2.1.1. Xác định hàm lƣợng sét
Thực tế, không có vỉa cát nào là sạch hoàn toàn, các vỉa sét đều có pha một lƣợng sét ít nhiều, khi sét bị lẫn vào tầng chứa thì chúng làm sai lệch tất cả các giá trị của các phƣơng pháp đo, vì thế xác định vỉa cát có tiềm năng và tính toán thể tích sét để hiệu chỉnh sau này là công đoạn đầu tiên của việc minh giải log.
A. Từ đƣờng cong gamma ray
Để tính hàm lƣợng sét bằng phƣơng pháp gamma ray, chúng ta cần chọn đƣợc các vỉa cát có khả năng thấm chứa tốt, để làm điều này ta dựa vào đƣờng cong gamma ray. Đối với môi trƣờng trầm tích, các vỉa chứa ở dạng cát hoặc đá vôi; đối với đá móng, thƣờng là đá vôi hoặc dolomite. Chúng đều có giá trị gamma đo đƣợc rất thấp, trong khi đó đá chắn là sét (shale) lại có giá trị gamma rất cao. Dựa vào đƣờng gamma ray ta có thể phân vỉa chứa và vỉa chắn (hình…). Điều đầu tiên là chúng ta chọn đƣợc những vỉa chứa có khả năng khai thác tốt. Muốn vậy ta phải chọn đƣợc giá trị GRcut-off , dựa vào GRcut-off để phân vỉa:
Xác định GRmax va GRmin :
Chọn vỉa sét sạch và chuẩn nhất trên biểu đồ log (có bề dày không quá mỏng), đọc giá trị GRmax.
Chọn vỉa cát sạch và chuẩn nhất trên biểu đồ log (có bề dày không quá mỏng), đọc giá trị GRmin.
59
Hình 2.1: Minh họa cách xác định giá trị GRmax và GRmin trên đƣờng log.
Giá trị Vsh (Cut-off) thƣờng đƣợc chọn là 0.4, xác định đƣờng GRCut-off bằng công thức: Đối với cát kết:
Đối với cát chƣa kết:
Có khá nhiều dạng công thức thực nghiệm khác nhau để tính Vsh từ GR. Ở
khóa luận này chúng ta sử dụng công thức (2.2) và (2.3). Căn cứ vào đƣờng GRCut-off để phân vỉa (hình 2.2).
60
Hình 2.2: Phân vỉa dựa vào đƣờng GR.
Xác định hàm lƣợng sét:
Sau khi phân vỉa, ta đọc giá trị GR của vỉa: rời rạt hóa đƣờng GR cho từng vỉa chứa, rời rạt càng chi tiết thì việc tính toán càng chính xác, thông thƣờng ta chọn khoảng rời rạc là 1m (cho tất cả các đƣờng log). Đọc giá trị trung bình cho từng khoảng rời rạt.
Xác định hàm lƣợng sét cho từng khoảng rời rạt: tính thể tích sét dựa vào công thức (2.2) hoặc (2.3) - đối với giếng R-1X sử dụng công thức (2.2), với công thức (2.1) đƣợc viết lại:
B. Từ đƣờng cong SP
Để tính hàm lƣợng sét của tầng chứa bằng phƣơng pháp SP, đầu tiên ta phải chọn đƣợc các cỉa cát có khả năng thấm chứa tốt, để làm điều này ta dựa vào đƣờng cong SP.
61
Nếu giếng có đƣờng cong SP ta có thể phân vỉa từ đƣờng từ đƣờng SP. Để xác định tầng chứa bằng phƣơng pháp log SP thì ta phải xác định đƣợc đƣờng sét cơ sở trên đƣờng log SP.
Hình 2.3: Xác định tầng thấm bằng phƣơng pháp SP.
Khoảng nào mà đƣờng log SP lệch khỏi đƣờng sét cơ sở thì khoảng đó chính là tầng chứa, tại vị trí mà đƣờng log SP bắt đầu lệch đi so với đƣờng sét thì đó chính là ranh giới của tầng chứa (hình 2.3).
Xác định hàm lƣợng sét: Cách 1:
62 Hình 2.4: Xác định hàm lƣợng sét từ log SP. Cách 2: Hàm lƣợng sét đƣợc xác định từ công thức: Có 2 cách xác định SSP nhƣ sau:
Trong điều kiện đã biết đƣợc giá trị Rw thì Giá trị SSP (điện trƣờng tĩnh) đƣợc tính theo công thƣc:
ớ á đị ê đầ ế à àđệ ở ấ
ủ ƣớ ọ ù à ƣớ ỉ à ệ ố ệ ỉ à ệ độ ỉ
63
SSP cũng có thể đƣợc hiệu chỉnh dựa vào đồ thị, theo các bƣớc sau:
Xác định giá trị điện trở suất Ri (đới chuyển tiếp), Rm (dung dịch khoan)
và tính tỷ số Ri/Rm, ta tìm đƣợc đƣờng cong Ri/Rm.
Từ độ dày vỉa ta xác định đƣợc hệ số hiệu chỉnh tƣơng ứng (hình 2.5A).
Xác định giá trị SP trên đƣờng log điện trƣờng tự nhiên. Dựa vào hệ số
hiệu chỉnh, ta xác định SSP (hình2.5B), với SSP = SP*(hệ số hiệu chỉnh).
Hình 2.5: Đồ thị xác định hệ số hiệu chỉnh giá trị SP về SSP.
C. Từ phƣơng pháp neutren - mật độ kết hợp với phƣơng pháp gamma ray
Tổ hợp log neutron và density đƣợc xem nhƣ là một phƣơng pháp để xác định độ rỗng, xác đinh hàm lƣợng sét và tìm ra các đới chứa khí. Ứng dụng quan trọng nhất là xác định độ rỗng và xác định hàm lƣợng sét của vỉa chứa. Việc xác định hàm lƣợng sét của phƣơng pháp này thƣờng đƣợc kết hợp với phƣơng pháp gamma ray.
64
Trong kĩ thuật minh giải, có khá nhiều phƣơng pháp biểu đồ cắt đã đƣợc sử dụng, kĩ thuật này không chỉ đơn giản mà cũng rất hiệu quả, ta có thể kể đến nhƣ: biểu đồ cắt Hingle, biểu đồ cắt Pickett, biểu đồ cắt cho hàm lƣợng sét Density- Neutron… Dƣới đây là biểu đồ cắt thể hiện hàm lƣợng sét theo phƣơng pháp neutron-density (Neutron-Density crossplot clay indicator):
Hình 2.6: Biểu đồ cắt xác định hàm lƣợng sét theo phƣơng pháp neutron-density.
Trong đó, clean point 1 là điểm thể hiện matrix hoàn toàn 100%, clean point 2
là điểm thể hiện matrix không có sét nhƣng có độ rỗng Ф, đƣờng clean line là
đƣờng thể hiện matrix không có sét. Clay point là điểm sét 100%. Thể tích sét đƣợc
tính theo công thức sau:
) 7 . 2 (
65
Hình 2.7: Biểu đồ cắt xác định hàm lƣợng sét của một đới theo neutron-density.
66
Xác định tầng chứa bằng các phƣơng pháp khác
Ngoài ra để việc minh giải tốt hơn cũng nhƣ là tính toán hàm lƣợng sét chính xác hơn, ta có thể xác định tầng chứa từ các đƣờng điện trở suất, log đƣờng kính giếng khoan, hoặc kết hợp các đƣờng log khác, chúng đều có dấu hiệu đặt trƣng của tầng chứa hoặc tầng sản phẩm. Trong công tác thực địa, dựa vào tốc độ khoan, dựa vào dấu hiệu của mùn khoan hoặc dựa vào carota khí,… ta đều có thể dự định tƣơng đối đƣợc đâu là tầng chứa và tầng chắn. Ví dụ nhƣ:
Xác định tầng chứa từ các đƣờng log điện trở suất: khoảng nào mà ba đuờng
điện trở suất tách ra thì đó chính là tầng thấm, tại vị trí mà ba đƣờng điện trở suất này tách ra chính là ranh giới tầng thấm (hình 2.9).
67
Xác định tầng chứa bằng log đƣờng kính giếng khoan: đối với các trƣờng hợp nhất định, giếng khoan ít sạt lỡ, từ đƣờng kính giếng khoan cũng có thể cho ta phân biệt đƣợc tầng thấm hay tầng không thấm. các tầng thấm thƣờng có lớp vỏ sét dày, đƣờng kính giếng khoan ở những vị trí này nhỏ hơn ở những vỉa không thấm.
2.1.2. Xác định giá trị điện trở suất
2.1.2.1. Phƣơng pháp hiệu chỉnh theo nhiệt độ và độ khoáng hóa
Khi ta đã biết đƣợc độ khoáng hóa của nƣớc vỉa, thì điện trở suất Rw, Rt, Rmf, … chỉ còn phụ thuộc vào nhiệt độ tại vỉa. Việc xác định nhiệt độ vỉa đã đƣợc trình bày ở mục (1.1.2.6 C). Sau đây là một số phƣơng pháp xác định đƣợc các điện trở suất vỉa:
Sử dụng biểu đồ cắt:
Biểu đồ cắt xây dựng trên mối quan hệ giữa nhiệt độ, độ khoáng hóa và nhiệt độ vỉa, vì thế theo biểu đồ cắt chỉ cần biết một giá trị ta có thể suy ra đƣợc các giá trị còn lại của dung dịch (hình 2.10).
Nếu đã biết độ khoáng hóa, các giá trị Rw, Rt, Rm, Rmf hay Rmc đều có thể đƣợc hiệu chỉnh từ biểu đồ cắt theo nhiệt độ vỉa. Từ giá trị độ khoáng hóa ta chọn đồ thị tƣơng ứng, trên đƣờng cong này, ứng với một nhiệt độ vỉa nằm trên trục x ta xác định đƣợc giá trị điện trở suất vỉa trên trục y.
68
Hình 2.10: Đồ thị hiệu chỉnh điện trở suất theo nhiệt độ vỉa và độ khoáng hóa. Lƣu ý là: trên biểu đồ cắt ta nhận thấy có thể xác định điện trở suất tại vỉa theo các công thức Art sau:
69
hay (Ωm): điện trở suất tại nhiệt độ vỉa (tƣơng ứng là Rt, Rm, Rmf, Rmc, hay Rw).
( 0F ), ( 0C ): nhiệt độ vỉa.
(Ωm), (Ωm): điện trở suất đo tại một nhiệt độ khác với nhiệt độ vỉa.
( 0F ), ( 0C ): nhiệt độ tại nơi đo điện trở suất.
2.1.2.2. Phƣơng pháp tính Rw theo tài liệu SP
Phƣơng pháp SP là phƣơng pháp duy nhất có thể tính đƣợc giá trị Rw bằng cách
sử dụng các độ thị. Có 2 cách nhƣ sau: Cách 1:
Nhƣ đã trình bày ở phƣơng pháp tính hàm lƣợng sét theo phƣơng pháp SP (mục 2.1.1.2), các công thức ). Ta có thể viết lại nhƣ sau:
Nếu ta xác định đƣợc bằng các phƣơng pháp khác, ta tính đƣợc SSP, từ SSP
và hệ số , cũng nhƣ là đã đƣợc xác định ở đầu
giếng. Ta tính đƣợc .
Cách 2:
Sau khi hiệu chỉnh SP thành SSP (mục 2.1.1.2 vừa kể trên). Từ biên độ SSP (mV) và nhiệt độ vỉa, ta xác định đƣợc tỉ số ệ ở
70
Hình 2.11: Xác định tỉ số .
Vậy ta tính đƣợc , kết hợp với nhiệt độ vỉa, cuối cùng ta xác định đƣợc giá trị
71
Hình 2.12: Đồ thị hiệu chỉnh về .
2.1.2.3. Phƣơng pháp xác định điện trở suất thực và từ các điện trở suất RLLD hoặc RILD và đo nông RMSFL)
Hiệu chỉnh giá trị điện trở suất đo sâu (RLLD, RILD) về giá trị điện trở suất đới nguyên Rt và hiệu chỉnh giá trị điện trở suất đo nông (RMSFL) về giá trị điện trở suất
của đới thấm nhiễm hoàn toàn Rxo bằng đồ thị hình 2.13 đối với phƣơng pháp log
72
Hình 2.13: Đồ thị hiệu chỉnh giá trị điện trở suất RLLD về giá trị điện trở suất Rt và hiệu chỉnh giá trị điện trở suất RMSFL về giá trị điện trở suất Rxo.
73
Hình 2.14: Đồ thị hiệu chỉnh giá trị điện trở suất RILD về giá trị điện trở suất Rt và hiệu chỉnh giá trị điện trở suất RMSFL về giá trị điện trở suất Rxo.
Các đồ thị này còn gọi là các toán đồ log xoáy. Trên các toán đồ này, khi đã xác định đƣợc các điểm nhƣ trên hình, ta dể dàng suy ra đƣợc các giá trị Rt, Rxo, dj theo các đƣờng cong trên toán đồ.
2.1.3. Xác định giá trị độ rỗng
Sau khi rời rạt giá trị các đƣờng cong, ta có thể tính độ rỗng cho từng khoảng rời rạt theo các phƣơng pháp sau:
74
A. Từ log điện trở suất
Từ công thức Archie ta có thể tính độ rỗng theo công thức sau:
ớ ệ ở ấ ủ ớ ấ ễ
B. Từ log mật độ (density):
Tính giá trị độ rỗng cho từng khoảng rời rạt theo công thức sau:
Trong đó:
: là giá trị độ rỗng tổng tính theo tính theo phƣơng pháp mật độ đƣợc
hiệu chỉnh theo hàm lƣợng shale.
lần lƣợt là giá trị mật đô đọc đƣợc trên đƣờng log mật độ (RHOB)
của vỉa chứa, giá trị đọc trên đƣờng log mật độ của vỉa sét gần nhất.
lần lƣợt là giá trị mật độ của matrix (khung đá chứa) xác định bằng
phƣơng pháp mẫu lỗi, giá trị mật độ của fruil (filtrate) – với dung dịch bùn cơ bản: ρf = ρmf = 0.9 đối với filtrate là dầu, với ρf = ρmf = 1 g/c3 đối với filtrate gốc nƣớc ngọt, ρf = ρmf = 1.1 g/c3 đối với filtrate gốc nƣớc mặn.
C. Từ log neutron:
Trƣờng hợp phƣơng pháp log neutron thể hiện giá trị đo dƣới dạng chỉ số HI, độ rỗng neutron đƣợc tính theo công thức sau:
Trong đó:
: là giá trị độ rỗng tổng tính theo tính theo phƣơng pháp neutron đƣợc hiệu chỉnh theo hàm lƣợng shale.
75
: lần lƣợt là chỉ số hidro đọc đƣợc trên đƣờng log neutron (NPHI) của vỉa chứa, giá trị đọc trên đƣờng log neutron của vỉa shale gần nhất.
: lần lƣợt là chỉ số hidro của matrix (khung đá chứa) xác định bằng
phƣơng pháp mẫu lỗi, chỉ số hidro của fruil (chất lƣu: nƣớc lọc bùn).
D. Từ log kết hợp Neutron – Mật đô
Phƣơng pháp neutron-density kết hợp là phƣơng pháp có thể tính độ rỗng, tính hàm lƣợng sét (mục 2.1.1.3), cũng nhƣ phát hiện các đới chứa khí. Ở đây, tiến hành xác định độ rỗng theo phƣơng pháp neutron-density có thể thực hiện nhƣ sau:
Sử dụng công thức:
Giá trị độ rỗng tính theo phƣơng pháp neutron và density chƣa hiệu chỉnh shale: ớ ộ
sẽ đƣợc hiệu chỉnh theo công thức:
ớ ộ ệ ỉ ộ ủ ỉ ậ
Cuối cùng độ rỗng đƣợc tính theo công thức:
Lƣu ý: công thức này có thể thay đổi nhỏ trong các trƣờng hợp thực nghiệm. Phƣơng pháp đồ thị:
76
Dƣới đây là biểu đồ cắt neutron-density hiệu chỉnh giá trị độ rỗng cũng nhƣ xác định thành phần thạch học.
Hình 2.15: Biểu đồ cắt N-D hiệu chỉnh giá trị độ rỗng từ neutron và mật độ. Giả sử độ rỗng xác định từ phƣơng pháp neutron la 24%, từ mật độ là 9% (hình 2.15), thì độ rỗng thật đƣợc xác định là 17% và thành phần thạch học là Dolomite, dung dịch khoan ở đây là góc nƣớc ngọt.
Từ các số đo dọc trên log, ngƣời ta xác định giá trị độ rỗng neutron và mật độ, sau đó thể hiện mối quan hệ này lên biểu đồ cắt. Từ những điểm xây dựng đƣợc ta có thể xác định thành phần thạch học, độ rỗng trung bình cũng nhƣ xác định đƣợc hàm lƣợng sét của đới (hình 2.8).
77
Phƣơng pháp này không xác định đƣợc độ rỗng thứ sinh. Độ rỗng sonic đƣợc tính theo công thức sau:
Trong đó:
Công thức (2.19) dùng cho cát kết hoặc đá vôi và (2.20) dùng cho cát chƣa
kết.
: là giá trị độ rỗng tính theo tính theo phƣơng pháp sonic đƣợc hiệu chỉnh theo hàm lƣợng shale.
: lần lƣợt là thời gian truyền đọc đƣợc trên đƣờng log sonic (DT) của vỉa chứa, vỉa shale lân cận.
: lần lƣợt là thời gian truyền sonic của matrix (khung đá chứa) xác định bằng phƣơng pháp mẫu lỗi, thời gian truyền của fruil (chất lƣu: nƣớc lọc bùn) – với ∆tf = 189 μs/ft đối với dung dịch nƣớc ngọt, ∆tf = 185 μs/ft đối với dung dịch nƣớc mặn.
Đối với các vỉa hidrocacbon thì độ rỗng thu đƣợc sẽ cao hơn thực tế, cần hiệu chỉnh ảnh hƣởng của hidrocacbon. Theo Hilchie:
Đối với khí:
Đối với dầu:
F. Tính độ rỗng trung bình
Thông thƣờng độ rỗng sau khi đƣợc xác định bằng các phƣơng pháp, thì chúng ta phải tính độ rỗng trung bình, mới có thể suy ra đƣợc độ bảo hòa nƣớc cho đới thấm. Việc xác định độ rỗng trung bình cũng khá là rắc rối. Thông thƣờng độ rỗng
trung bình đƣợc tính một cách tổng quát cho các phƣơng pháp nhƣ sau:
Quá trình tính toán phải đƣợc hiệu chỉnh để có kết quả độ rỗng
78
phƣơng pháp sonic ở đây không áp dụng tính độ rỗng đƣợc. Trong khi đối với đới chứa khí, thì độ rỗng cũng không thể áp dụng tính toán đƣợc, mà phải thực hiện hiệu chỉnh cho khí.
Nói tóm lại độ rỗng đƣa ra sau cùng, không phải bao giờ cũng đƣợc tính toán theo công thức (2.23), mà phải đƣợc so sánh và hiệu chỉnh. Đặc biệt phƣơng pháp neutron-density kết hợp có thể tính độ rỗng , kế đó độ rỗng đem so sánh với độ rỗng tính theo các phƣơng pháp khác và sau cùng ta có kết quả độ rỗng chính xác nhất.
2.1.4. Xác định độ bão hòa nƣớc A. Xác định theo công thức Archie A. Xác định theo công thức Archie
Độ bão hòa nƣớc của đới nguyên:
ở ộ ướ ủ ớ
Độ bão hòa nƣớc đới thấm nhiễm hoàn toàn:
Độ bão hòa nƣớc là thông số không thể thiếu để đánh giá trữ lƣợng HC.
Nếu so sánh với ta có thể đánh giá đƣợc độ dịch chuyển đối với HC nhờ
vào quá trình thấm nhiễm của dung dịch khoan. Đánh giá độ bão hòa nƣớc bằng phƣơng pháp tỉ số:
Phƣơng pháp lập tỉ số giữa và giúp ta xác định đƣợc sự dịch chuyển