II. Các phương pháp điện
2. Phương pháp điện trở suất
Phương pháp này nghiên cứu điện trở suất của đất đá xung quanh thành giếng khoan. Điện trở suất của đất đá phụ thuộc vào thành phần đá và các chất lưu chứa bên trong lỗ rỗng của đất đá.
Các khoáng vật tạo đá phổ biến có điện trở suất rất lớn hoặc không dẫn điện nên hầu như khả năng dẫn điện của đất đá là hoàn toàn do nước lỗ rỗng, độ dẫn điện của nước lại phụ thuộc vào nhiệt độ và độ khoáng hóa. Hydrocacbon cũng không dẫn điện, vì thế mà độ bão hòa của hydrocacbon càng cao thì điện trở suất của đất đá cũng tăng lên.
Trong quá trình khoan, dung dịch khoan sẽ xâm nhập vào trong thành hệ qua thành giếng khoan (vì áp suất của cột dung dịch khoan lớn hơn hoặc bằng áp suất của thành hệ) và trên lý thuyết sẽ hình thành ba đới tính từ giếng khoan vào trong thành hệ là: đới thấm nhiễm hoàn toàn, đới chuyển tiếp, và đới nguyên. Trong quá trình thấm, nước của dung dịch khoan vào trong vỉa, sét của dung dịch khoan bị giữ lại ở thành giếng khoan tạo thành lớp vỏ sét (mud cake). Vì vậy, đối với những vỉa thấm tốt, ta thường quan sát thấy hiện tượng đường kính giếng khoan nhỏ hơn đường kính choàng khoan
.
Đới thấm hoàn toàn: dung dịch khoan sẽ chiếm toàn bộ phần không gian rỗng trong đới này.
Đới chuyển tiếp: dung dịch khoan cùng với một lượng chất lưu vỉa tồn tại trong không gian rỗng.
Đới nguyên: do dung dịch khoan không thấm sâu vào được, nên chất lưu vỉa chiếm toàn bộ không gian rỗng.
Hiện nay, hầu hết các công ty dầu khí đều sử dụng tổ hợp các phương pháp đo sườn (Laterolog), mà chủ yếu là phương pháp đo sườn kép (Dual Latero Log – DLL) và vi hệ cực hội tụ cầu (Micro Spherically Focused Log – MSFL).
Phương pháp đo sườn (Latero Log):
Phương pháp này hoạt động dựa vào nguyên tắc: dòng điện khảo sát không đổi được hội tụ vào trong thành hệ nhờ các điện cực chắn. Bằng cách quan sát hiệu điện thế cần thiết để bảo toàn cho dòng điện khảo sát không đổi, từ đó có thể đo được điện trở suất của đất đá.
Ngày nay, người ta thường sử dụng log đo sườn kép, phương pháp này đo đồng thời điện trở suất của đới nguyên (Rt) và điện trở suất của đới chuyển tiếp (Ri). Thiết bị đo sườn kép gồm có hai phần: thiết bị đo sườn sâu (RLLD) xác định giá trị Rt và thiết bị đo sườn nông (RLLS) xác định giá trị Ri.
Phương pháp vi hệ cực hội tụ cầu (Micro Spherically Focused Log):
Thiết bị vi hệ cực hội tụ cầu có dạng là một tấm đệm, có các điện cực được ép sát vào thành lỗ khoan. Phương pháp này có độ sâu xâm nhập vào sườn lỗ khoan rất nông, và đo điện trở suất của đới thấm hoàn toàn (Rxo).
Thông thường các thiết bị MSFL có 5 điện cực với khoảng cách rất gần nhau làm nhiệm vụ hội tụ dòng vào đới thấm nhiễm hoàn toàn nhưng chỉ vượt qua rìa của lớp vỏ sét (mud cake). Vì thế thiết bị này cho thông tin rất tốt về điện trở suất của đới thấm nhiễm hoàn toàn (Rxo).
Hiện nay, người ta kết hợp cả hai phương pháp (đo sườn kép và vi hệ cực hội tụ cầu) trên cùng một thiết bị đo. Khi đó, kết quả đo được biểu diễn trên một track thể hiện ba đường cong điện trở suất (RLLD – RLLS – MSFL) cung cấp thông tin về đặc tính của đất đá vùng nghiên cứu (hình 12).
Ở tầng không thấm (sét chẳng hạn) sẽ không hình thành lớp vỏ sét (mud cake), ba đường log điện trở suất (RLLD – RLLS – MSFL) chồng chập lên nhau và có giá trị gần như tương đương nhau. Đối với tầng thấm tốt sẽ hình thành lớp vỏ sét (mud cake) và ta quan sát thấy có sự tách biệt của ba đường cong log điện trở suất vì điện trở suất của ba đới là hoàn toàn khác nhau (đới thấm nhiễm hoàn toàn, đới chuyển tiếp, đới nguyên).
Ứng dụng phương pháp điện trở suất:
Liên kết các giếng khoan dựa trên sự giống nhau tương đối về hình dạng đường cong điện trở suất trong cùng một phạm vi, cùng một cấu tạo địa chất.
Phân biệt giữa các vùng chứa dầu và nước.
Chỉ ra các đới thấm.
Xác định độ rỗng.
Xác định độ bão hòa nước (hoặc độ bão hòa hydrocacbon).