LÝ THUYẾT về địa vật lý NGHIÊN cứu GIẾNG KHOAN

*Do áp suất của cột dung dịch giếng khoan lớn hơn áp suất vỉa nên nước của dung dịchkhoan ngấm vào trong đất đá có độ thấm tốt cát, đá vôi,nước dung dịch khoan đẩy toànbộ chất lưu trong

CHƯƠNG I: CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN 1-Địa vật lý nghiên cứu giếng khoan:

*Địa vật lý nghiên cứu giếng khoan là một lĩnh vực của ngành địa vật lý, bao gồm nhữngphương pháp vật lý, sử dụng để nghiên cứu lát cắt địa chất mà giếng khoan đi qua từ đó cóthể phát hiện và đánh giá trữ lượng khoáng sản, thu thập những thông tin về vùng mỏ khaithác và trạng thái giếng khoan

*Hiện nay có rất nhiều phương pháp địa vật lý khác nhau, theo bản chất ta có thể chia ra thành những nhóm như sau:

-Phương pháp điện trường -Phương pháp cơ lý

-Phương pháp phóng xạ -Phương pháp từ trường

-Phương pháp sóng siêu âm -Phương pháp chụp ảnh

-Phương pháp nhiệt -Phương pháp địa hóa

*Bản chất của những phương pháp trên là đo dọc theo thành giếng khoan để ghi một vài thông số, những thông số này đặc trưng cho một hay vài tính chất vật lý của đất đá mà giếng đã đi qua

2-Độ rỗng:(porosity)

*Đất đá được hình thành từ 3 pha: pha rắn, pha lỏng và pha khí Một phần thể tích của đất đá được cấu thành từ pha rắn, không gian phần còn lại được lấp đầy bởi những pha khác (pha lỏng , pha khí)

*Thể tích Vr của đất đá không thuộc pha rắn ở trạng thái khô xác định, thể tích đó được gọi là thể tích rỗng

*Thể tích rỗng được cấu thành từ những phần không gian khác nhau gọi là lổ hổng.Các lổ hổng có nguồn gốc, hình dáng, kích thước và mối liên hệ giữa chúng khác nhau

*Tỷ số giữa thể tích không gian rỗng Vr và thể tích của đất đá Vđđ được gọi là độ rỗng, kýhiệu là Φ

LÝ THUYẾT VỀ ĐỊA VẬT LÝ NGHIÊN CỨU

GIẾNG KHOAN

Φ = Vr/Vđđ

*Độ rỗng đất đá phụ thuộc vào nhiều yếu tố khác nhau như:

-Cấu trúc, đường kính hạt

-Các hoạt động thứ sinh diễn ra trong đất đá

-Hoạt động kiến tạo

-Aùp suất nén lên trên đất đá…

*Phân loại độ rỗng

a/Theo nguồn gốc hình thành

Độ rỗng nguyên sinh(primary porosity ):Xuất hiện khi đất đá được hình thành và bị thay đổi

về độ lớn, hình dáng do quá trình nén ép của các lớp đất đá bên trên, quá trình xi măng hóa và sự biến chất của đất đá

Độ rỗng thứ sinh(secondary porosity):Các hang hốc, khe nứt trong đất đá được tạo thành do

quá trình hoà tan, phong hoá, tinh thể hoá, kết tinh, đolomit hoá đá vôi, quá trình kiến tạo và hoá sinh

b/Theo mối liên hệ thuỷ động lực giữa các lổ hổng :

Độ rỗng mở(opend porosity): Là độ rỗng của các lổ hổng có mối liên thông với nhau.

Độ rỗng kín(closed porosity): Là độ rỗng của các lổ hổng không có mối liên thông với

nhau

Độ rỗng chung(total porosity):Là tổng của độ rỗng kín và độ rỗng mở

Độ rỗng hiệu dụng(effective porosity):Là thể tích lớn nhất của lổ hổng chứa nước, dầu, khí

mà ở đó nước dầu, khí nằm ở trạng thái tự do

3-Độ thấm(permeability)

Khả năng của đất đá trong tự nhiên truyền dẫn chất lỏng, khí hoặc hỗn hợp chất lỏng vàkhí đi qua nó dưới tác dụng của gradient áp suất ∆p/l được gọi là tính chất thấm của đất đá.Giả sử có một lượng Q chất lỏng, khí hoặc hỗn hợp chất lỏng và khí đi qua đất đá, có tiếtdiện F, dưới tác dụng gradient áp suất ∆p/l, chất đi qua có độ nhớt là µ

Ta có:

∆p x F

Q= Ka

µ x l

Ka - được gọi là hệ số độ thấm, có đơn vị là D (Darcy)

với Q (cc/sec), ∆p (atm), l (cm), F (cm2)

Độ thấm tuyệt đối(absolute permeability):Là độ thấm khi khí khô hoặc chất lỏng một thành

phần đi qua đất đá

Độ thấm pha của khí, dầu, nước :Khi hỗn hợp(khí-dầu, khí-nước, dầu-nước hoặc

khí-dầu-nước) đi qua đất đá, độ thấm đo được cho từng loại khí, dầu, nước riêng biệt được gọi là độ thấm pha của khí, dầu, nước

Độ thấm tương đối của khí, dầu, nước :Là tỷ số giữa độ thấm pha của khí, dầu, nước với độ

thấm tuyệt đối

Ktđ(khí)=K(khí)/Ka, Ktđ(dầu)=K(dầu)/Ka Ktđ(nước)=K(nước/Ka)

4/Độ sét đất đá trầm tích(Vshale):

*Là bản chất của đất đá khi chứa các hạt có đường kính nhỏ hơn 0.01 mm, có khi nhỏ hơn0.001mm hoặc 0.002mm và 0.005mm Các hạt có kích thước bé sẽ ảnh hưởng đặc biệt đếntính chất của đất đá trầm tích

*Các hạt sét là những khoáng vật sét thuộc nhóm kaolinite, montmorillonite, illite cóđường kính thông thường nhỏ hơn 0.005mm,mảnh vụn thạch anh, fenspat, khoáng vật nặng,carbonate, pirite và các loại khoáng vật khác

5/Mật độ đất đá(density):

Khối lượng đất đá xác định trên một đơn vị thể tích, giá trị đó được gọi là mật độ, ký hiệu là ρ, đơn vị là g/cm3

6/Mẫu đất đá(core sample): có 3 loại

Mẫu vụn(cutting core):Thu được trong quá trình khoan

Mẫu sườn(sidewall core):Lấy dọc theo thành giếng khoan

Mẫu khối:Lấy theo giếng khoan

7/Dung dịch khoan(drilling mud): có 2 loại

Dung dịch khoan gốc dầu(oil base mud)

Dung dịch khoan gốc nước(water base mud): bao gồm hỗn hợp sét nước và vài loại hợp chất khác

*Vai trò của dung dịch khoan:-Giữ cân bằng áp suất giữa cột dung dịch khoan và áp suất vỉa Làm nguội choàng khoan….

8/Giếng khoan và trạng thái giếng khoan khi sử dụng dung dịch khoan gốc nước

*Giếng khoan là đối tượng nghiên cứu của địa vật lý giếng khoan, giếng khoan có thểkhoan thẳng đứng hoặc khoan nghiêng tuỳ theo mục đích và đối tượng địa chất nghiên cứu

*Do áp suất của cột dung dịch giếng khoan lớn hơn áp suất vỉa nên nước của dung dịchkhoan ngấm vào trong đất đá có độ thấm tốt (cát, đá vôi),nước dung dịch khoan đẩy toànbộ chất lưu trong vỉa và chiếm chổ hoàn toàn tạo thành đới ngấm hoàn toàn Bên cạnh của

đới ngấm hoàn toàn là đới chuyển tiếp được tạo thành một phần do nước của dung dịchkhoan ngấm từ đới ngấm hoàn toàn và một phần của chất lưu trong vỉa, phần còn lại của

vỉa không bị nước của dung dịch khoan xâm nhập gọi là đới nguyên.

*Trong quá trình ngấm, nước của dung dịch khoan vào trong vỉa, sét của dung dịch khoan

bị giữ lại ở thành giếng khoan tạo thành một lớp bùn sét (mud cake), vì vậy đối với những vỉa có độ thấm tốt ta thường quan sát thấy hiện tượng đường kính của giếng khoan nhỏ hơn đường kính của choàng khoan (mũi khoan)

9/Bài tập:

Tính mật độ tự nhiên của một vỉa cát chứa dầu, biết rằng độ rỗng chung là 35% độ sét 15%, độ rỗng của sét 35%, nước trong sét có tỷ trọng 1g/cm3, dầu có tỷ trọng 0.8g/cm3, mật độ khung của cát 2.68g/cm3, sét 2.7g/cm3, Sw = 50%

CHƯƠNG II:PHƯƠNG PHÁP ĐIỆN NGHIÊN CỨU GIẾNG KHOAN

Phương pháp điện nghiên cứu giếng khoan bao gồm:

1-P/ pháp đo điện trở đất đá dưới tác dụng nguồn điện nhân tạo

2-Phương pháp đo điện thế phân cực tự nhiên trong đất đá

3-Phương pháp cảm ứng điện từ

BÀI I PHƯƠNG PHÁP ĐO ĐIỆN TRỞ ĐẤT ĐÁ DƯỚI TÁC DỤNG NGUỒN ĐIỆN

NHÂN TẠO

* Phương pháp đo điện trở đất đá dưới tác dụng nguồn điện nhân tạo là phương pháp sử dụng nguồn điện phóng vào trong đất đá để đo điện trở suất riêng của đất đá

Giả sử có một dây dẫn đồng chất có độ dài là l và tiết diện là S Điện trở của dây dẫn có

thể được xác định như sau:

l

R = R

S

Trong đó R là điện trở suất riêng của đất đá, có đơn vị là (Ω.m)

Điện trở suất riêng tỷ lệ nghịch với độ dẫn điện

Điện trở suất riêng của vài loại đất đá và khoáng quặng:

-Anhydrite : 107 - 1010 -Than đa ù : 10 - 1016

-Canxite (CaCO3): 107 - 1014 -Antraxit (than không khói) : 10-3 - 1

-Thạch anh (SiO2): 1012 - 1014 -Pirite (FeS2) : 10-4 - 10-1

-Feldspar : 1011 - 1012 -Grafite (than chì) : 10-6 - 10-4

-Mica : 1014 - 1015 -Macnetite (Fe3O4) : 10-4 - 10-2

-Dầu thô : 109 - 1016

Hệ số thành hệ F

*Khi nghiên cứu sự phụ thuộc của điện trở từ độ rỗng (loại trừ ảnh hưởng của độ khoáng

hoá nước vỉa) thông thường người ta sử dụng giá trị tương đối của điện trở Khi những lổhổng của đất đá được bão hòa 100% nước vỉa ta có:

Rt( 100%nước)

F = - (1) Rw

Rt - Điện trở của vỉa(đã bão hòa 100% nước vỉa)

Rw- Điện trở của nước vỉa

F- Thông số của độ rỗng hay hệ số thành hệ (Formation factor).

*Bằng thực nghiệm người ta đã đưa ra sự tương quan giữa F và Φ như sau:

a

F = - (2)

Φ m

a- Hệ số thông của đất đá

(permeability factor, cementation factor)

m- Hệ số kết dính phụ thuộc vào thành phần xi măng có trong

đất đá (cementation exponent)

*Ở mỗi vùng đều có giá trị a, m khác nhau phụ thuộc vào thành phần, tính chất của đất đá

ở vùng đó a, m được xác định trong phòng thí nghiệm Thông thường a =1 và m = 2

Hệ số tăng điện trở Q

*Để nghiên cứu sự ảnh hưởng của độ bão hòa dầu lên điện trở, người ta sử dụng tỷ số giữa

điện trở của vỉa chứa dầu Rt(dầu) hay khí Rt(khí) và điện trở của chính vỉa đó được bãohòa 100% nước Rt(nước)

Rt(dầu,khí)

Q = - (3) Rt(100%nước)

*Tỷ số đó (Q) được gọi là hệ số tăng điện trở (resistivity index)

*Đối với vỉa dầu hay khí thì giá trị Q chỉ rằng vỉa chứa bao nhiêu phần trăm dầu và khí thì

Q tăng lên bấy nhiêu lần so với vỉa nước

*Bằng thực nghiệm người ta đã thiết lập mối quan hệ như sau:

Q = - hoặc Q = - (4)

Sw n (1-S hydro ) n

n-Hệ số bão hòa (saturation exponent) Cũng giống như a,m hệ số n đặc trưng cho từng

loại đất đá và cũng được xác định trong phòng thí nghiệm

Khi vỉa có nhiều sét n < 1.5, thông thường n=2

Φ m

Từ 5 và 6 suy ra:

a.Rw

Sw n = Rt(dầu,khí)* Φ m

-Công thức trên gọi là công thức Archie dùng cho vỉa cát sạch

*Thiết bị đo điện nhân tạo đơn giản được cấu tạo từ 4 điện cực A, B, M, N, điện cực B

nằm trên mặt đất, A, M, N nằm ở thiết bị đo được thả theo giếng

*Điện cực A, B để phóng ra nguồn điện M, N để đo hiệu điện thế giữa hai điểm của giếng

khoan ở thời điểm dòng điện đi qua.Khi di chuyển máy đo dọc theo thành giếng khoan thìhiệu điện thế được ghi bởi M, N sẽ thay đổi phụ thuộc vào điện trở suất của đất đá xungquanh Ta có :

∆U

R = K I

-R -Điện trở suất của đất đá

∆U - Hiệu điện thế giữa hai cực M, N

I - Cường độ dòng điện đi qua

K - Hệ số đặc trưng của máy (phụ thuộc vào khoảng cách

M, N)

Các dạng bố trí điện cực

*Các điện cực được sắp xếp theo những qui luật nhất định và mỗi cách sắp xếp có tên gọi

khác nhau, các điện cực này còn được gọi là dôn (sonde)

.Điện cực thế hay dôn thế (Normal):Là điện cực mà khoảng cách giữa hai cặp điện cực

cùng loại A,B hoặc M,N lớn hơn khoảng cách từ một trong hai điện cực đó đến điện cựckhông cùng cặp gần nhất

.Điện cực gradient hay dôn gradient(Lateral):Là điện cực mà khoảng cách giữa một cặp

điện cực cùng loại nhỏ hơn khoảng cách từ một trong hai điện cực cùng loại đến điện cựckhác gần nhất

B

A M N

Hình 2.2

*Trong dôn thế khoảng cách AM được gọi là độ dài của dôn Điểm ghi là điểm giữa của

AM

*Trong dôn gradient, độ dài của dôn là AO, O là điểm giữa của các cặp điện cực cùng loại

gần nhất

Các phương pháp đo điện nhân tạo

Theo độ dài của dôn người ta chia làm 2 loại :

-Đo sườn

-Đo vi điện cực (Micro)

A-ĐO SƯỜN

a/ Đo sườn định hướng 7 điện cực:

Ao là điện cực trung tâm, 3 cặp điện cực bố trí đối xứng qua Ao là M1 và M2, M1’ và M2’,A1 và A2

Nguyên lý: Ao, A1, A2 phóng ra dòng điện định hướng.

Dưới tác dụng của dòng điện không đổi Io được phóng ra bởi điện cực Ao, dòng điện địnhhướng phóng ra từ điện cực định hướng A1 và A2 được điều chỉnh sao cho không phụ thuộctừ điện trở của đất đá kế bên và điện trở của dung dịch trong giếng khoan, bảo đảm sự cânbằng điện thế giữa các điện cực Ao, A1 và A2 Điều kiện để điện thế giữa các điện cựcđược cân bằng là hiệu điện thế giữa hai cặp điện cực ghi M1 M1’ và M2 M2’ bằng 0 dướisự thay đổi cường độ dòng điện định hướng Nếu như dưới điện thế của điện cực Ao,A1,A2là bằng nhau thì sẽ không có dòng điện chạy dọc theo giếng khoan và chỉ theo hướng vàođất đá nghiên cứu

Độ dài của dôn là O1O2 Điện trở biểu kiến được xác định như sau:

∆U

R = K Io

∆U - Hiệu điện thế giữa M1 hay M1’ và điện cực N xa nhất

b/Đo sườn định hướng 3 điện cực:

Bao gồm 3 điện cực hình trụ dài Ao,A1 và A2

Ao là điện cực trung tâm, hai điện cực đối xứng qua Ao là A1 và A2

Nguyên lý hoạt động cũng giống như 7 điện cực

Độ dài của dôn O1O2 , ∆U - Hiệu điện thế giữa 1 trong những điện cực phóng và điện cực

N xa nhất

c/Đo sườn định hướng đôi DLL(Dual Laterolog):

*Đo sâu sườn LLD (Deep Laterolog):

Bao gồm 9 điện cực Ao, A1, A1’, A2, A2’, M1, M1’, M2, M2’

Nguyên lý hoạt động cũng như 7 điện cực

A1,A1’,A2,A2’ được nối với nhau và dùng để phóng ra dòng điện định hướng Dòng nàysau khi đi qua đất đá sẽ bị uống cong và quay trở lại điện cực thu

*Đo nông LLS (Shallow Laterolog)

Cũng bao gồm 9 điện cực, nhưng khác với phương pháp đo sâu là điện cực A1 và A1’phóng ra dòng điện định hướng còn A2,A2’ được sử dụng như là điện cực thu

*Phương pháp đo sâu sườn LLD và đo nong LLS dùng để nghiên cứu:

-Điện trở thực của vỉa

-Điện trở của vùng thấm

-Đường kính vùng thấm

-Phân loại đất đá, ranh giới vỉa

B-ĐO VI ĐIỆN CỰC

a/Đo vi điện cực không định hướng ML(Microlog)

Gồm ba điện cực Ao, M1 và M2 được bố trí trên một đệm lót cao su dùng để chống lại sự

n ép của thành giếng khoan khi thiết bị tiếp xúc với thành giếng Các điện cực này cáchnhau 1 inch

b/Đo vi điện cực định hướng MLL (MicroLaterolog)

Bao gồm điện cực nhỏ Ao bao quanh bởi 3 điện cực tròn A1,M1 và M2 được bố trí trên mộtđệm lót cao su Điện cực Ao phát ra dòng điện không đổi Io để duy trì hiệu điện thế bằng

0 giữa M1 và M2 khi A1 phóng ra dòng điện Đối với lớp bùn sét có đường kính lớn hơn3/8 in thì giá trị điện trở của MLL phải hiệu chỉnh

Độ phân giải của MLL khoảng 1.7 in và độ sâu nghiên cứu từ 1 đến 2 in (1 in = 2,54cm)

c/Đo vi điện cực định hướng dạng cầu MSFL(Micro Spherically Focused Log).

*Phương pháp MSFL được thay thế cho ML và MLL từ khi được kết hợp đo một lượt với

các thiết bị khác như DLL

Thiết bị đo bao gồm điện cực trung tâm Ao, điện cực phát A1, điện cực ghi Mo và hai điệncực điều chỉnh điện thế (Monitor electrodes)

*So với MLL thì MSFL ít bị ảnh hưởng bởi chiều dày của lớp bùn sét vì vậy nó có thể đo

chính xác giá trị điện trở của đới ngấm hoàn toàn Rxo trong cả điều kiện vỉa có độ thấmkém

*Trong trường hợp lớp bùn sét có bề dày lớn hơn 1/2in, giá trị điện trở MSFL cần phải hiệu

chỉnh thông qua hai thông số là chiều dày (dmc) và điện trở của lớp bùn sét Rmc

BÀI 2- PHƯƠNG PHÁP ĐO ĐIỆN THẾ PHÂN CỰC

TỰ NHIÊN TRONG ĐẤT ĐÁ

Gọi tắt là SP (Spontaneous potential)

SP là phương pháp nghiên cứu trường điện tỉnh trong giếng khoan, trường điện này đượctạo thành do các quá trình lý hóa diễn ra giữa mặt cắt giếng khoan với đất đá và giữa cáclớp đất đá có thành phần thạch học khác nhau

Các quá trình lý hóa bao gồm:

1-Quá trình khuếch tán muối từ nước vỉa đến dung dịch giếng và ngược lại

2-Quá trình hút các ion ở trên bề mặt của các tinh thể đất đá

3-Quá trình thấm từ dung dịch giếng vào đất đá và nước vỉa vào giếng khoan

4-Phản ứng ôxy hoá khử diễn ra trong đất đá và trên bề mặt tiếp xúc giữa đá với dung dịch

giếng khoan.

Khả năng của đất đá phân cực dưới tác dụng của quá trình lý hoá nói trên được gọi là hoạt tính điện hóa tự nhiên

Trong 4 quá trình trên, quá trình khuếch tán và hút ion đóng vai trò chính trong việc tạo

ra trường điện tự nhiên trong đất đá

A/ QUÁ TRÌNH KHUẾCH TÁN (DISTRIBUTION)

VÀ HÚT ION

Gọi Sawater - là độ khoáng hóa của nước vỉa

Safluid độ khoáng hóa của dung dịch giếng khoan

+Do khác nhau về độ khoáng hóa và thành phần hóa học sẽ tạo

ra sức điện động khuếch tán được xác định bởi công thức:

E D = K D ln (Sa water / Sa fluid )

KD - Hệ số sức điện động khuếch tán, phụ thuộc vào thành phần

hóa học của muối

+Đối với nước vỉa và dung dịch giếng khoan có thành phần muối đơn giản (NaCl)

ta có công thức: ED = K D lg (R fluid / R water )

+Giả sử ở nhiệt độ 18oC, dung dịch NaCl ta có :

E D = -11.6lg (R fluid / R water ) +Khi hai lớp đất đá tiếp xúc với nhau khác về thành phần thạch học hoặc giữa chất lỏng

với đất đá thì sẽ xuất hiện sức điện động:

E D = (K D + A DA )lg (R fluid / R water )

A DA- Hoạt độ khuếch tán và hút các ion của đất đá

+Đối với lớp cát sạch tiếp xúc với sét sạch ta có:

E s max = -69.6lg (R fluid / R water )

E s max - Biên độ tĩnh lớn nhất của SP

+Trong thực tế người ta không ghi được biên độ tĩnh mà ghi được biên độ tĩnh cộng với sự

hụt điện thế ở từng đoạn giếng khoan

∆U SP = I SPRWELL = E smax - I SP ( RT + RCL )

RT - Điện trở của vỉa RWELL - Điện trở của từng đoạn giếng khoan

RCL - Điện trở của sét; I SP - Cường độ dòng điện

B-CÁC PHƯƠNG PHÁP CỦA SP:

a) Phương pháp SP thông dụng

Gồm hai điện cực M và N, N cố định, M chạy dọc theo giếng khoan

∆USP = U SP M − U CONST

Giá trị ∆USP phụ thuộc rất nhiều yếu tố khác nhau (môi trường, thiết bị) vì vậy khi sử dụng cần phải hiệu chỉnh

b)Phương pháp Gradient SP:

Hai điện cực M và N đều nằm trong giếng khoan và cách nhau 1m

Phương pháp này dùng để nghiên cứu chi tiết mặt cắt giếng khoan và khi dòng điện nuôikhông ổn định

c)Phương pháp đo bằng điện cực tự chọn

Gồm điện cực chính M để ghi và hai điện cực phụ N1 và N2, A1 và A2 là hai điện cựcnguồn

Phương pháp này có tác dụng giảm ảnh hưởng độ dày của vỉa và điện trở của đất đá lên

∆USP nên được dùng để phân chia những vỉa sét và vỉa có độ thấm cao nằm giữa đất đá cóđiện trở cao

d)Phương pháp đo hiệu chỉnh SP.

Các phương pháp trên giá trị ∆USP ghi được cần phải hiệu chỉnh: độ dày vỉa, điện trở vỉa,điện trở vùng thấm, đường kính giếng khoan và vùng thấm.Ở phương pháp đo hiệu chỉnh

SP có những điện cực đặc biệt, có khả năng tự điều chỉnh điện trường, điện cực M1N1 vàM2N2 giữ cho hiệu điện thế giữa chúng luôn luôn bằng không có nghĩa là giữa các điệncực này không có dòng điện, vì vậy phương pháp này cho phép giảm tối đa những ảnhhưởng lên giá trị ∆USP

- Đơn vị ghi của SP là MV (Millivôl),

ỨNG DỤNG CHUNG

P/ pháp SP khi kết hợp với các đường cong khác, người ta có thể:

-Nghiên cứu mặt cắt thạch học của giếng khoan;

-Liên kết lát cắt; Xác định vỉa sản phẩm

-Xác định độ khoáng hoá nước vỉa và nước dung dịch giếng khoan

-Xác định độ sét, độ rỗng, độ thấm và độ bão hòa dầu trong đất đá.

BÀI 3- PHƯƠNG PHÁP ĐO CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ

TRONG ĐẤT ĐÁ(INDUCTION)

* Phương pháp cảm ứng điện từ là phương pháp đo trong giếng khoan điện thế của từtrường thay đổi tạo ra bởi dòng điện xoáy, dòng điện này đi trong đất đá và được tạo ra bởicuộn dây nguồn

*Phương pháp cảm ứng điện từ có thể sử dụng (đo) trong giếng khoan ngập nước dungdịch, thậm chí trong cả giếng khoan dung dịch không dẫn điện như dầu, không khí hoặc khítự nhiên

A-NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG

Thiết bị đo cảm ứng điện từ được cấu tạo bởi một nguồn cảm ứng và hệ thống mạch điện

Nguồn cảm ứng được cấu tạo từ hai cuộn dây: cuộn nguồn và cuộn ghi, hai cuộn này được

đặt cách nhau bằng một thanh không dẫn điện

Hệ thống mạch điện bảo đảm cho cuộn dây nguồn có một dòng điện thay đổi với tần số

cao 20 - 80 Hz, nhờ vậy ở cuộn dây ghi sẽ nhận được những tín hiệu mạnh và rõ Dòng điện thay đổi ở cuộn dây nguồn sẽ sinh ra từ trường thay đổi(H1), gây cảm ứng ở môi trường xung quanh và tạo ra dòng điện xoáy.Trong môi trường đồng nhất, đường lực của dòng điện này được hình dung là những vòng tròn với trục là trục giếng khoan(nếu trục máy đo là trục giếng khoan).Dòng điện này lại một lần nữa sẽ tạo ra từ trường thay đổi H2 trong đất đá

Phương pháp cảm ứng điện từ.( Tiếp theo)

Từ trường H1 và H2 sẽ cảm ứng lên cuộn ghi với sức điện động là E1 và E2 E1 là sức điệnđộng nhiễu sẽ bị loại bằng hệ thống bù của cuộn ghi Như vậy chỉ còn lại sức điện động E2

ta có:

E2 = f(σ đđ) = f (1/Rđđ)

Tín hiệu được ghi dọc theo giếng khoan là đường cong thay đổi của độ dẫn điện đất đá,giá trị này σđđ là giá trị biểu kiến.Để có được giá trị thực ta cần hiệu chỉnh hiệu ứng phân bố dao động điện từ trường và hệ số tắt dần

σđđ = E2 / Kgk

Trong thực tế để đo độ dẫn điện người ta sử dụng không những hai cuộn dây mà còn thêm vào vài cuộn dây phụ

B-ĐƯỜNG CONG ID Hình vẽ

Đường cong ID bị ảnh hưởng: đường kính giếng khoan, độ dày vỉa và vùng thấm

C-ỨNG DỤNG