 ) Tơng tự nh (4. 2) và (4. 4) ta viết: E A = K A log R a C1 = K A log 1 = K A log 2 R1 a2 C2 ( 4 10 ) Trong đó: KA = 2,3RT/F là hệ... suất của chất lu có thể đợc tính toán từ phơng trình Archie trong vỉa dầu d) Liên kết lát cắt các giếng khoan Liên kết lát cắt giữa các giếng khoan là một ứng dụng đơn giản nhất của phơng pháp điện trở Dựa vào các dấu hiệu giống nhau về hình dạng của các đờng cong giá trị tơng đơng Ra đo ở các giếng khoan khác nhau trong cùng một đơn vị cấu tạo, vùng địa chất Bình thờng mỗi tập đá trầm tích thành tạo... (4. 7) ta có: E D = 11,6 log Rf (4. 12) Rw Ngợc lại, ở đoạn giếng đi qua các đá có độ rỗng hiệu dụng và độ thấm kém nh các lớp sét thì quá trình hấp phụ lại mạnh, làm ngăn cản quá trình khuyếch tán Trên bề mặt các lớp sét, quá trình hấp phụ chỉ tiếp nhận các anion và đẩy trả các cation Hai quá trình điện hoá mạnh yếu khác nhau và có tính trái ngợc nhau ở các vỉa thấm và không thấm cho nên trên thành giếng. .. đá ở thành giếng khi áp suất thuỷ tĩnh của cột dung dịch lớn hơn áp suất vỉa, nếu ngợc lại thì nớc vỉa sẽ chảy vào giếng khoan Các quá trình thấm đó làm xuất hiện ở giếng khoan một thế điện mang dấu âm nếu filtrat thấm vào đất đá ở thành giếng; sẽ là dấu dơng nếu nớc vỉa chảy vào giếng khoan Thế điện có nguồn gốc do dòng thấm lọc có tên gọi là thế điện thấm lọc hay thế điện động lực Thế điện thấm lọc... SP M Sét (4. 20) Trong đó: R là trở kháng của phần môi trờng mà dòng ISP đi qua (Hình 4. 5) Trong giếng khoan là Rm Trong vỉa nghiên cứu là RXO Trong vỉa vây quanh là RS Vì vậy có thể tính: Sét Đồ thị thế tĩnh Cát E SSP = (Rm + R XO + RS )I SP Đờng cong SP Sét ( 4. 20 )' Trong giếng khoan, dòng ISP đi qua Rm nên giá trị đo đợc USP sẽ là: Đồ thị thế tĩnh SPP Đồ thị đo SP U SP = Rm I SP Hình 4. 5 Sơ đồ biểu... thấm (ví dụ sét) và quá trình oxy hoá khử trong môi trờng có quặng hoá kim loại 94 4.1.1 Các quá trình điện hoá và điện động lực trong môi trờng quanh giếng khoan: a) Quá trình khuyếch tán: Các phân tử muối khoáng khi hoà tan trong nớc sẽ phân ly thành các ion Trên bề mặt tiếp xúc giữa hai dung dịch điện phân có nồng độ C1 và C2 (C1 > C2) đợc ngăn cách bởi một màng bán thấm (Hình 4. 1), các ion ở phía... thời và hợp thành thế điện tự phân cực ESP trong giếng khoan E SP = E DA + E f + EOX (4. 19) Trong các giếng khoan thăm dò dầu khí, ở phần lát cắt đá trầm tích, hai thành phần đầu tiên, nhất là thành phần khuyếch tán - hấp phụ EDA là mạnh mẽ nhất Thành phần thứ ba oxy hoá khử EOX thờng không xuất hiện hoặc rất yếu, có thể bỏ qua Ngợc lại, trong các giếng khoan thăm dò quặng hoặc than đôi khi có trờng . cực nêu trên, trong Địa vật lý giếng khoan ngời ta xây dựng cơ sở lý thuyết và công nghệ của hai nhóm phơng pháp tơng ứng: Thế điện tự phân cực (Self - Potential, Spontaneous Potential) và Thế. thiế bị đo địa vật lý giếng khoan nói chung, máy móc đo cảm ứng nói riêng đ có những tiến bộ vợt bậc. Vì vậy phơng pháp đo cảm ứng đ đáp ứng cho việc nghiên cứu các giếng khoan khoan bằng dung. Trong tổ hợp cùng các 88 phơng pháp địa vật lý giếng khoan khác, phơng pháp cảm ứng cho khả năng phân biệt các đá chứa bo hoà dầu, khí hoặc nớc. 3 .4. 4. Các dạng khác của phơng pháp điện từ