3.2.1.1 Khái niệm
Thử vỉa trong cần khoan (DST) là phương pháp hoàn thiện tạm thời một giếng khoan để xác định lưu lượng chất lưu của vỉa và khả năng khai thác của vỉa đó. Chất lưu được thu hồi qua cần khoan bởi sự chênh áp tạm thời giữa đáy giếng với vỉa. Áp suất thủy tĩnh, áp suất dòng chảy và áp suất đóng giếng được ghi lại theo thời gian.
3.2.1.2 Mục đích thử vỉa DST
Thử vỉa giúp xác định các loại chất lưu chảy trong vỉa và khả năng cũng như tốc độ chảy của chúng. Thử vỉa DST nhằm các mục đích:
-Đánh giá vỉa chứa: Để đi tới quyết định làm thế nào khai thác tốt nhất của
vỉa chứa ta cần phải biết kích thước, các thuộc tính và khả năng cho dòng của vỉa. Vì thế cần phải xác định được độ dẫn thủy (kh), áp suất vỉa ban đầu (Pi) và các giới hạ của tầng chứa. Đồng thời, phải lấy mẫu chất lưu để xác định tính chất hóa lý và PVT của chúng trong phòng thí nghiệm. Cần nghiên cứu điều kiện đới sát giếng khoan để đánh giá hiệu suất của giếng có bị ảnh hưởng của hệ số skin và hệ số tích chứa giếng khoan hay không.
-Mô tả vỉa chứa: Các thành hệ chứa dầu, khí, nước thường phức tạp và có thể
chứa nhiều loại đá, nhiều bề mặt phân lớp địa tầng, nhiều đứt gãy, nhiều màn chắn thấm và nhiều phông chất lưu khác nhau. Một trong những đặc điểm này cũng làm ảnh hưởng đến động thái của áp suất tức thời trong phạm vi đo đạc và hầu hết đều tác động đến hiệu suất tầng chứa. Sử dụng phân tích thử vỉa trong mô tả tầng chứa là công cụ hỗ trợ to lớn khi dự áo hiệu suất tầng chứa.
-Quản lý vỉa: Hiệu suất và điều kiện của giếng phải được giám sát trong suốt
đời sống của mỏ. Theo dõi áp suất vỉa trung bình hữu ích cho việc cải tiến các dự báo trước đó về hiệu suất tầng chứa trong tương lai. Bằng việc theo dõi điều kiện của các giếng, cho phép đề xuất biện pháp sửa chữa hay cải thiện giếng thích hợp. Trong những trường hợp đặc biệt, nó còn ghi nhận sự di chuyển của các phông chất lưu trong vỉa chứa, điều này cho phép đánh giá hiệu quả của quá trình xử lý và dự báo hiệu suất theo sau nó.
3.2.1.3 Đồ thị thử vỉa DST
Thử vỉa DST có thể được coi là một phép thử hoàn thiện giếng tạm thời được thực hiện trước hoặc sau khi chống ống. Nó cho phép “nhìn” sâu hơn vào trong vỉa. Một thiết bị DST đơn giản nhất là một hệ thống gồm có một hoặc nhiều nút (packe)
có tác dụng cách ly khoảng thử vỉa, van điều khiển dòng chảy (van đóng: mở), thiết bị đo ghi áp suất liên tục, buồng chứa chất lưu và một thiết bị bắn vỉa cho chất lưu đi vào thiết bị. Thiết bị thử được thả xuống giếng khoan đầy hoặc gần đầy, một phương pháp DST thông thường bao gồm hai giai đoạn chảy và hai giai đoạn đóng giếng.
Đồ thị thử vỉa DST được trình bày trên hình 3.5.
Hình 3.5: Biểu đồ thử vỉa DST [8]
Đoạn AB biểu thị sự thy đổi áp suất theo chiều sâu thả dụng cụ vào lòng giếng, áp suất này thể hiện qua áp suất của dung dịch khoan trong giếng.
Đoạn BC thể hiện sự suy giảm áp suất ở đáy giếng khi van mở.
Đoạn CD cho biết sự thay đổi áp suất trong giai đoạn chảy “khởi động” hoặc chảy giai đoạn đầu.
Tới điểm D, đóng van lại và áp suất vỉa được khôi phục. Sự khôi phục này tiến triển theo đường DE. Điểm E biểu thị tốt nhất giá trị áp suất ban đầu của vỉa Pi.
Đoạn EF biểu thị sự suy giảm áp suất khi van lại được mở cho chảy giai đoạn 2. Dòng chảy giai đoạn này thể hiện bằng đoạn FG. Đoạn GH biểu thị đóng giếng lần hai.
Đoạn HI thể hiện sự suy giảm áp suất khi kéo thiết bị ra khỏi giếng và sự trở lại của dung dịch khoan qua vành xuyến giếng khoan.
3.2.1.4 Các kết quả thử vỉa DST
Việc ngoại suy áp suất phục hồi khi đóng giếng từ giai đoạn đóng giếng ban đầu và giai đoạn đóng giếng chính có thể được tiến hành để xác định áp suất vỉa ban đầu. Ngoài ra còn có giai đoạn chảy phụ cuối cùng để phục vụ công tác lấy mẫu chất lưu tại đáy giếng (cho kết quả phân tích PVT chính xác nhất) để xác định các thông số cơ lý của nó và tính độ thấm hiệu dụng và chỉ số sản phẩm riêng của từng khoảng mở vỉa.
Ngoài mục đích lấy mẫu, thử vỉa DST còn giúp ta xây dựng đồ thị Horner để xác định thông số vỉa, tính khả thi khi tiến hành khai thác thương mại đưa vào tính chất của chất lưu thu được và lưu lượng dòng chảy quan sát được và đánh giá trạng thái giếng. Phân tích những số liệu áp suất tức thời thu được từ thử vỉa DST có thể đánh giá được đặc tính của vỉa chứa và sự hư hại của giếng khoan. Những tài liệu này có thể được dùng để đánh giá tiềm năng cho dòng của giếng.
Tóm lại phân tích tài liệu thử vỉa thu được các kết quả: -Áp suất và nhiệt độ tầng chứa
-Lưu lượng chảy của chất lưu
-Xác định đặc tính PVT các loại chất lưu chảy trong thành hệ -Độ thấm của thành hệ, k
-Áp suất vỉa ban đầu -Hệ số skin, S -Độ dẫn thủy, kh -Độ dẫn chất lưu, kh/µ -Chỉ số khai thác, PI -Tỷ hư hại, DR -Bán kính ảnh hưởng, re
-Khoảng cách đến đứt gãy nếu có
Việc xác đinh áp suất vỉa bằng tài liệu DST có độ tin cậy cao, nhưng do nhiều nguyên nhân khác nhau, trong đó yếu tố kinh tế là quan trọng nhất, nên phương pháp này được áp dụng hạn chế, được dùng chủ yếu để xác định tiềm năng khai thác của các đối tượng chính. Tuy nhiên trên cơ sở phân tích tài liệu DST ở một số vỉa có độ thấm kém, áp suất vỉa ban đầu đã không được xác định một cách chính xác do thời gian phục hồi dài. Ngoài ra trong quá trình thử vỉa được áp dụng chế độ chảy ban đầu, biện pháp này rất dễ gây hiện tượng bít vỉa tức thời. Đây là sự suy giảm năng lượng vỉa nếu kéo dài lâu do vỉa chưa nhận được bổ sung năng lượng cùng với
độ thấm của vỉa thấp, mức độ liên thông kém sẽ dẫn đến hiện tượng bịt vỉa. Vì vậy thử vỉa DST có khó khăn khi áp dụng các đối tượng có độ thấm kém.