Là phương pháp dựa trên sự lan truyền của sĩng siêu âm cĩ tần số cao ( > 20 khz) để nghiên cứu tính chất vật lý cũng như thạch học của đất đá. Dựa trên những thơng số ghi chia làm ba phương pháp :
1. Siêu âm theo vận tốc 2. Siêu âm theo sự tắt dần 3. Siêu âm theo sĩng
Nguyên lý: Đất đá nằm trong mơi trường tự nhiên là những vật đàn hồ, nếu
ta kích thích một lực bên ngồi vào nĩ thì trong mơi trường sẽ xuất hiện một ứng lực kích thích lên làm di chuyển các hạt. Trong trường hợp chung dẫn đến sự xuất hiện biến dạng. Quá trình dao động lan truyền theo trình tự sự biến dạng gọi là sĩng đàn hồi. Bề mặt mà trong một thời điểm nào đĩ xuất hiện các hạt chuyển động gọi là mặt sĩng. Bước sĩng là khoảng cách giữa những chuyển động cĩ cùng một pha.
Cĩ hai loại sĩng:
Sĩng dọc : các hạt của mơi trường chuyển động theo hướng lan truyền
sĩng , lan truyền trong mơi trường rắn , lỏng , khí.
Sĩng ngang : các hạt của mơi trường chuyển động theo hướng vuơng gĩc
phương truyền sĩng, lan truyền trong mơi trường rắn.
Ưùng dụng:
Phương pháp siêu âm dùng để phân vỉa sản phẩm , đánh giá độ rỗng, nghiên cứu tính chất cơ lý của đất đá.
CHƯƠNG III. ÁP DỤNG CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐỊA VẬT LÝ GIẾNG KHOAN ĐỂ XÁC ĐỊNH TÍNH CHẤT GIẾNG KHOAN RUBY-2X.
Các thơng số dùng trong phương trình tính độ rỗng và độ bão hồ nước :
Input Clastic
Parameters Units Low OL Low OL Mid OL Upp OL Wet Upp OL Miocene
OL 90-100 OL 50-80 OL 40-50 OL 10-30 OL 4-9 Mi-9-100
Fluid type Water Gas/Oil Gas Oil Water Oil/Water
Porosity Parameters RHOmat gm/cc 2.65 2.65 2.65 2.65 2.65 2.65 RHOfl gm/cc 1 1 1 1 1 1 NPHIfl v/v -0.04 -0.04 -0.04 -0.04 -0.04 -0.04 NPHImat v/v 1 1 1 1 1 1 Dtmat us/ft 55.5 55.5 55.5 55.5 55.5 60 DTfl us/ft 189 189 189 189 189 189 CP us/ft 1 1 1 1 1 1.7 Formation Factor a - 1 1 1 1 1 1 m - 1.66 1.66 1.66 1.66 1.66 1.97 n - 1.71 1.71 1.71 1.71 1.71 1.97 Formation Water Rw ohm.m 1.3 0.9 0.4 0.1 0.11 0.04 Cwf mho/m 769 1111 2500 10000 9091 25000 @BHT oC Deg C 145 141 138 119 110 90 Salinity ppm Cl- 1100 1500 3500 20000 20000 65000 Mud data Rmf ohm.m 0.046 0.046 0.046 0.046 0.046 0.046 @BHT oC Deg C 26 26 26 26 26 26 Shale input Rsh ohm.m 20 10 9 4.5 3.5 1.5 Cwb mho/m 50 100 111 222 286 667 Cut-offs Vsh % 40 40 40 40 40 40 Perm mD 1 0.1 0.1 1 1 1 PHIE % 9 6 6 9 9 9 Swe % 75 85 85 75 75 75
Rm = 0.061 ohm.m ở 26 oC Độ sâu đáy giếng 2X = 3382m Rmc = 0.115 ohm.m ở 26 oC BS = 12.255 inch
Nhiệt độ bề mặt T = 30 oC Nhiệt độ đáy giếng T = 116 oC
Các bước giải đốn tài liệu địa vật lý giếng khoan : 1. Phân vỉa
- Xây dựng đường sét chuẩn (GRcut off): dựa vào đường GR xác định giá trị GRmax và GRmin
•GRmax là giá trị GR đọc được ở vỉa sét sạch và chuẩn nhất (cĩ bề dày tương đối, >= 1.5)
•GRmin là giá trị GR đọc được ở vỉa cát đại diện nhất (sạch và cĩ bề dày tương đối, >= 1.5m)
- Xác định giá trị GRcut off bằng cơng thức:
Với Vsh cut off = 0.4, cĩ GRmin, GRmax suy ra GR cut off
- Phân vỉa
•Căn cứ vào đường GRcut off vừa xác định để phân vỉa.
•Đồng thời phải dựa vào đường log LLD, LLS, MSFL để so sánh và xác định chính xác ranh giới vỉa cho phù hợp.
•Tất cả các vỉa cĩ giá trị GR < GRcut off là vỉa cát. Cịn những vỉa cĩ giá trị GR > GRcut off là vỉa sét.
•Trong một số trường hợp, ở trong 1 vỉa, giá trị GR biến đổi khá nhiều, chúng ta cĩ thể chia thành nhiều vỉa nhỏ (a, b, c …), đồng thời dựa vào các đường log khác để cĩ độ chính xác cao hơn.
•Đánh số thứ tự từ trên xuống, và chỉ lấy những vỉa cát cĩ chiều dày tương
Vsh= 0.8 GR - GRmin
•Cĩ một số vỉa cĩ giá trị GR và giá trị đường MSFL tăng đột biến đấy là những vỉa than, ta khơng lấy những vỉa này.
2. Xác dịnh chiều sâu và bề dày vỉa:
- Độ sâu vỉa H (m): đọc chỉ số độ sâu ở từng vỉa đã phân chia.
- Bề dày vỉa h (m): căn cứ vào độ sâu nĩc và đáy, bề dày vỉa tính theo cơng thức:
3. Xác định giá trị GR cho từng vỉa
- Trên đường GR từ biểu đồ log, ghi nhận giá trị GR cho từng vỉa (lấy giá trị trung bình).
4. Xác định hàm lượng Vsh cho từng vỉa:
Sử dụng cơng thức:
Để xác định giá trị Vsh cho từng vỉa.
5. Đọc giá trị đường kính giếng khoan (Caliper - Cals) và đường kính chồng khoan (Bitsize - BS)
- Đường kính giếng khoan Caliper (inch): xác định trên đường log Caliper
- Đường kính chồng khoan Bitsize (inch): xác định trên đường log BS, giá trị này khơng thay đổi là 12.255 inches.
6. Xác định bề dày lớp bùn khoan (mud cake)
Xác định bằng cơng thức sau:
Hvỉa = Độ sâu đáy – Độ sâu nĩc nĩc
Vsh= 0.8 GR - GRmin
Nếu giá trị Caliper >= giá trị Bitsize: coi như hmc = 0
Nếu giá trị Caliper < giá trị ø Bitsize: lấy giá trị tuyệt đối của hmc
Đối với đường log này, do giá trị Caliper >= giá trị Bitsize nên tồn bộ giá trị hmc=0
7. Xác định giá trị mật độ (Density – RHOB) g/cm3
Các giá trị đọc trên đường log RHOB, lấy theo giá trị trung bình ở mỗi vỉa.
8. Xác định giá trị Neutron (NPHI) v/v
Xác định dựa vào đường log NPHI, lấy theo giá trị trung bình ở mỗi vỉa.
9. Xác định giá trị siêu âm (Sonic - DT) µs/m
Căn cứ vào đường log DT, đọc giá trị DT cho từng vỉa, lấy giá trị trung bình.
10. Tính tốn độ rỗng hiệu dụng theo đường Density
Dựa vào cơng thức:
Xác định được ΦÂhd theo đường Density cho từng vỉa.
11. Xác định độ rỗng hiệu dụng theo đường Sonic
Với ∆Tmat = 189 (µs/m), ∆Tfluid = 630 (µs/m) và ∆T đọc được từ log Xác định được Φhd theo đường Sonic cho từng vỉa.
12. Xác định độ rỗng trung bình của vỉa
Φhd = ∆T - ∆Tmat - Vsh *Φsh Ơsh ∆Tfluid - ∆Tmat Φhd = ρmat – ρlog - Vsh * Φsh ρmat – ρfluid
Từ giá trị Φhd theo đường Density và Φhd theo đường Sonic, ta tính Φhd trung bình cho từng vỉa theo cơng thức:
13. Xác định giá trị đo sâu sườn LLD (Ohm.m)
Các giá trị được lấy từ đường log LLD, đọc giá trị trung bình cho từng vỉa.
14. Xác định giá trị đo nơng sườn LLS (Ohmm)
Các giá trị được lấy từ đường log LLS, đọc giá trị trung bình cho từng vỉa.
15. Xác định giá trị đo vi điện cực MSFL (Ohmm)
Các giá trị được lấy từ đường log MSFL, đọc giá trị trung bình cho từng vỉa.
16. Tính tốn nhiệt độ giếng khoan TGK (0C) ở từng vị trí vỉa
- Nhiệt độ bề mặt T = 30 0C ở 0 (m)
- Nhiệt độ đáy giếng khoan T = 116 0C ở độ sâu 4160 m (EM-1X), 3730 m (EM-2X)
- Ta lập phương trình tuyến tính cĩ dạng y = ax + b, biểu diễn sự thay đổi nhiệt độ giếng khoan theo theo độ sâu vỉa như sau:
Φvỉa = Φhd Density + Φhd Sonic 2
Nhiệt độ đáy giếng khoan - Nhiệt độ
TGK =
= Độ sâu giếng khoan
x Độ sâu vỉa + Nhiệt độ bề mặt
x H (m) + 30 0C TGK =
=
120 0C – 30 0C 3382 m
Ruby-2X:
17. Tính tốn nhiệt độ Tvỉa (0C)
- Nhiệt độ bề mặt T = 30 0C
- Gradient địa nhiệt 3 0C/100 m
Lập phương trình tuyến tính cĩ dạng y = ax + b, biểu hiện mối quan hệ giữa nhiệt độ vỉa và độ sâu vỉa như sau:
18. Tính tốn điện trở suất của nước vỉa Rw (Ohmm)
Aùp đụng cơng thức:
Với R1 là giá trị điện trở suất nước vỉa ứng với nhiệt độ T1 và R2 là giá trị điện trở suất nước vỉa cần tính cho từng vỉa ứng với nhiệt độ T2 = TGK của từng vỉa.
- Dựa vào độ khống hĩa của nước vỉa Sa = 24000 (ppm), tra vào bảng
Resistivity of NaCl Solution, ta xác định được giá trị R1 = 0.095 (Ohmm) ứng với T1 tại 100 0C.
19. Tính tốn điện trở suất của lớp bùn sét (mud cake) Rmc (Ohmm)
- Chọn giá trị Rmc cho trước Rmc = 0.115 (Ohmm) tại T = 26 0C
- Aùp đụng cơng thức:
TGK = 0.0216H + 30
Tvỉa = Gradient địa nhiệt x độ sâu vỉa + Nhiệt độ bề mặt
Tvỉa = 0.03H + 30
Rw = R1 [T1 + 21.5] [T2 + 21.5]
Rmc = R1 [T1 + 21.5] [T2 + 21.5]
- Thay giá trị R1 = Rmc và T1 = T cho trước, T2 = TGK của từng vỉa, ta được cơng thức tính Rmc cho từng vỉa như sau:
20. Xác định điện trở suất của dung dịch khoan Rm (Ohmm)
- Chọn giá trị Rm cho trước Rm = 0.061 (Ohmm) tại T = 26 0C
- Aùp đụng cơng thức:
- Thay giá trị R1 = Rm và T1 = T cho trước, T2 = TGK của từng vỉa, ta được cơng thức tính Rm cho từng vỉa như sau:
21. Xác định giá trị hiệu chỉnh RLLDC
- Lập tỉ số:
- Sữ dụng đồ thị Deep Laterolog Borehole Correction để xác định trị số hiệu chỉnh RLLDC ứng với đường kính chồng khoan (hole diameter), ta được 1 tỉ số:
22. Xác định giá trị hiệu chỉnh RLLSC - Lập tỉ số: Rmc = 0.115 [28 + 21.5] [TGK + 21.5] Rm = R1 [T1 + 21.5] [T2 + 21.5] Rmc = 0.061 [28 + 21.5] [TGK + 21.5] RLLD Rm RLLDC RLLD = a RLLDC = RLLD x a RLLS Rm
- Sữ dụng đồ thị Shallow Laterolog Borehole Correction để xác định trị số hiệu chỉnh RLLSC ứng với đường kính chồng khoan (hole diameter), ta được 1 tỉ số:
23. Xác định giá trị hiệu chỉnh RMSFLC
- Lập tỉ số:
- Sữ dụng đồ thị MicroSFL Mudcake Correction – Standard MicroSFL để xác định trị số hiệu chỉnh RMSFLC ứng với bề dày lớp bùn sét (hmc) của từng vỉa, ta được 1 tỉ số:
24. Lập tỉ số và
25.Xác định điện trở thực của vỉa RT
- Chọn khoảng 10 vỉa cát sạch.
- Căn cứ vào tỉ số và , sử dụng biểu đồ Dual Laterolog – Rxo Device để xác định tỉ số:
26. Tính tốn độ bão hịa nước Sw
Sử dụng cơng thức Archiev để tính tốn độ bão hịa nước:
RLLSC RLLS = b RLLSC = RLLS x b RMSFLC RMSFL = c RMSFLC= RMSFL x c RLLDC RMSFLC RLLDC RLLSC RLLDC RMSFLC RLLDC RLLSC RT RLLDC = d RT = RLLDC x d Swn = a x Rw R x Φm RMSF LRm c
27. Tính tốn độ bão hịa hydrocacbon SH
Ta cĩ:
Độ bão hịa nước Sw + Độ bão hịa hydrocacbon SH = 1 Độ bão hịa hydrocacbon SH = 1 - Độ bão hịa nước Sw +
KẾT LUẬN
Qua việc phân tích và minh giải log: • Độ rỗng trung bình từ 15 % - 30%, • giá trị Vsh trong khoảng từ 10% ~ 45% • Độ bão hịa Hydrocacbon ~ 98%
⇒ Ta nhận thấy :
• vỉa sản phẩm xuất hiện ở cả 2 tầng Mioxen và Oligoxen .
• Các vỉa sản phẩm lớn chủ yếu xuất hiện ở tầng Oligocen (độ sâu từ 2565m – 2875m), cịn ở tầng Mioxen (độ sâu từ 1824m - 1905m) thì chỉ xuất hiện những vỉa nhỏ.
• Dựa vào tài liệu thử vỉa vàsự thay đổi của đường cong Density và đường cong Neutron thì nhận thấy các vỉa sản phẩm chủ yếu là vỉa khí. Dầu cĩ xuất hiện trong 1 vài vỉa sản phẩm, nhưng số lượng khơng đáng kể. Phương pháp địa vật lý giếng khoan được sử dụng rộng rãi trong ngành cơng nghiệp dầu khí với các cơng dụng như :
• Phân vỉa sản phẩm.
• Xác định thành phần thạch học của đất đá.
• Xác định tính chất cơ lý ( độ thấm, độ rỗng, độ bão hịa,.) đất đá trong vỉa sản phẩm.
• Thành phần chất lưu trong cỉa sản phẩm
Bên cạnh những ưu điểm trên, phương pháp địa vật lý giếng khoan tại Việt Nam cũng cĩ một vài hạn chế nhất định:
• Một số máy mĩc cịn lạc hậu so với những nước cĩ ngành cơng nghiệp dầu khí phát triển.
• Những sai sĩt trong cơng tác đo đạc ( do máy mĩc, hay con người… ) đều cĩ thể dẫn tới tính tốn sai.
Tuy vậy địa vật lý giếng khoan vẫn là 1 trong những phương pháp quan trọng trong cơng tác tìm kiếm, thăm dị và khai thác dầu khí ở Việt Nam. Cần phải cĩ sự đầu tư hơn nữa vào thiết bị, nguồn nhân lực, ứng dụng những cơng nghệ mới trong việc nghiên cứu địa vật lý giếng khoan. Đây chính là gĩp phần cho việc phát triển ngành dầu khí Việt Nam trong tương lai.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Trần Lê Đơng, Phùng Đắc Hải - “Bể trầm tích Cửu Long và tài nguyên dầu khí” – Địa chất và tài nguyên dầu khí Việt Nam – Nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật – 2007.
2. Nguyễn Quốc Quân – “Bài giảng địa vật lý giếng khoan trường Đại Học Khoa Học Tự Nhiên”.
3. M H Rider – “ Thegeological interpretation of well logs” . 4. Tài liệu tham khảo từ Internet.