Giáo trình địa vật lý giếng khoan part 4 pot

c Chiều sâu nghiên cứu và khả năng phân giải Chiều sâu nghiên cứu theo phương bán kính và khả năng phân giải lát cắt theo phương z của một Zond đo cảm ứng trong giếng khoan được tính t

Từ (3.100) ta thấy với cùng

giá trị yếu tố hình học, độ dẫn của

đới nào cao hơn thì đóng góp của

đới đó vào tín hiệu toàn phần lớn

hơn Trong môi trường đồng nhất,

các phần không gian có tỷ phần

đóng góp vào tín hiệu chung của

các đới quanh Zond đo được thể

hiện trong hình 3.27

Giá trị đo Ca của Zond đo

cảm ứng tính cho điểm O nằm

chính giữa hai ống dây T và R - vì

vậy điểm O gọi là điểm đo của hệ

thiết bị đo cảm ứng hai ống dây

c) Chiều sâu nghiên cứu

và khả năng phân giải

Chiều sâu nghiên cứu theo

phương bán kính và khả năng

phân giải lát cắt theo phương z

của một Zond đo cảm ứng trong giếng khoan được tính toán như sau:

Yếu tố hình học của phần môi trường nằm giữa hai mặt trụ bán kính

r và (r+dr) kéo dài theo trục z từ -∞

đến +∞ được tính:

∫+∞

Hình 3.28 chỉ ra rằng Zond hai ống dây không hội tụ trường điện từ tập trung chủ yếu trong đới trụ có bán kính r L

4

1

= đến L

Hình 3.29 cho thấy các Zond

đo có nhiều ống dây hội tụ có chiều sâu nghiên cứu tăng theo chiều dài của Zond

Chú ý: Các ký hiệu 6FF27, 5FF40 và 6FF40 là những ký hiệu của các Zond đo cảm ứng Trong các ký hiệu đó chữ số Hy Lạp đầu tiên chỉ số ống dây, các ký tự FF chỉ

Tỷ phần đóng ghóp tín hiệu đo theo yếu tố hình học

Hình 3.27 Yếu tố hình học của Zond đo cảm ứng

rằng Zond đo có hội tụ, và con số cuối cùng là chiều dài L của Zond đo, tính bằng inches

Yếu tố hình học theo phương thẳng đứng tại vị trí cách điểm đo O một khoảng Z (hình 3.30) được tính theo biểu thức sau:

∫

∞

= 0

L Z

L< < +

ư

2 8

hưởng của các lớp vây quanh

sẽ rất nhỏ, điều đó đồng nghĩa

với nhận xét độ phân giải lát

cắt của Zond đo cảm ứng

bằng chiều dài L của nó

d) Làm hội tụ trường

kích thích và tín hiệu đo

Như đ∙ nói, trong thực

tế sản xuất các Zond đo cảm

ứng người ta không dùng loại

có hai ống dây, mà thường

dùng loại có nhiều ống dây,

gồm hai ống dây phát thu

chính còn thêm các ống dây phụ Các ống dây phụ có chức năng làm hội tụ định xứ trường kích thích vào vùng cần thiết để tín hiệu đo được có phần đóng góp của các vùng đó nhiều hơn Thường thì việc làm hội tụ nhằm mục đích thu được các tín hiệu của vùng sâu hơn đới thấm dụng dịch - vùng đới nguyên

Sử dụng hội tụ phải đạt được các kết quả sau:

- Có khả năng phân dị lát cắt tốt hơn, hạn chết tối ta ảnh hưởng của các lớp vây quanh

- Giảm thiểu ảnh hưởng của giếng khoan, tăng chiều sâu nghiên cứu, loại bỏ các tín hiệu ở đới ngấm

- Hạn chế các tín hiệu reactive - tín hiệu không mong muốn

Các hình 3.30 và 3.31 cho thấy ưu

điểm của thiết bị đo có thêm ống dây thu R’ Khi kết hợp cặp T-R với cặp T-R’ ta có T-R-R’ và nhận được đường biểu diễn có độ phân giải lát cắt cao hơn, ở nóc vỉa có xuất hiện giá trị âm (hình 3.31c)

Trên hình 3.31 ta cũng thấy sự kết hợp như vậy sẽ làm tăng khả năng nghiên cứu theo phương bán kính được tốt hơn; làm giảm thiểu ảnh hưởng của đới ngấm

e) Hiệu ứng Skin

Hiệu ứng skin, hay còn gọi là hiệu ứng bề mặt, đặc biệt mạnh trong các trường hợp môi trường nghiên cứu có độ dẫn cao, nó là kết quả tương tác giữa các vòng thành phần làm cho giá trị đo độ dẫn biểu kiến

thấp đi rất nhiều so với thực tế

Dòng Foucault trong mỗi vòng

không còn độc lập nhau cho nên tín hiệu

toàn phần đo được không còn là tổng của

xung quanh đ∙ làm sai lệch cả biên độ lẫn

pha của tín hiệu đi tới ống dây thu Các

vòng ở gần với Zond đo lại là nguyên nhân

làm hạn chế trường điện từ đi vào các vòng

- Trường điện từ ở pha sau, sinh ra

do dòng Foucault ở gần Zond đo, bị phá vỡ

hạn chế trường phát sơ cấp truyền ra xa

hơn Kết quả là phần môi trường (đất đá)

thực sự có đóng góp cho tín hiệu đo chỉ ở

lớp vỏ sát thành giếng khoan với chiều sâu

δ hạn chế bằng:

Hình 3.31 Đặc điểm phân giải theo

phương thẳng đứng của Zond đo 3

đối với không gian rỗng)

c - Độ dẫn của môi trường (mmho/m hoặc mS/m)

Hình 3.33 biểu diễn sự suy giảm của tín hiệu phát khi làm việc với tần số kHz

và độ dẫn của đất đá trầm tích thường gặp trong thực tế

Từ hình vẽ này ta thấy chiều sâu skin δ giảm khi độ dẫn của đất đá tăng

Do hiệu ứng skin mà độ dẫn biểu kiến đo được thường nhỏ hơn giá trị thực

Nếu Cg là độ dẫn thực và Ca là độ dẫn biểu kiến đo được bằng Zond đo cảm ứng thì hiệu ứng skin CS được tính:

CS = Cg - Ca (3.104) Giá trị CS phụ thuộc vào độ dẫn thực của môi trường nghiên cứu (hình 3.34) Độ dẫn của môi trường nghiên cứu càng cao thì CS càng lớn

Các Zond đo hiện đang dùng phổ biến

trong sản xuất 6FF40 được thiết kế để tự động

tính hiệu chỉnh ảnh hưởng skin ngay trong

khi đo

Khi đo cảm ứng bằng các Zond đo

5FF40 và 5FF27 thì phép hiệu chỉnh skin dựa

vào các bản chuẩn của Schlumberger

Hình 3.33 Sự suy giảm của tín hiệu phát

g) Những nhận xét chung

Trong thực tế sản xuất chủ yếu dùng các Zond đo cảm ứng có nhiều ống dây và gọi là Zond hội tụ Khoảng cách giữa hai ống dây T và R là chiều dài của Zond Chiều dài L của Zond có ý nghĩa quan trọng đối với các đặc trưng của nó Khi tăng chiều dài

L sẽ làm tăng phần đóng góp của đới xa vào tín hiệu đo, nhưng lại làm giảm ảnh hưởng của đới gần lên kết quả đo Về nguyên tắc, dùng Zond có chiều dài L khác nhau, và các ống dây có số vòng khác nhau ta có thể làm giảm phần lớn tin hiệu sinh ra từ các thành phần trong môi trường

Để làm tăng khả năng nghiên cứu theo bán kính của Zond thì cần giảm tín hiệu của giếng khoan so với tín hiệu từ đới nguyên Mặt khác muốn tăng khả năng phân giải của Zond đó theo chiều thẳng đứng thì lại cần làm giảm phần tín hiệu từ các vỉa vây quanh so với tín hiệu của vỉa nghiên cứu

Với cách như vậy, cấu trúc của các Zond nhiều ống dây hơn sẽ có các khả năng phù hợp với các đòi hỏi có phần trái ngược nhau:

- Muốn làm cho Zond đo có khả năng nghiên cứu sâu hơn theo phương bán kính thì phải giảm ảnh hưởng của các phần môi trường ở gần, trong khi đó không được giảm tín hiệu của phần ở xa giếng khoan

- Để làm tăng khả năng phân giải lát cắt theo chiều thẳng đứng cần giảm ảnh hưởng của các phần môi trường ở xa Zond đo về phía trên và dưới, nhưng không được giảm phần tín hiệu của phần môi trường ở gần, ngang với điểm đo

Hình 3.35 Yếu tố hình học theo phương bán kinh của các Zond đo cảm ứng sâu và trung bình

Các Zond đo 6FF40 và 5FF40 được thiết kế để thoả m∙n hầu hết các đòi hỏi có phần trái ngược nhau như trên Chúng có chiều dài L bằng nhau là 40 inches (tương

6FF40

lúc đó Zond 6FF40 vẫn có thể cho kết quả đo tốt vì nó có chiều sâu nghiên cứu lớn hơn hai lần chiều sâu nghiên cứu của Zond 5FF40

Hình 3.35 là đồ thị so sánh yếu tố hình học Gr theo phương bán kính của các Zond 5FF40 và 6FF40

Yếu tố hình học GZ theo chiều thẳng đứng Z của các Zond 5FF40 và 6FF40 xấp xỉ như nhau, có nghĩa là khả năng phân giải lát cắt của chúng là như nhau

h) Chuẩn máy đo cảm ứng

Các máy móc và Zond đo cảm ứng trong giếng khoan cần được chuẩn khắc độ theo định kỳ hoặc sau mỗi lần sửa chữa

Có một cách chuẩn khắc độ các Zond đo cảm ứng, hay dùng ở các cơ sở lắp ráp máy địa vật lý là thả máy đo trong môi trường đ∙ biết trước độ dẫn điện (điện trở suất) và tiến hành đo Giá trị đo được định cỡ theo giá trị độ dẫn của mô hình chuẩn đ∙ cho Nhưng như vậy mô hình chuẩn phải có kích thước lớn để thoả m∙n điều kiện đồng nhất

đẳng hướng vô hạn như lý thuyết Một bề mô hình với kích thước lớn không phải có thể lắp đặt dễ dàng ở bất cứ nơi nào Vì vậy, cách này chỉ thấy dùng ở các trung tâm chế tạo lắp ráp máy lớn trên thế giới

Cách thứ hai, hay dùng hơn, là dùng vòng dây có điện trở suất biết trước đặt xung quanh Zond đo cảm ứng (máy giếng) Thao tác thực tế như sau: phối hợp trở kháng của mỗi vòng, đường kính và vị trí của vòng so với thiết bị sao cho các thành phần Uact và Ureact của tín hiệu tổng là xấp xỉ bằng nhau tương ứng với sức điện động tạo ra trong điều kiện môi trường hữu hạn

Đối với các đá thường gặp ở vò Quả đất có độ dẫn khoảng 2 mS/m (R = 500 Ωm), tần số làm việc 20 kHz, chiều dài Zond L = 1m thì thành phần Uact lớn hơn Ureact rất nhiều Trong điều kiện đó khi chuẩn khắc độ có thể chỉ cần tiến hành đo thành phần Uact

i) Phạm vi ứng dụng của phương pháp cảm ứng

Phương pháp đo cảm ứng trong giếng khoan là phương pháp điện trở duy nhất nghiên cứu có hiệu quả các giếng khoan dùng dung dịch đen hay giếng khoan khô Những thập kỷ gần đây là khoảng thời gian các máy móc thiế bị đo địa vật lý giếng khoan nói chung, máy móc đo cảm ứng nói riêng đ∙ có những tiến bộ vượt bậc Vì vậy phương pháp đo cảm ứng đ∙ đáp ứng cho việc nghiên cứu các giếng khoan khoan bằng dung dịch nước ngọt Trong các lát cắt điện trở đất đá từ 30 đến 200 Ωm phương pháp cảm ứng cho kết quả rất tốt Ngoài khoảng giới hạn nêu trên kết quả đo cảm ứng vẫn còn nhạy với sự thay đổi thành phần thạch học của các thành hệ nhưng bắt đầu có sai

số Theo đánh giá của Halliburton, với các thiết bị đo cảm ứng hiện đang dùng phổ biến trong sản xuất, ở lát cắt điện trở 250 Ωm, sai số đo khoảng ±1 mS/m

Các Zond đo cảm ứng 6FF40 đ∙ có khả năng định xứ tín hiệu đo của đới sâu (0,8 - 1,3m), cho nên khi kết hợp với các phép đo laterolog, phương pháp đo cảm ứng

được dùng để xác định điện trở suất thực Rt của vỉa nghiên cứu Trong tổ hợp cùng các

phương pháp địa vật lý giếng khoan khác, phương pháp cảm ứng cho khả năng phân

biệt các đá chứa b∙o hoà dầu, khí hoặc nước

3.4.4 Các dạng khác của phương pháp điện từ trường

Vài chục năm trở lại đây, trong địa vật lý giếng khoan đưa vào sử dụng một hệ

phương pháp sóng điện từ ở tần số cao từ megahertz (106) đến gigahertz (109) bằng hệ

Zond đo sóng radio hay vi sóng ở tần số cao độ thẩm điện môi ε ảnh hưởng đến sự lan

truyền và có đóng góp nhiều nhất đến tín hiệu đo Vì thế các phép đo trường điện từ ở

tần số cao như vậy trong giếng khoan gọi là phương pháp hằng số điện môi Người đặt

cơ sở lý thuyết và thực nghiệm cho phương pháp này là Daev D.C., một nhà khoa học

xô viết vào đầu thập kỷ 60, nhưng phát triển về máy móc và công nghệ để nó thành

một phương pháp sử dụng có kết quả trong sản xuất lại là các chuyên gia ở các nước

phương Tây vào những năm 70 của thế kỷ XX

ở tần số gigahertz, hằng số điện môi ε’ và thời gian lan truyền của sóng điện từ tp

trong môi trường tương ứng của các đá và khoáng vật khác hẳn trong nước (bảng 3.1)

Bảng 3.1

Đá, khoáng vật

Hằng số điện môi ε (so với không khí)

Thời gian lan truyền

Đặc biệt thực nghiệm đ∙ khẳng định: giá trị hằng số điện môi của nước rất ít

thay đổi theo độ khoáng hoá Vì vậy, giá trị hằng số điện môi của môi trường đất đá sẽ

là hàm số của độ lỗ rỗng b∙o hoà nước

Hệ đo Schlumberger có hai Zond đo thời gian tp và hằng số điện môi ε: tần số vi

sóng và tần số radio

Các hình 3.36 và 3.37 là số đo các Zond đo lan truyền sóng điện từ (EMP) theo

hệ vi sóng và sóng radio Thiết bị gồm các anten phát T và thu R

Một máy phát dòng biến đổi

cho anten phát để từ đây phát sóng

điện từ truyền trong môi trường

Sóng điện từ bị suy giảm và lệch pha

khi lan truyền

Mỗi anten thu đo độ suy giảm

cục bộ và lệch pha của các sóng này

Nguyên lý chung là phát và

thu sóng điện từ trong môi trường

nghiên cứu, nhưng phép đo có thể là

đo độ lệch pha, hoặc đo thời gian lan

truyền (tốc độ) sóng điện từ giữa hai

antan hoặc đo độ suy giảm biên độ

(năng lượng) sóng trên qu∙ng đường

giữa hai anten đó Các đại lượng này

đều có quan hệ hàm số với độ thẩm

cách điện ε của môi trường

Sơ đồ đo theo hệ vi sóng (hình

3.36) được áp sườn có chiều sâu

nghiên cứu không vượt quá 2” (≈

5cm) trong đới rửa Thời gian lan

truyền tpo trên qu∙ng đường giữa các

anten thu trong vỉa b∙o hoà nước (SW = 1) được đưa về dạng phương trình thời gian trung bình:

tpo = ΦtpW + (1 - Φ)tpm (3.105)

và trong vỉa dầu:

tpo = (ΦSxo)tpW + Φ(1 - Sxo)tph + (1 - Φ)tpm (3.106) Trong đó:

tpW – Thời gian truyền trong nước (phụ thuộc nhiệt độ) tpm – Thời gian lan truyền trong matrix

tph – Thời gian lan truyền trong dầu mỏ Các tham số còn lại: Sxo được xác định bằng các phương pháp khác Từ đó dễ dàng xác định độ rỗng Φ

Dung dịch Đới rửa

Đới nguyên

năng lượng tín hiệu trong vỉa

thiết bị trên

năng lượng tín hiệu trong vỉa

thiết bị dưới

năng lượng trong vỏ sét

Phép đo theo sơ đồ ở hình 3.37 làm việc ở tần số MHz Thiết bị máy giếng có cấu tạo gần giống Zond đo cảm ứng Các ống dây phát và thu cũng có chức năng phát

và thu tín hiệu ở những tần số 16MHz và 30MHz Độ lệch pha giữa các số đo của các cặp anten thu gần và xa theo biên độ và pha là số liệu đo của phép đo Giữa độ lệch pha

và suy giảm biên độ có mối quan hệ hàm số phụ thuộc hằng số điện môi ε của môi trường Từ các giá trị đo góc lệch pha (tính bằng độ) và độ suy giảm biên độ (tính bằng dB) ta có thể xác định ε của đất đá trong môi trường nghiên cứu

Hằng số điện môi có quan hệ hàm số với các tham số khác của môi trường:

e m

e h W

ep w W

e

Trong đó:

εr - Hằng số điện môi của đá

εw - Hằng số điện môi của nước

εh - Hằng số điện môi của hydrocacbon

εm - Hằng số điện môi của matrix

e - Số mũ điện môi thạch học, giống như tham số “m” trong mô hình Archie

p - Số mũ phân cực, liên quan đến độ dẫn của dung dịch khoan

Chuyển mạch

Hình 3.37 Cấu hình Zond đo lan truyền sóng điện từ ở tần số radio

Các tham số e và p được xác định bằng thực nghiệm cho từng vùng mỏ hoặc cho tầng đất đá

3.5 Các yếu tố ảnh hưởng lên kết quả đo và phạm vi ứng dụng của các phương pháp điện trở

ở chừng mực nhất định chúng ta đ∙ hình dung rằng luôn luôn có những nhiễu

do ảnh hưởng của môi trường lên tín hiệu đo Bây giờ h∙y xem xét đến tầm quan trọng của một số đặc điểm của các thành hệ về khía cạnh địa chất: như thành phần, kiến trúc, thế nằm, môi trường trầm tích, nhiệt độ áp suất

3.5.1 Thành phần đá

- Bản chất của pha rắn, gồm các hạt vụn xi măng gắn kết trong đá là không dẫn

điện hoặc có điện trở rất cao, điều này là phổ biến như một quy luật

- Các chất lưu b∙o hoà trong lỗ rỗng của đá: hydrocacbon cũng có điện trở vô cùng lớn, nước là thành phần chất lưu có độ dẫn điện tốt phụ thuộc vào độ khoáng hoá

và nhiệt độ

- Độ lỗ rỗng và độ b∙o hoà

3.5.2 Kiến trúc đá

Hình dáng kích thước phân bố sắp xếp của các hạt có ảnh hưởng nhiều đến độ lỗ rỗng; kích thước, đặc điểm phân bố của các lỗ rỗng và kênh dẫn trong đá lại có ảnh hưởng rất lớn đến điện trở suất của đá

Cấu trúc lỗ rỗng trong các đá là một cấu trúc fractal Độ cong lỗ rỗng thể hiện lên các tham số “a” và “m” trong quan hệ giữa F và Φ

Độ thấm khác nhau sẽ làm thay đổi trong đới ngấm và độ b∙o hoà cả về bản chất cũng như kích thước của đới ngấm

Bất đẳng hướng nhỏ Trong khi hệ điện cực phát dòng theo hướng nằm ngang, nếu bất đẳng nhất không theo một hướng nhất định (bất đẳng hướng nhỏ) thì số đo sẽ thay đổi không có quy luật Kiểu phân bố của sét hay các khoáng vật dẫn điện khác trong đá cũng có vai trò quan trọng làm cho điện trở của đá thay đổi

Trong các hang hốc, khe nứt nếu có chứa dung dịch dẫn điện hay chứa nước sẽ

ưu tiên cho một phần dòng đi từ các hệ cực và từng khe nứt sẽ có ảnh hưởng khác nhau lên kết quả đo Các tham số “a” và “m” cũng vì thế mà thay đổi

3.5.3 Góc dốc và cấu trúc các lớp đá

Thế nằm của các lớp đá không luôn luôn nằm ngang, trục giếng khoan cũng không luôn luôn theo phương thẳng đứng, nghĩa là các mặt phân lớp không luôn luôn vuông góc với trục giếng khoan, nên điện trở suất biểu kiến có thể có sai số Đây cũng

là một kiểu sai số giống như khi gặp bất đồng nhất nhỏ

Chiều dày, cách tổ chức sắp xếp bên trong của vỉa nghiên cứu và các vỉa vây quanh (đây là một kiểu bất đẳng hướng vĩ mô) phụ thuộc vào lịch sử lắng đọng, đặc

điểm môi trường trầm tích trong từng nhịp địa chất Các dạng cấu trúc vĩ mô đó đều thể hiện rất rõ ràng theo sự thay đổi giá trị điện trở của các lớp trong lát cắt

3.5.4 Nhiệt độ, áp suất nén ép

Hiệu ứng của nhiệt độ lên điện trở suất của chất lưu như nước vỉa đ∙ được xem xét ở chương thứ nhất Có một số đo nhiệt độ ở đáy giếng là cần thiết đối với phương pháp điện trở nếu ta chưa biết rõ gradien địa nhiệt của vùng

áp suất vỉa là hàm số của nhiều yếu tố - bao gồm lực nén ép kiến tạo, thiểu nén

ép Sự nén ép làm cho đá chặt xít, các hạt đá bị biến dạng và độ lỗ rỗng thay đổi theo chiều giảm khi lực nén ép tăng

Phép thử nghiệm được thực hiện ở phần lát cắt có đối tượng nghiên cứu dựa vào

sự khác biệt áp suất thuỷ tĩnh của cột dung dịch và áp suất vỉa

3.5.5 Các ứng dụng

Các ứng dụng khác nhau của các phương pháp đo điện trở sẽ được nghiên cứu chi tiết ở phần hai của giáo trình này ở đây chỉ nêu tóm tắt việc sử dụng kết quả đo điện trở suất/độ dẫn điện vào các phép xác định tham số colectơ và đặc điểm địa chất

a) Độ b∙o hoà

Phần lớn các ứng dụng của phép đo điện trở suất / độ dẫn điện ở giếng khoan là

để xác định độ b∙o hoà nước (hoặc độ b∙o hoà dầu) trong đới rửa và đới nguyên

Rxo có thể được đo trực tiếp bằng các vi hệ điện cực Rt thường không đo trực tiếp vì luôn luôn có ảnh hưởng của cột dung dịch, lớp vỏ sét và đới ngấm, ngoài ra còn ảnh hưởng của các lớp vây quanh Chỉ trong các điều kiện thật thuận lợi, các Zond đo có hội tụ (LLd, ILd) mới có khả năng cho số đo gần với giá trị Rt, không cần phải hiệu chỉnh

Bình thường các số đo điện trở bằng các hệ cực sâu vẫn phải hiệu chỉnh nhờ các bản chuẩn chuyên dụng để loại bỏ ảnh hưởng của giếng khoan, đới ngấm và các vỉa vây quanh Phép hiệu chỉnh đối với đới rửa thường kết hợp số đo của ba phép đo có chiều sâu nghiên cứu khác nhau để tìm ba ẩn số: Di, Rxo và Rt Chẳng hạn ta có:

(Ra)cor = RxoGxo + RiGi + RtGt

Gxo(Di) + Gi(Di) + Gt(Di) = 1 là tổng yếu tố hình học của các đới tương ứng Nếu loại trừ ảnh hưởng của đới chuyển tiếp (Gi = 0) thì phương trình trên được rút gọn: (Ra)cor = RxoGxo + RtGt với 1 = Gxo(Di) + Gt(Di)

ở đây Gxo, Gi được xác định theo đường kính đới ngấm Di (trong các phương pháp cảm ứng yếu tố hình học lấy ký hiệu G, còn trong các phương pháp laterolog ký hiệu đó là J)

Lấy các số đo điện trở từ ba Zond đo có chiều sâu nghiên cứu khác nhau, hoặc giả thiết gần đúng Rxo, Di, Rt có thể được tính theo phương trình hoặc dùng bản chuẩn thích hợp (vấn đề này sẽ được lặp lại khi phân tích định lượng trong phần hai của giáo trình)

b) Độ lỗ rỗng

Nếu đá chứa được xem là đá sạch (độ sét dưới 5%) và b∙o hoà nước 100% thì độ

lỗ rỗng của đá có thể tính theo hệ số (yếu tố) thành hệ:

W mf

xo

R

R R

Φ

=

với “a” và “m” là các tham số fractal được xác định theo thực nghiệm

c) Điện trở suất nước vỉa

Xác định được độ rỗng Φ, ta có thể tìm được RW hay Rmf trong lớp đá sạch chứa nước

F

R R F

R R

xo mf

e Wa

a =

=

(3.109)

ở đây RWa, Rmfa chỉ là điện trở suất biểu kiến tương ứng với RW và Rmf của nước

và của filtrat dung dịch trong đá sạch b∙o hoà nước 100% Nếu vỉa chứa có hydrocacbon thì sẽ có RWa > RW và Rmfa > Rmf Có thể tính theo một điểm cực tiểu (picking) cho RWa và Rmfa

Nếu biết thêm SW bằng các phép đo khác (như TDT) điện trở suất của chất lưu

có thể được tính toán từ phương trình Archie trong vỉa dầu

d) Liên kết lát cắt các giếng khoan

Liên kết lát cắt giữa các giếng khoan là một ứng dụng đơn giản nhất của phương pháp điện trở Dựa vào các dấu hiệu giống nhau về hình dạng của các đường cong giá trị tương đương Ra đo ở các giếng khoan khác nhau trong cùng một đơn vị cấu tạo, vùng địa chất Bình thường mỗi tập đá trầm tích thành tạo trong môi trường nhất định nên các đặc điểm về hình dạng đường cong Ra, đặc điểm thay đổi điện trở của tập vỉa cũng để lại các dấu hiệu nhận biết trên biểu đồ đo

Khi liên kết lát cắt giữa các giếng khoan chiều sâu đáy hoặc nóc của một tập vỉa không nhất thiết phải bằng nhau ở các giếng khoan khác nhau vì giữa các giếng khoan

có thể tồn tại các đứt g∙y địa chất, hoặc có sự thay đổi góc dốc của vỉa từ giếng khoan này đến giếng khoan khác Cũng như vậy, chiều dày của tập vỉa hay của lớp đá nào đó không nhất thiết bằng nhau ở hai giếng khoan khác nhau Hiện tượng đó là do sự vát nhọn của các lớp đá theo chiều ngang của lát cắt địa chất

Chương 4 Các phương pháp thế tự phân cực

và phân cực kích thích

Thế điện tự phân cực hay còn gọi là thế tự nhiên và thế phân cực kích thích là hai trường điện quan trọng có nguồn gốc khác nhau Thế điện tự phân cực là kết quả của các qúa trình hoá lý xảy ra khi dung dịch khoan tiếp xúc với đất đá và chất lưu b∙o hoà trong vỉa nghiên cứu và các lớp đá vây quanh Thế điện phân cực kích thích lại là kết quả của các quá trình hoá lý xảy ra trên bề mặt ngăn cách giữa thành phần có đặc tính dẫn điện ion và thành phần dẫn điện điện tử trong môi trường nghiên cứu mỗi khi

bị kích thích bởi dòng điện ngoài

Trên cơ sở của hai trường phân cực nêu trên, trong Địa vật lý giếng khoan người

ta xây dựng cơ sở lý thuyết và công nghệ của hai nhóm phương pháp tương ứng: Thế

điện tự phân cực (Self - Potential, Spontaneous Potential) và Thế điện phân cực kích thích (Provocative Potential)

4.1 Phương pháp thế điện tự phân cực - SP

Lần đầu tiên, năm 1928, lúc chuẩn bị sơ đồ để đo điện trở suất trong giếng khoan, Schlumberger phát hiện thấy có sự tồn tại một hiệu điện thế giữa điện cực M trong giếng khoan và điện cực N đặt trên mặt đất khi không có dòng điện phát Điện thế đó thay đổi rừ lớp đất đá này sang lớp đất đá khác, với giá trị từ một vài đến hàng trăm millivolt Điện thế đó có tên gọi là điện thế tự phân cực

Phương pháp đo thế điện này gọi là phương pháp thế điện tự phân cực - SP Trường điện tự phân cực trong giếng khoan đ∙ được rất nhiều nhà nghiên cứu phân tích chi tiết: Doll (1949), Willie (1949), Daxnov (1950), Gondouin (1958), Hill

và Anderson (1959), v.v

Theo sự phân tích của các tác giả khác nhau, thế điện tự phân cực trong giếng khoan có hai thành phần chính do hai quá trình vận động của các ion:

a) Thế điện động lực (điện thấm lọc, dòng chảy) EK phát sinh khi có dung dịch

điện phân thấm vào môi trường lỗ rỗng không kim loại

b) Thế điện hoá EC xuất hiện khi hai chất lưu không có cùng độ khoáng hoá tiếp xúc trực tiếp với nhau hay qua màng bán thấm (ví dụ sét) và quá trình oxy hoá khử trong môi trường có quặng hoá kim loại