Chương 2. TRIỂN KHAI TÍNH TOÁN ðỘ THẤM TRONG NGÀNH ðỊA CHẤT CHẤT
2.3 Vấn ủề tớnh ủộ thấm
Nghiờn cứu về ủộ thấm là một lĩnh vực chuyờn sõu của nghiờn cứu mỏ, hệ số thấm cũng là ủại lượng cú mặt trong phương trỡnh chuyển ủộng của chất lưu trong mụi trường ủỏ chứa. Việc xỏc ủịnh ủộ thấm của cỏc chất lưu trong mỏ là một bài toỏn hết sức khú khăn của cụng tỏc ủo ủạc và thực nghiệm. Do ủú, ủộ thấm thường chỉ ủược ủo ủạc tại một số ủiểm mẫu (vớ dụ như tại một số giếng khoan mẫu).
Dựa vào thụng tin của những ủiểm mẫu ủú, cỏc nhà khai thỏc sẽ nội suy ra thụng tin của ủiểm khỏc khi cần.
2.3.1 Ph.ơng phỏp xỏc ủ-nh ủ th[m m\u
ðộ thấm mẫu ủược xỏc ủịnh bởi cỏc phộp ủo trực tiếp trờn mẫu ủất ủỏ và thực hiện trong ủiều kiện phũng thớ nghiệm. Ngoài ra, ủộ thấm mẫu cũn cú thể ủược xỏc ủịnh nhờ việc nghiờn cứu cỏc chế ủộ ỏp suất dũng chảy trong quỏ trỡnh khai thỏc thử giếng khoan.
Cỏc phộp ủo ủạc trờn mẫu lừi chỉ biểu diễn ủược giỏ trị ủộ thấm của một số ủiểm
cho cả giếng khoan. Cỏc biểu ủồ này, sẽ phự hợp với một vài giếng khoan trong vỉa chứa, ủụi khi cũng cú thể cho phộp hiệu chỉnh cả một phần vỉa chứa từ giếng này tới giếng khác.
Cỏc phương phỏp chớnh ủể xỏc ủịnh ủộ thấm mẫu [9,11]:
Nghiờn cứu ủộ thấm theo tài liệu mẫu lừi: Mẫu lừi sẽ ủược gia cụng theo chuẩn của mỏy, chiết tỏch hết phần chất lưu và ủược làm khụ. Thường là sử dụng khớ nộn ủể bơm vào trong mẫu. ðể ủảm bảo dũng chảy tầng trong mẫu, một số ủiểm cần phải ủược ủiều khiển ủể cú lưu lượng thấp và chuẩn bị trước biểu ủồ tương quan giữa q /A và dP /dL (với A là diện tớch của mẫu lừi; L chiều dài mẫu lừi). Dữ liệu phải ủược vẽ thành một ủường thẳng ủi qua gốc tọa ủộ. ðộ nghiờng của ủường thẳng sẽ biểu diễn tỷ số
/
k à. Từ ủú cho thấy giỏ trị ủộ thấm cú thể ủược xỏc ủịnh bằng cỏch nhõn giỏ trị ủộ nhớt của chất lưu với ủộ nghiờng của ủường kết quả.
Nghiờn cứu ủộ thấm theo tài liệu thử vỉa (phương phỏp phục hồi ỏp suất):
ðõy là phương phỏp thụng dụng nhất ủể khảo sỏt giếng. Theo phương phỏp này lưu lượng và phản hồi ỏp suất theo thời gian ủược theo dừi ủồng thời.
Nghiên cứu khảo sát dòng: ðây là phương pháp khảo sát dòng trong quá trỡnh khai thỏc. Phương phỏp này ủược sử dụng ủể xỏc ủịnh lưu lượng của các khoảng cho dòng trong khoảng mở vỉa khai thác. Trong khoảng mở vỉa gồm nhiều khoảng cho dũng khỏc nhau. Thiết bị ủo ủược thả vào trong lũng giếng ủang khai thỏc và ủo cỏc ủiểm từ ủỏy giếng lờn trờn. Cỏc tham số ủược ủo là: lưu lượng, mật ủộ chất lưu, nhiệt ủộ,... Trờn cơ sở phõn tớch tổ hợp cỏc tham số trờn, kết quả nhận ủược là phõn bố lưu lượng của cỏc khoảng cho dòng dọc theo giếng khoan.
Nghiờn cứu ủộ thấm theo tài liệu ủịa vật lý giếng khoan: ðịa vật lý giếng khoan là một lĩnh vực của ủịa vật lý bao gồm việc sử dụng nhiều phương phỏp vật lý hiện ủại ủể khảo sỏt lỏt cắt ủịa chất ở thành giếng khoan nhằm phỏt hiện và ủỏnh giỏ cỏc khoỏng sản cú ớch, ủồng thời thu thập cỏc thụng tin về vận hành khai thác mỏ và về trạng thái kỹ thuật của giếng khoan. Từ ủú, thụng tin về ủộ thấm ủược xỏc ủịnh trờn cơ sở phõn tớch cỏc ủặc trưng ủo ủược kết hợp với mụ hỡnh thạch học.
2.3.2 Cỏc ủ]c tr.ng liờn quan ủDn ủ th[m [9,11]
Tại những ủiểm giếng khoan, sau khi lập tài liệu ủịa vật lý giếng khoan và phõn tớch mối tương quan giữa cỏc ủặc trưng, thường cỏc ủặc trưng dưới ủõy ủược kết luận là liờn quan ủến thụng tin ủộ thấm:
• GR (Gamma Ray): ủộ phúng xạ tự nhiờn thường tỷ lệ thuận với ủộ axit của ủỏ macma, nếu cựng một lực tỏc ủộng thỡ ủỏ nào cú ủộ axit cao hơn sẽ bị dập vỡ nhiều hơn. Do cường ủộ phúng xạ càng cao khi hàm lượng sột trong ủỏ càng nhiều nờn ủường cong GR cho dấu hiệu tốt ủể phõn biệt cỏc lớp ủỏ sột (tầng sinh, tầng chắn) và ủỏ chứa ớt sột hoặc khụng chứa sột (tầng thấm chứa dầu khí).
• Xỏc ủịnh giỏ trị siờu õm (Sonic): là phương phỏp dựng ủể ủo thời gian truyền súng ủàn hồi của ủất ủỏ dọc theo thành giếng khoan ủể nghiờn cứu tớnh chất vật lý cũng như thạch học của ủất ủỏ dựa trờn tớnh chất lan truyền của súng siờu õm cú tần số cao trờn 20 Hz truyền qua cỏc lớp ủất ủỏ.
• NPHI (Neutron Porosity Hydrogen Index): nguồn hóa học phát ra các hạt nơtron, các nơtron này sẽ va chạm với các hạt nhân của các thành phần vật chất trong vỉa, dẫn ủến nơtron mất ủi năng lượng của nú, năng lượng notron tổn thất nhất khi va chạm với nguyên tử hydro. Bởi vì hydro trong lỗ rỗng vỉa thường tập trung ở dung dịch lấp ủầy lỗ rỗng, tổn thất năng lượng cú thể liờn quan ủến ủộ rỗng của vỉa.
• RHBO (Bulk Density): phỏt ra năng lượng tia gamma nhõn tạo ủi vào bờn trong vỉa, các tia gamma va chạm với electron trong vỉa, kết quả là một số tia gamma mất năng lượng và trở về máy thu với năng lượng khác so với ban ủầu. Mật ủộ electron liờn quan ủến mật ủộ khối của vỉa mà mật ủộ khối liờn quan ủến ủộ rỗng của vỉa (ủơn vị: g/cm3).
• Giỏ trị ủo sõu sườn LLD (Laterolog Deep): Do cỏch bố trớ ủiện cực, ủường cong ủiện trở suất sườn sõu ghi lại ủiện trở suất thật (Rt) hay ủiện trở suất của vỉa của ủới nguyờn.
• Giỏ trị ủo vi ủiện cực MSFL (Micro Spherically Focused Log): ủo vi ủiện cực ủịnh hướng dạng cầu do cỏch bố tri ủiện cực ủể ủo ủới thấm nhiễm hoàn toàn.
Với những ủiểm khụng cú giếng khoan, thường một số thuộc tớnh ủịa chấn dưới ủõy ủược kết luận là liờn quan ủến ủộ thấm (Thăm dũ ủịa chấn là phương phỏp ủịa vật lý nghiờn cứu quỏ trỡnh truyền súng ủàn hồi khi tiến hành phỏt và thu súng ở trờn mặt, nhằm xỏc ủịnh ủặc ủiểm mụi trường ủịa chất):
• Trở khỏng tương ủối (Relative acoustic impedance):
• Mức ủộ biến ủổi (Varian):
• ðộ phủ sóng âm (Dominant frequency, Envelop):
• Tham số ủộ rỗng ủược tớnh dựa vào cỏc thuộc tớnh ủịa chấn trờn. Cuối cựng bằng việc kết hợp cỏc thuộc tớnh ủịa chấn với tham số ủộ rỗng, chỳng ta cú thể xỏc ủịnh ủược ủộ thấm tại những ủiểm cũn lại.
Túm lại, ủể dự bỏo ủộ thấm thực tế ta thực hiện theo cỏc bước sau:
• ðối với cỏc giếng khoan: cần xõy dựng mối quan hệ giữa ủộ thấm và cỏc ủường cong ủịa vật lý giếng khoan. Do ủú, tham số nhập là cỏc ủường cong ủịa vật lý giếng khoan và tham số mong muốn là ủộ thấm ủó ủo ủược từ cỏc giếng khoan mẫu, từ ủú xỏc ủịnh ủộ thấm cho cỏc giếng khoan chưa ủo ủược ủộ thấm;
• ðối với những ủiểm khụng cú giếng khoan: cần xõy dựng mối quan hệ giữa ủộ thấm và cỏc ủường cong ủịa chấn. Do ủú tham số nhập là cỏc ủường cong ủịa chấn và tham số mong muốn là ủộ thấm (gồm cả những giếng khoan ủo ủược ủộ thấm mẫu lừi và cả giếng khoan cú ủộ thấm ủược xỏc ủịnh ở trờn), từ ủú xỏc ủịnh ủộ thấm cho cỏc ủiểm cần dự bỏo.