Công việc minh giải độ trưởng thành vật chất hữu cơ từ các đường cong chủ yếu dựa trên các phép đo điện trở sâu và Meissner 1978 đã đưa ra mối tương quan giữa điện trở của sét và sự tạo dầu. Năm 1984, Smagala đã đưa ra một giả thuyết rất tốt về mối quan hệ này ở trong thành tạo Niobara tuổi Kreta ở bồn Denver. Trong nghiên cứu đó, đầu tiên tác giả đã sử dụng số liệu về độ phản xạ vitrinite để xác định mối quan hệ tuyến tính log giữa độ phản xạ vitrinite với độ sâu để cuối cùng chọn ra độ phản xạ vitrinite đặc trưng cho một đới đã xác định trong giếng. Sử dụng số liệu từ 23 giếng của bồn, như trong hình minh họa số 5, các tác giả so sánh giữa độ phản xạ vitrinite và độ điện trở của thành tạo. Việc so sánh này cho ta thấy khá tốt khi ứng dụng cho đường cong điện trở của các giếng khác và từ đó cho phép khoanh vùng vật chất hữu cơ trưởng thành trong bồn Denver. Năm 1990, Schmoker và Hester cũng sử dụng đường cong điện trở như là một yếu tố biểu hiện cho quá trình tạo dầu trong tầng sét Bakken tại đó tác giả nhận thấy rằng độ điện trở của
thành tạo có giá trị 35 Ωm kết quả là sự khác nhau giữa độ trưởng thành nhiệt và tầng sét chưa trưởng thành. Khảo sát của tác giả cho thấy hai tầng giàu vật chất hữu cơ của tầng sét Bakken. Đường điện trở 35 Ωm đặc trưng cho quá trình tạo dầu tương ứng với các giá trị khác nhau của độ trưởng thành nhiệt và sau đó tác giả đưa giá trị này vào đặc tính cũa các thành phần kerogen khác
Thành công của hai nghiên cứu này có thể được ứng dụng vào trường hợp các thành tạo được minh giải có độ rỗng giảm đáng kể tương ứng với độ nén dẻ và kết quả là quá trình tạo dầu liên quan đến sự tăng điện trở. Sự thay đổi độ rỗng lớn làm cho quá trình minh giải phức tạp.
Chương III: TƯƠNG LAI CỦA VIỆC THỐNG NHẤT CÁC PHÉP ĐO WIRELINE TRONG VIỆC ĐÁNH GIÁ ĐÁ MẸ
Cho đến nay, việc minh giải wireline tập trung vào đánh giá hàm lượng TOC và dự đoán độ trưởng thành vật chất hữu cơ. Cùng với sự cải tiến đường
Hình minh hoạ số 5: Mối quan hệ giữa phản xạ vitrinite và điện
cong địa hoá được chấp nhận, kỹ thuật đánh giá trữ lượng dựa trên việc chuẩn hoá được thực hiện dựa trên các số liệu nền tảng và có giá trị tuyệt đối (e.g., Mendelson and Toksoz, 1985; Carpentier et al.,1989). Các đường cong được ứng dụng hầu hết các quá trình minh giải tương đối nhạy cảm với sự khác nhau giữa kerogen, hydrocacbon và nước, vì thế các kỹ thuật này cũng nhạy với các thể tích nhỏ và các chất hữu cơ. Cải tiến đường cong địa hoá cho ta phép đo hàm lượng cacbon hữu cơ trực tiếp hơn và có giá trị chính xác hơn, đặc biệt là mức độ cacbon hữu cơ thấp, thế nhưng các số liệu logging kiểu này không có được thường xuyên
Smagala et al.,1984 Schmoker and Hester, 1990 đánh giá độ trưởng thành của vật chất hữu cơ từ đường cong điện trở, nhưng nó phải yêu cầu thực hiện hiệu chỉnh dữ liệu từ mẫu lõi với một số lượng lớn. Passey et al (1989, 1990) thành lập dựa trên cơ sở mối quan hệ giữa vật chất hữu cơ , điện trở, và tổng hàm lượng cacbon trong chất hữu cơ. Passey và các cộng sự với ông cho rằng , đường cong về tổng hàm lượng cacbon trong chất hữu cơ không phụ thuộc vào điện trở thì có thể giải quyết về độ trưởng thành của vật chất hữu cơ
Passey đã đưa ra vài giả thuyết về lớp than mỏng và trầm tích châu thổ để kết luận về môi trường lắng đọng và dạng vật chất hữu cơ. Cũng các đường trên nhưng do Meyer và Nederlof (1984) và Abrahão (1989) đưa ra giả thuyết về những đường cong minh họa về chu kỳ tích tụ bằng cách quan sát môi trường ao hồ. Với độ phân giải cao về những lỗ khoan sẽ cung cấp khả năng thấy được kiểu lắng đọng
Trong tương lai giá trị của đường cong wireline để đánh giá đá mẹ cũng như đường cong minh giải địa hoá hạt nhân sẽ được cải thiện. Các thiết bị hạt nhân và thiết bị đo đường cong địa hóa cho hiệu suất cao về chất lượng đánh
nguyên tố vô cơ, các nguyên tố vô cơ này được minh giải từ sự khác nhau về đặc điểm của quá trình lắng đọng và môi trường lắng đọng (Primmer et al., 1990). Về ví dụ này , Berner và Raiswell (1984) dùng phương pháp sử dụng tỉ số cacbon hữu cơ với pyrite hoặc tổng sulfua để phân biệt nước ngọt từ đá trầm tích thuộc môi trường biển
Họ chứng minh sự thay đổi độ trưởng thành và dự đoán nhiệt độ trưởng thành của vật chất hữu cơ. Những đường cong biểu hiện sự tập trung của nguyên tố có khả năng xác định thành phần khoáng vật (Herron., 1990). Sự cung cấp này sẽ là cơ hội để nghiên cứu về mối quan hệ giữa khoáng vật sét vàa môi trường lắng đọng hoặc giữa sét bị biến chất và chất hữu cơ trưởng thành. Các phương pháp này sẽ được nghiên cứu thêm, nhưng có một điều chắc chắn rằng các đường wireline để đánh giá tiềm năng đá mẹ trong tương lai sẽ được cải thiện giá trị chính xác.
Tính khả thi của việc giải đoán vật chất hữu cơ từ những phép đo wireline dựa trên những đặc tính vật lý của nó (rất khác so với đặc điểm vật lý của thành phần khoáng vật đá chứa nó): mật độ thấp, vận tốc siêu âm thấp hay thời gian di chuyển của sóng siêu âm lớn, độ giàu Uranium thường cao, độ tập trung hydro và cacbon cao. Kết quả là, những đường cong được sử dụng để đánh giá đá mẹ chủ yếu là những đường cong mật độ siêu âm, gamma ray và điện trở. Giới hạn vốn có trong việc giải thích là trong một vài trường hợp những tính chất vật lý của vật chất hữu cơ khá giống như của chất lưu trong lỗ rỗng và do đó đôi khi rất khó để phân biệt vật chất hữu cơ rắn trong đá mẹ và cả hydrocacbon lấp đầy lỗ rỗng. Với việc sử dụng các đường cong địa hóa nơtron xung động, ta có thể lọai bỏ một số giới hạn trên và cho phép ta đo tỉ số C/O cũng như độ tập trung của nguyên tố vô cơ chính để giải đoán tổng hàm lượng cacbon vô cơ và cacbon hữu cơ trong các thành tạo.
• Qua bài khoá luận này rút ra những kết luận sau:
Đường Nơtron và đường mật độ cả hai đều cho thấy độ cong rất đáng kể trong tầng sét Kimmerdge giàu chất hữu cơ, các phản ứng của đường cong nơtron đôi khi giúp ta xác định chỉ số hydro (HI). Nhìn chung nó vẫn chưa được sử dụng cho mục đích nào khác ngòai vai trò định tính do hydro trong thành tạo có nhiều nguồn gốc khác nhau, còn đường cong mật độ có thể đánh giá nếu cho rằng độ rỗng không bị lấp đầy bởi nước hoặc độ rỗng đồng nhất trong toàn bộ thành tạo thì ta có thể sử dụng đường cong mật độ để ước tính lượng vật chất hữu cơ. Qua đó cho thấy việc áp dụng kỹ thuật này trong thực tế chưa thực sự có hiệu quả. Đường cong bức xạ gamma tăng lên khi có mặt của Uranium
nhận được có 1 sự tập trung các nguồn phóng xạ tự nhiên ban đầu khác nữa như Potassium và Thoranium tồn tại tương đối ổn định trong tầng sét tuổi Devon của bồn Appalach hơn nữa để thực hiện thành công phương pháp này đòi hỏi ta phải có 1 hiểu biết chi tiết về đặc tính tự nhiên về mối quan hệ mật độ đường gamma và sự thay đổi của phóng xạ theo vị trí địa lý
Đường cong được thể hiện qua thời gian di chuyển của sóng siêu âm tăng trong khu vực giàu hữu cơ tương tự như đường cong nơtron và mật độ nhưng nhìn chung, đường cong siêu âm không được sử dụng trực tiếp để định lượng vật chất hữu cơ nhưng nó đóng vai trò quan trọng trong nhiều phân tích khác nhau
Đường cong điện trở đã được sử dụng để chỉ ra sự hiện diện của các trầm tích giàu vật chất hữu cơ cùng với các đường cong khác nhưng nó thực sự tốt hơn khi được dùng để biểu hiện độ trưởng thành vật chất hữu cơ. Nhưng khi vật chất hữu cơ tồn tại ở dạng pha rắn trong đá thì điện trở của đá rất thấp do đó khi được đo bằng các thiết bị wireline thì kết quả sẽ không chính xác
Ngoài ra còn có các đường cong địa hóa và nơtron xung động sử dụng để đo tỉ số C/O trong đá nhằm biểu hiện các tích tụ giàu hữu cơ
Như vậy để đánh giá tổng hàm lượng cacbon trong chất hữu cơ cho từng các đường cong trên thì độ chính xác sẽ không cao. Do đó, người ta đã dùng phương pháp cải tiến và kết hợp với các đường cong lại như sau :
Định lượng về hàm lượng TOC từ giải đoán đường cong siêu âm và điện trở
Cải tiến về mặt địa hóa trong việc minh giải tổng hàm lượng cacbon trong chất hữu cơ
Sự kết hợp của các đường cong gamma, điện trở, siêu âm và mật độ để tiến hành đánh giá tổng hàm lượng cacbon trong chất hữu cơ ở 15 giếng khoan ở chín nước khác nhau do Meyer và Nederlof (1984)
Điểm ưu việt của kỹ thuật này là nó không đòi hỏi sự chuẩn hóa dựa trên các yếu tố giếng khoan. Nhưng còn về mặt hạn chế thì phải dựa vào sự tương xứng mang tính định lượng giữa những phản ứng trên các đường log và độ giàu vật chất hữu cơ, nhưng họ cho rằng nhìn chung các tính chất vật lý của vật chất hữu cơ thiếu nét đặc trưng và tính chất vật lý của khung đá quá điển hình nên khó có thể giải quyết vấn đề mang tính định lượng. Thứ hai là họ thực hiện các phân tích ngược trên năm giếng khoan mà trong đó gía trị TOC thay đổi trong khoảng từ 3 đến 10 phần trăm trọng lượng, TOC được đo theo giá trị siêu âm, nơtron, mật độ và gamma ray. Trong mỗi giếng khoan, họ đã thực hiện được việc dự đoán tương đối tốt hàm lượng TOC, nhưng họ nhận ra rằng không có phân tích nào có thể ứng dụng thành công cho các giếng khác. Điểm thuận lợi của việc xử lý số liệu theo kiểu định hàm lượng TOC , nhưng rất tốn kém trong việc chuẩn hóa mẫu lõi (hay mẫu vụn) tương đối chi tiết và qui mô ứng dụng của nó vẫn còn chưa xác định được.
Trong tương lai giá trị của đường cong wireline để đánh giá đá mẹ sẽ được cải thiện các thông số chính xác hơn từ đó cho hiệu suất cao về chất lượng đánh giá tổng hàm lượng cacbon trong chất hữu cơ và biểu hiện sự tập trung các nguyên tố vô cơ, từ đó giải thích sự khác nhau về đặc điểm của quá trình lắng đọng và môi trường lắng đọng.