ĐÁ
SP là phương pháp nghiên cứu trường điện tĩnh trong giếng khoan, trường điện này được tạo thành do các quá trình hoá lý diễn ra giữa mặt cắt giếng khoan với đất đá và giữa các lớp đất đá có thành phần thạch học khác nhau.
Các quá trình hoá lý bao gồm:
1. Quá trình khuyếch tán muối từ nước vỉa đến dung dịch giếng và ngược lại.
2. Quá trình hút ion ở trên bề mặt của các tinh thể đất đá.
3. Quá trình thấm từ dung dịch giếng vào đất đá và nước vỉa vào giếng khoan.
4. Phản ứng oxi hoá khử diễn ra trong đất đá và trên bề mặt tiếp xúc giữa đất đá với dung dịch giếng khoan.
Khả năng của đất đá phân cực dưới tác dụng của quá trình lý hoá nói trên được gọi là hoạt tính điện hoá tự nhiên.
Trong bốn quá trình trên, quá trình khuyếch tán và hút ion đóng vai trò chính trong việc tạo ra các trường điện tự nhiên trong đất đá.
SP có đơn vị là mV.
⇒ Từ SP có thể tính được độ thấm của đất đá, xác định được lớp cát, sét : cát ngấm nhiều, sét ngấm ít .
1. Quá trình khuyếch tán và hút ion
S a fluid là độ khoáng hoá của dung dịch giếng khoan
Do khác nhau về độ khoáng hoá và thành phần hoá học sẽ tạo ra sức điện động khuyếch tán được xác định bởi công thức:
ED = KD lg (S a water / S a fluid )
KD là hệ số sức điện động khuyếch tán, phụ thuộc vào thành phần hoá học của muối.
* Đối với nước vỉa và dung dịch giếng khoan có thành phần muối đơn giản (NaCl) ta có công thức:
ED = KD lg( R water / R fluid )
Giả sử ở nhiệt độ 180C, dung dịch NaCl ta có: ED = -11.6lg( R water / R fluid )
* Khi hai lớp đất đá tiếp xúc nhau khác thành phần thạch học hoặc giữa chất lỏng với đất đá thì sẽ xuất hiện sức điện động:
ED = ( KD + ADA )lg( R water / R fluid )
ADA là hoạt động khuyếch tán và hút ion của đất đá *Đối với lớp cát sạch tiếp xúc với sét sạch ta có:
ES max = -69.6lg( R water / R fluid )
* Trong thực tế người ta không xác định biên độ tĩnh mà xác định biên độ tĩnh khác với sự hút điện trở ở từng giai đoạn giếng khoan.
a. Phương pháp SP thông dụng
Gồm hai điện cực M và N, N cố định, M chạy dọc theo giếng khoan. ∆Usp = 1Usp N - U const
Giá trị ∆Usp phụ thuộc rất nhiều yếu tố khác nhau (môi trường, thiết bị) vì vậy khi sử dụng phải hiệu chỉnh.
b. Phương pháp gradient SP
Hai điện cực M và N đều nằm trong giếng khoan và cách nhau 1m. Phương pháp này dùng để nghiên cứu chi tiết mặt cắt giếng khoan và khi dòng điện không đổi.
c. Phương pháp đo bằng điện cực tự chọn
Gồm điện cực chính M để ghi và hai điện cực phụ N1 và N2, A1 và A2 là hai điện cực nguồn.
Phương pháp này có tác dụng giảm ảnh hưởng độ dày của vỉa và điện trở của đất đá lên ∆Usp, nên được dùng để phân chia những vỉa có độ thấm cao nằm giữa đất đá có điện trở cao.
d. Phương pháp đo hiệu chỉnh SP
Các phương pháp trên giá trị ∆Usp ghi được cần phải hiệu chỉnh: độ dày vỉa, điện trở vỉa, điện trở vùng thấm, đường kính giếng khoan và vùng thấm. Ở phương pháp đo hiệu chỉnh SP của những điện cực đặc biệt, có khả năng tự điều chỉnh điện trường, điện cực M1N1 và M2N2 giữa chúng luôn luôn bằng 0, vì vậy phương pháp này cho phép giảm tối đa những ảnh hưởng lên giá trị ∆Usp.
3. Ứng dụng chung
Phương pháp SP khi kết hợp với các đường cong khác người ta cần: - Nghiên cứu mặt cắt thạch học của giếng khoan.
- Liên kết lát cắt: xác định vỉa sản phẩm.
- Xác định độ khoáng hoá nước vỉa và nước dung dịch giếng khoan. - Xác định độ sét, độ rỗng, độ thấm và độ bão hoà dầu trong đất đá.