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 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.
Vsh= 0.8 GR - GRmin
• Đánh số thứ tự từ trên xuống, và chỉ lấy những vỉa cát cĩ chiều dày tương đối >= 1.5m.
• 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.
Hvỉa = Độ sâu đáy – Độ sâu nĩc nĩc
Vsh= 0.8 GR - GRmin
6. Xác định bề dày lớp bùn khoan (mud cake)
Xác định bằng cơng thức sau:
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:
hmc = Đường kính giếng khoan Caliper – Đường kính chồng khoan BS
Φ = ρmat – ρlog
Xác định được Φhd theo đường Density cho từng vỉa.
11. Xác định độ rỗng hiệu dụng theo đường Sonic
Với ∆Tmat =200 (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
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 (Ohm.m)
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 (Ohm.m)
Φhd = ∆T - ∆Tmat - Vsh * Φsh
Ơsh
∆Tfluid - ∆Tmat
Φvỉa = Φhd Density + Φhd Sonic 2
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 4230
- 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:
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:
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 = = 116 0C – 30 0C 4230 m TGK = 0.0203H + 30
Tvỉa = Gradient địa nhiệt x độ sâu vỉa + Nhiệt độ bề mặt T = 0.03H + 30
18. Tính tốn điện trở suất của nước vỉa Rw (Ohm.m)
Áp 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 (Ohm.m) ứng
với T1 tại 100 0C.
19. Tính tốn điện trở suất của lớp bùn sét (mud cake) Rmc (Ohm.m)
- Chọn giá trị Rmc cho trước
Rmc = 0.115 (Ohm.m) tại T = 26 0C
- Áp đụng cơng thức:
- 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 (Ohm.m)
Rw = R1 [T1 + 21.5] [T2 + 21.5] Rmc = R1 [T1 + 21.5] [T2 + 21.5] Rmc = 0.115 [26 + 21.5] [TGK + 21.5]
- Chọn giá trị Rm cho trước
Rm = 0.061 (Ohm.m) 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. Tính tốn độ bão hịa nước Sw
Sử dụng cơng thức Archiev để tính tốn độ bão hịa nước:
22. Tính tốn độ bão hịa hydrocacbon SH
Ta cĩ: Rm = R1 [T1 + 21.5] [T2 + 21.5] Rmc = 0.061 [26 + 21.5] [TGK + 21.5] Swn = a x Rw RTx Φm Ơm
Độ bão hịa nước Sw+ Độ bão hịa hydrocacbon SH = 1 Độ bão hịa hydrocacbon SH = 1 - Độ bão hịa nước Sw +
KẾT LUẬN
Kết quả phân tích cho thấy độ rỗng của giếng khơng thấp, dao động trong khoảng từ 13-24% nhưng tầng Miocene là tầng chứa chủ yếu trong mỏ Ruby. Rất nhiều vỉa sản phẩm được tìm thấy trong tầng này, nhưng ở đây chỉ phân tích vĩa sản phẩm và nhìn vào sự thay đổi của đường cong mật độ và đường cong neutron nhận thấy hầu hết các sản phẩm là dầu, chỉ cĩ một vỉa khí ở tầng Oligocene. Các vỉa sản phẩm tập trung nhiều trong tầng Miocene
Phương pháp địa vật lý giếng khoan cĩ những ưu điểm là được sử dụng rộng rãi để phân vỉa, xác định thành phần thạch học cũng như xác định độ rỗng và độ thấm của đất đá. Tuy nhiên phương pháp này cũng cĩ một số những hạn chế nhất định:
+ Chất lượng tài liệu đo trong giếng khoan, do tính chất thấm chứa được xác định trên cơ sở sử dụng tổ hợp nhiều phương pháp đo như: điện, phĩng xạ, siêu âm, mật độ RHOB….nên nếu một trong những tài liệu trên cĩ chất lượng thấp (do máy mĩc thiết bị lạc hậu, do cơng tác đo và xử lý số liệu khơng chính xác, do thời tiết,….) đều dẫn đến sai số trong tính tốn.
+ Việc minh giải tài liệu log vẫn cịn nhiều sai sĩt và khơng thật chính xác một phần do trình độ của người minh giải log, mặt khác do các phần mềm minh giải vẫn chưa được viết đầy đủ dẫn đến một số tài liệu log phải minh giải bằng tay.
Những hạn chế trên chỉ chiếm một tỷ lệ rất nhỏ so với lợi ích mà phương pháp này mang lại. Trong tương lai địa vật lý giếng khoan vẫn là một phương pháp nghiên cứu chủ đạo trong cơng tác tìm kiếm, thăm dị và khai thác dầu khí ở Việt Nam. Cần tăng cường hơn nữa việc đầu tư vào nghiên cứu ĐVLGK, dần đưa vào các phương pháp sử dụng cơng nghệ cao để gĩp phần hồn thiện hơn nữa cơng tác này gĩp phần hồn thành tốt các nhiệm vụ được giao.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Tập đồn Dầu Khí Việt Nam, Địa chất và tài nguyên Dầu Khí Việt Nam.
NXB Khoa học và Kỹ thuật, tháng 6-2007
2. TS Nguyễn Quốc Quân, Bài giảng địa vật lý giếng khoan. Trường
ĐHKHTN, năm 2006
3.John T. Dewan, Essentials of Modern Open-Hole Log Interpretation.
PennWell Books PennWell Publishing Company, Tulsa, Oklahoma. 4. Tiểu luận và khĩa luận các khĩa trước.
PHỤ LỤC
Hình log giếng các vỉa sản phẩm của tầng Miocene và Oligocene của giếng khoan 3X, mỏ Ruby.
Bảng kết quả tính tốn độ rỗng thấm của vỉa sản phẩm tầng Miocene và Oligocene của giếng khoan 3X, mỏ Ruby.