IV. TIỀM NĂNG DẦU KHÍ
A. PHƯƠNG PHÁP ĐIỆN
1. PHUƠNG PHÁP ĐO ĐIỆN NHÂN TẠO
Theo độ dài của dơn (khoảng cách sắp xếp giữa các điện cực) người ta chia làm 2 loại :
- Đo sườn
- Đo vi điện cực
I. Đo sườn
1) Đo sườn định hướng 7 điện cực
Ao là điện cực trung tâm , ba cặp điện cực bố trí đối xứng qua qua Ao là M1 và M2 ; M’1 và M’2 ; A1 và A2
Nguyên lý: Ao , A1 , A2 phĩng ra dịng điện định hướng. Dưới tác dụng của dịng điện khơng đổi Io được phĩng ra bởi điện cực Ao, dịng điện định hướng được phĩng ra từ điện cực định hướng A1 và A2 được điều chỉnh sao cho khơng phụ thuộc điện trở của đất đá kế bên và điện trở của dung dịch trong giếng khoan , đảm bảo sự cân bằng điện thế giữa các điện cực Ao, A1 và A2. Điều kiện để điện thế giữa các điện cực được cân bằng là hiệu điện thế giữa hai cặp điện cực ghi M1M’1 và M2M’2 bằng 0 dưới sự thay đổi cường độ dịng điện định hướng. Nếu như điện thế của điện cực Ao, A1, A2 là bằng nhau thì sẽ khơng cĩ dịng điện chạy dọc theo giếng khoan mà chỉ hướng vào đất đá nghiên cứu . (Hình 8)
2) Đo sườn định hướng 3 điện cực
Bao gồm 3 điện cực hình trụ dài Ao, A1, A2. Ao là điện cực trung tâm , hai điện cực đối xứng qua Ao là A1 và A2.
Nguyên lý hoạt động: cũng giống như 7 điện cực
3) Đo sườn định huớng đơi DLL: (Dual Laterolog)
3.1. Đo sâu sườn LLD: (deep laterolog)
Bao gồm 9 điện cực Ao, A1, A’1, A2, A’2, M1, M1’, M2, M2’. Nguyên lý hoạt động cũng giống như 7 điện cực .
A1, A1, A2’, A2’ được nối với nhau và dùng để phĩng ra dịng điện định hướng. Dịng này sau khi đi qua đất đá sẽ bị uốn cong và quay trở lại điện cực thu.
3.2. Đo nơng LLS: (shallow laterolog)
Cũng bao gồm 9 điện cực nhưng khác phương pháp đo sâu là điện cực A1,A1’ phĩng ra dịng điện định hướng cịn A2,A2’ được sử dụng như là điện cực thu.
Ứ
ng dụng:
Phương pháp đo sâu sườn LLD và đo nơng LLS dùng để nghiên cứu: • Điện trở thực của vỉa
• Điện trở của vùng thấm • Đường kính của vùng thấm
LLD LLS A2 A1 M2 M1 Io AO M’1 M’2 A’1 A’2
II. Đo vi điện cực
1) Đo vi điện cực khơng định hướng ML (MicroLog)
Gồm 3 điện cực Ao, M1, M2 được bố trí trên một đệm lĩt cao su dùng để chống lại sự nén ép của thành giếng khoan khi thiết bị tiếp xúc với thành giếng. Các điện cực này cách nhau1 inch.
2) Đo vi điện cực định hướng MLL (MicroLateroLog)
Bao gồm điện cực nhỏ Ao bao quanh bởi 3 điện cực trịn A1, M1và M2 được bố trí trên một đệm lĩt cao su. Điện cực Ao phát ra dịng điện khơng đổi Io để duy trì hiệu điện thế khơng đổi bằng 0 giữa M1 và M2 khi Ao phĩng ra dịng điện. Đối với lớp bùn sét cĩ đường kính > 3/8 inch thì giá trị điện trở của MLL phải hiệu chỉnh. Độ phân giải của MLL khoảng 1,7 inch và độ sâu nghiên cứu từ 1-2 inch.
3) Đo vi điện cực định hướng dạng cầu MSFL (Micro Spherically Focus Log)
Phương pháp MSFL được thay thế cho ML và MLL khi được kết hợp đo một lượt với các thiết bị khác như DLL. (Hình 9)
Thiết bị đo bao gồm điện cực trung tâm Ao , điện cực phát A1 , điện cực ghi Mo và hai điện cực điều chỉnh điện thế.
So với MLL thì MSFL ít bị ảnh hưởng bởi chiều dày lớp bùn sét vì vậy nĩ cĩ thể đo chính xác giá trị điện trở của đới ngấm hồn tồn trong cả điều kiện vỉa cĩ độ thấm kém.
io
Trong trường hợp lớp bùn sét cĩ bề dày lớn hơn ½ inch thì giá trị điện trở MSFL cần phải hiệu chỉnh thơng qua hai thơng số là chiều dày hmc và điện trở của lớp bùn sét Rmc. AO MO A1 ∆V=0
HÌNH 9 : MƠ HÌNH CẤU TẠO CỦA MSFL ia
Vỉa
Bùn khoan Bùn
2. PHƯƠNG PHÁP ĐO ĐIỆN THẾ PHÂN CỰC TỰ NHIÊN TRONG ĐẤT ĐÁ ĐẤT ĐÁ
SP là phương pháp nghiên cứu trường điện tĩnh trong giếng khoan, trường điện này được tạo thành do các quá trình lý hố xảy ra giữa mặt cắt giếng khoan với đất đá và giữa các lớp đất đá cĩ thành phần thạch học khác nhau. (hình 10)
Các quá trình lý hố bao gồm :
- Quá trình khuyếch tán muối từ nước vỉa đến dung dịch giếng khoan và ngược lại
- Quá trình hút các ion ở trên bề mặt của các tinh thể đất đá
- Quá trình thấm từ dung dịch giếng vào đất đá và nước vỉa vào giếng khoan
- Phản ứng oxi hố khử diễn ra trong đất đá và trên bề mặt tiếp xúc giữa đất đá với dung dịch giếng khoan
Trong bốn quá trình trên , quá trình khuyếch tán muối và hút ion đĩng vai trị chính trong việc tạo ra trường điện tự nhiên trong đất đá .
• Khi hàm lượng muối của dung dịch khoan và nuớc vỉa bằng nhau thì khơng cĩ SP
• Nếu dung dịch khoan gốc dầu thì cũng khơng cĩ SP
Các phương pháp của SP
1. Phương pháp SP thơng dụng 2. Phương pháp Gradien SP
Đơn vị ghi của SP là Milivon
Ứng dụng chung:
Phương pháp SP khi kết hợp với các đường cong khác người ta cĩ thể :
Nghiên cứu mặt cắt thạch học của giếng khoan
Liên kết lát cắt : xác định vỉa sản phẩm
Xác định độ khống hố của nước vỉa và nước dung dịch giếng khoan
Xác định độ sét , độ rỗng , độ thấm và độ bão hồ dầu trong đất đá
HÌNH 10 : HÌNH ẢNH MINH HỌA ĐƯỜNG CONG SP SP - mv Thạch học Điện trở Sét Cát sạch Cát lẫn bùn Đá Phiến sét bùn Đá Cát kết Nước mặn Nước ngọt Đá Granit bùn
3. PHƯƠNG PHÁP ĐO CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ TRONG ĐẤT ĐÁ:
Phương pháp cảm ứng điện từ là phương pháp đo trong giếng khoan điện thế của từ trường thay đổi tạo ra bởi dịng điện xốy, dịng điện này đi trong đất đá và được tạo ra bởi cuộn dây nguồn.
Phương pháp cảm ứng điện từ cĩ thể sử dụng (đo) trong giếng khoan ngập nước dung dịch , thậm chí trong giếng khoan dung dịch khơng dẫn điện như: dầu, khơng khí hoặc khí tự nhiên.
Ứng dụng:
Phương pháp cảm ứng điện từ được kết hợp với các đường cong khác để:
Xác định vỉa sản phẩm
Xác định điện trở Rt của vỉa
Xác định điện trở vùng thấm và đường kính vùng thấm
B. PHƯƠNG PHÁP PHĨNG XẠ
Phương pháp địa vật lý giếng khoan dựa trên quá trình phĩng xạ (phĩng xạ tự nhiên, phĩng xạ do bị kích) xảy ra ở các phần tử hạt nhân nguyên tử được gọi là phương pháp địa vật lý phĩng xạ hay carota phĩng xạ.
Hiện nay cĩ rất nhiều phương pháp phĩng xạ khác nhau, tuy nhiên chỉ cĩ ba phương pháp sau là sử dụng rộng rãi nhất :
1. Phương pháp Gamma Ray (GR) hay cịn gọi là phương pháp Gamma tự nhiên
2. Phương pháp Gamma Gamma Carota 3. Phương pháp Nơtron
Những phương pháp này cĩ thể sử dụng trong giếng khoan đã và chưa chống ống
1. Phương pháp Gamma tự nhiên (GR)
I. Phương pháp Gamma tự nhiên tổng
Là phương pháp đo hoạt độ Gamma tự nhiên trong đất đá.
Sự phân rã hạt nhân nguyên tử ở điều kiện tự nhiên (khi cĩ phĩng xạ) bao giờ cũng kèm theo hiện tượng bức xạ α, β, γ. Tất cả những bức xạ α, β, γ sẽ tác động vào mơi trường xung quanh và chúng sẽ bị hấp thụ một phần nào đĩ.
Những tia α phần lớn kém bền vững cĩ khả năng ion hố cao. Dịng tia α này hầu như bị hấp thụ bởi những lớp đất đá cực mỏng vài µm
Dịng tia β cĩ khả năng đâm xuyên cao hơn α và hầu như cũng bị hấp thụ bởi những lớp đất đá cĩ độ dày lớn hơn vài m.m.
Dịng tia γ được xem là bức xạ điện từ sĩng ngắn cĩ tần số cao được đo ở đơn vị MeV. (Megaelectron von)
Nhờ vào khả năng đâm xuyên cao của bức xạ γ, nĩ cĩ ý nghĩa thực tế khi nghiên cứu mặt cắt giếng khoan (tia γ bị hấp thụ bởi lớp đất đá cĩ độ dày gần 1m). Chính vì vậy mà khi đo trong giếng khoan chống ống khơng ảnh hưởng đến giá trị đo.
Dụng cụ Gamma-Ray đọc sự phản xạ Gamma-Ray tự nhiên cho bởi đá. Đá phiến sét phĩng thích nhiều Gamma-Ray tự nhiên, bởi vậy nĩ được đọc cao trên Gamma-Ray log.
Cát kết và đá vơi khơng phĩng thích nhiều Gamma-Ray, bởi vậy nĩ cho chỉ số thấp (hình 11)
Đơn vị đo của GR là Bg/g hay gAPI
Ứng dụng:
• Xác định sét lục nguyên và đá Cacbonat • Xác định hàm lượng sét chứa trong vỉa
II. Phương pháp Gamma tự nhiên thành phần
Là phương pháp xác định thành phần các nguyên tố phĩng xạ tự nhiên K,U,Th.
Phương pháp này dùng để giải quyết các vấn đề sau :
• Liên kết từng phần phân chia đất đá theo từng dạng thạch học khác nhau.
• Đánh giá các dạng của vỉa sét , thành phần khống vật sét trong đất đá.
HÌNH 11 : HÌNH ẢNH MINH HỌA ĐƯỜNG CONG GAMMA RAY
Độ sâu (feet) Thành hệ Dakota Thành hệ Kiowa Đ á ph ie án se ùt Đ á ca ùt ke át Pecmi Đơn vị API
2. Gamma Gamma Carota
Dùng phĩng xạ γ bắn vào trong đất đá rồi đo lại.
Nguyên lý : dựa vào đặc tính tán xạ của γ bức xạxuất hiện khi kích thích lên đất đá một nguồn γ bên ngồi. Tác động giữa Gamma bức xạ và vật chất là tạo thành một cặp điện tử pozitron, hiệu ứng quang điện, hiệu ứng compton.
Cặp điện tử pozitron : tạo thành dưới tác động Gamma lượng tử cĩ năng lượng lớn (5 – 10 MeV) với hạt nhân nguyên tử. Kết quả Gamma lượng tử mất đi và trong trường điện hạt nhân cặp electron pozitron được tạo thành.
Hiệu ứng quang điện: diễn ra dưới sự hấp thụ Gamma lượng tử từ một trong số những electron của hạt nhân, năng lượng Gamma lượng tử tạo thành ở năng lượng electron, electron này quay quanh hạt nhân. Thơng thường ảnh hưởng của hiệu ứng quang điện với vật chất là rất nhỏ.
Hiệu ứng Compton: khác hiệu ứng quang điện, Gamma lượng tử khơng mất đi mà chỉ mất một phần năng lượng cho một trong những electron của nhân và thay đổi hướng chuyển động (tán xạ).
Trong phương pháp Gamma Gamma Carota cĩ 2 phương pháp : • Gamma Gamma mật độ
• Gamma Gamma lựa chọn
1. Gamma Gamma mật độ (Density): chủ yếu đo Gamma lượng tử tán xạ cĩ thành phần cứng dùng để xác định mật độ đất đá trong giếng khoan.
Dụng cụ Density log bao gồm một nguồn phĩng xạ Gamma-ray cao được dùng để phĩng vào trong vỉa. Phĩng xạ đi xuyên qua đá và được ghi nhận bởi sự chống lại.
Nếu đá nặng và dày đặc thì chỉ cĩ một vài Gamma-ray đạt tới sự chống lại và được đọc cao trên log. Nếu đá nhẹ và rỗng, như cát kết và đá vơi thì nhiều Gamma-ray đạt tới sự chống lại và chúng được đọc với giá trị thấp trên log (hình 12)
Đơn vị: g/cm3
Ứng dụng:
Phương pháp Gamma Gamma mật độ (Density) sử dụng rộng rãi để phân vỉa , đánh giá thành phần thạch học, đánh giá độ rỗng, phát hiện vỉa khí, kiểm tra trạng thái giếng khoan.
2. Gamma Gamma lựa chọn: khơng được sử dụng thường xuyên nên khơng đề cập
3. Nơtron CarotaNguyên lý cơ bản: Nguyên lý cơ bản:
Hạt nơtron là những hạt khơng tích điện, khơng bị ion hố bởi mơi trường xung quanh. Do khơng tích điện nên nơtron khơng bị mất năng lượng khi tương tác với electron và hạt nhân, bởi vậy nơtron cĩ khả năng đâm xuyên cao.
Nơtron log là một loại của log độ rỗng mà đo sự hiện diện của hydrogen trong những phân tử nước trong một vỉa. Đá phiến sét chứa nhiều nước, log Nơtron đọc độ rỗng rất cao trong vỉa phiến sét. (hình 13)
Năng lượng của nơtron đo bằng: MeV
Phương pháp nơtron dùng để tính độ rỗng đất đá, ngồi ra khi kết hợp với các phương pháp khác cĩ thể dùng để đánh giá thành phần thạch học, phân vỉa, xác định ranh giới dầu, nước của vỉa.
HÌNH 12: HÌNH ẢNH MINH HỌA ĐƯỜNG CONG DENSITY
Đơn vị API Độ rỗng Density gm/cc
Độ sâu (feet)
HÌNH 13: HÌNH ẢNH MINH HỌA ĐƯỜNG CONG NƠTRON
Độ rỗng Nơtron %
Đơn vị API
Độ sâu (feet)
HÌNH 14: HÌNH ẢNH MINH HỌA ĐƯỜNG CONG DENSITY VÀ NƠTRON
Độ rỗng Nơtron / Density
Đơn vị API
Độ sâu (feet)
C. PHƯƠNG PHÁP SĨNG ÂM
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.
Ứng 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 II:
ÁP DỤNG CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐỊA VẬT LÝ GIẾNG KHOAN ĐỂ XÁC ĐỊNH TÍNH CHẤT VỈA SẢN PHẨM Ở GIẾNG
KHOAN RB-3X, MỎ RUBY, BỒN TRŨNG CỬU LONG
Rm = 0.061 ohm.m ở 26 oC Độ sâu đáy giếng: 4230 m Rmc = 0.115 ohm.m ở 26 oC BS = 12.255 inch
фsh = 22 % Gradient nhiệt độ = 3 oC/100 m Nhiệt độ bề mặt T = 30 oC Nhiệt độ đáy giếng T = 116 oC
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
I . 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