CƠ SỞ LÝ THUYẾT CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐỊA VẬT LÍ GIẾNG KHOAN LÊ HẢI AN (P1)

Vai trò của ðịa vật lý giếng khoan ðVLGK 2.. Môi trường xung quanh giếng khoan Phần mở ñầu Vai trò của ðịa vật lý giếng khoan... Xác ựịnh cột ựịa tầng / thành phần và tắnh chất của thành

Trang 1

ðỊA VẬT LÝ GIẾNG KHOAN

TS Lê Hải An

Bộ môn ðịa vật lý, Khoa Dầu khí,

TRƯỜNG ðẠI HỌC MỎ - ðỊA CHẤT

1 Cơ sở lý thuyết của các phương pháp ñịa vật lý giếng khoan

2 Minh giải tài liệu ñịa vật lý giếng khoan

Nội dung môn học

1 ðịa vật lý giếng khoan – PGS TS Nguyễn Văn Phơn & TS Hoàng Quý, 2004

2 Log Interpretation Principles/Applications – Schlumberger, 1989

3 Log Interpretation Charts – Schlumberger, 2000

Tài liệu tham khảo

1 Vai trò của ðịa vật lý giếng khoan (ðVLGK)

2 Lịch sử phát triển của ðVLGK

3 ðo ghi ðVLGK

4 Các tham số vật lý thạch học xác ñịnh từ tài liệu ðVLGK

5 Môi trường xung quanh giếng khoan

Phần mở ñầu

Vai trò của ðịa vật lý giếng khoan

Trang 2

Vai trò của địa vật lý giếng khoan Vai trò của địa vật lý giếng khoan

Có bao nhiêu hydrocarbon trong các giếng khoan này, ở những khoảng nào ?

Các tầng chứa này có liên thông với nhau không? Tầng chứa này kéo dài ựến ựâu?Sẽ khai thác sản phẩm như thế nào?

Xác ựịnh cột ựịa tầng / thành phần và tắnh chất của thành hệ

Mẫu lõi (core): cho thông tin chắnh xác nhưng giá thành cao và không liên tục

sét Thạch học?

cát

sét

đá vôi độ rỗng?độ thấm?

Chất lưu?

Bao nhiêu?

độ rỗng?

độ thấm?

Chất lưu?

Loại sét?

Nứt nẻ?

Liên tục ựến giếng lân cận ? Xác ựịnh cột ựịa tầng / tắnh chất của thành hệ bằng tổ hợp các phương pháp đVLGK

Xác ựịnh thành phần thạch học của thành hệ bằng tổ hợp các phương pháp đVLGK

Cát kết đá vôi đôlômắt

Sét

Xác ựịnh cột ựịa tầng / tắnh chất của thành hệ bằng tổ hợp các phương pháp đVLGK

Trang 3

Dầu

??????

????????

??????????

đối tượng nghiên cứu: tầng chứa (reservoir)

Mũ khắ Dầu

đá chứa: cát, ựá vôi, ựôlômit rỗng và thấm

đá sinh

đá chắn

Tầng chứa

Mũ khắ

đá chắn

Ranh giới

dầu - khắ

Ranh giới

dầu Ờ nước

Cột ựịa tầng

Xác ựịnh các yếu tố của tầng chứa bằng tổ hợp các phương pháp đVLGK

OWC

Xác ựịnh các yếu tố của tầng chứa bằng tổ hợp các phương pháp đVLGK

GOC

Trang 4

Lịch sử phát triển của ðVLGK

• ðường cong ðVLGK ñầu tiên (9/1927) do Henri Doll tiến hành: ño ñiện trở suất biểu kiến của thành hệ tại một giếng khoan dầu khí ở Pechelbronn, Pháp

• ðến 1927: thời kỳ phát triển quan niệm

• 1927 - 1949: thời kỳ ñược chấp nhận

• 1949 - 1985: thời kỳ vàng

• Sau 1985: thời kỳ phát minh lại

• 1869 First temperature log Lord Kelvin

• 1883 Single electrode resistivity log patented by Fred Brown

• 1912 First surface resistivity survey (Conrad Schlumberger)

• 1927 First multi-electrode electrical survey in a wellbore (in France)

ðến 1927

• 1929 First electrical survey in California (also Venezuela, Russia, India)

• 1931 First SP log, first sidewall core gun

• 1932 First deviation survey, first bullet perforator

• 1933 First commercial temperature log

• 1936 First SP dipmeter

• 1937 First electrical log in Canada (for gold in Ontario)

• 1938 First gamma ray log, first neutron log

• 1939 First electrical log in Alberta

• 1941 Archie's Laws published, first caliper log

• 1945 First commercial neutron log

• 1947 First resistivity dipmeter, first induction log described

• 1948 First microlog, first shaped charge perforator

• 1948 Rw from SP published

1927-1949 Lịch sử phát triển của ðVLGK

• 1949 First laterolog

• 1952 First microlaterolog

• 1954 Added caliper to microlog

• 1956 First commercial induction log, nuclear magnetic log described

• 1957 First sonic log, first density log

• 1960 First sidewall neutron log (scaled in porosity units)

• 1960 First thermal decay time log

• 1961 First digitized dipmeter log

• 1962 First compensated density log (scaled in density/porosity units)

• 1962 First computer aided log analysis, first logarithmic resistivity scale

• 1963 First transmission of log images by telecopier (predecessor to FAX)

• 1964 First measurement while drilling logs described

• 1965 First commercial digital recording of log data

• 1966 First compensated neutron log

• 1969 First experimental PE curve on density log

• 1971 First extraterrestrial temperature log Apollo 15

• 1976 First desktop computer aided log analysis system LOG/MATE

• 1977 First computerized logging truck

• 1982 First use of email to transmit data via ARPaNet (predecessor to Internet)

• 1983 First transmission of log data by satellite from wellsite to computer center

• 1985 First resistivity microscanner

1949-1985

Trang 5

Lịch sử phát triển của ðVLGK Sau 1985

Phát minh các thiết bị ño ghi có ñộ phân giải cao

Phát triển các phần mềm phân tích tổng hợp tài liệu ðVLGK:

Schlumberger Geoquest QLA, IP, Geoframe PetroViewPlus, ELANPlus

Landmark Stratwork

Phát triển các phần mềm phân tích tổng hợp tài liệu ðVLGK: Schlumberger Geoquest QLA, IP, Geoframe PetroViewPlus, ELANPlus Landmark PetroWork

ðo ghi ðịa vật lý giếng khoan

Trang 6

Một hệ thống ño ghi hoàn chỉnh vừa phát vừa ño bao gồm:

• Máy giếng (tools)

• Cáp truyền chuyên dụng (cables)

• Trạm ño (station)

ðo ghi theo kiểu “comes up logging”: thả thiết bị xuống ñáy giếng rồi ño ghi trong

quá trình kéo lên

Tín hiệu thu ñược ghi vào phim (ghi ảnh – analog), ngày nay ñược ghi số trực tiếp

vào máy tính (digital)

ðo ghi ðVLGK ngay sau khi dừng khoan (kéo cần khoan ra khỏi giếng) trước khi

chống ống

Log runs

Ngày khoan

Ch iề u sâ u oa

Tời Cáp

Máy giếng

Các máy giếng có thể tích hợp (ghép nối) với nhau ñể một lần kéo thả (log run) có thể ño ghi ñược nhiều tham số khác nhau

Trang 7

Biểu diễn kết quả ño ghi ðVLGK

Chiều sâu:

Thông thường theo tỉ lệ 1:240 hoặc 1:600

Cũng có thể theo tỉ lệ 1:1200, 1:120, 1:48, 1:5…

Giá trị ño ghi:

ðược biểu diễn trên lưới chuẩn (log grids) hoặc theo tỉ lệ tuyến tính, hoặc theo tỉ lệ

logarit

Chiều sâu nghiên cứu và ñộ phân giải của các thiết bị ðVLGK

Máy giếng (logging tools)

Chiều sâu nghiên cứu

ð ộ ph ân gi ải th eo ch iề u dọ c

Các tham số vật lý thạch học xác ñịnh từ ðVLGK

Các tham số vật lý thạch học của ñá chứa

Trang 8

Các tham số vật lý thạch học của ñá chứa

1.ðộ sét (Vsh)

2.ðộ rỗng (Φ)

3.ðộ thấm (K)

4.ðộ bão hòa (Sw, So, Sg)

ðộ sét (Vsh)

Các loại sét khác nhau (phân lớp, phân tán, cấu trúc)

ðộ rỗng (Φ)

V

V p

=

Φ

ðộ rỗng (Φ)

Phụ thuộc kích thước hạt (grain size) Phụ thuộc cách sắp xếp hạt (packing)

ðộ rỗng (Φ)

• ðộ rỗng hở

• ðộ rỗng tiềm năng

• ðộ rỗng hiệu dụng

• ðộ rỗng toàn phần (ðộ rỗng nguyên

sinh, ðộ rỗng thứ sinh)

ðộ thấm (K)

p h

S K

µ

K - ñộ thấm

Q - lưu lượng

µ - ñộ nhớt

S- tiết diện

h - chiều dài

p – áp suất

Trang 9

ðộ thấm (K)

2

3 2

2

) 1

(

1

e

gr

s S F

K

Φ

−

Φ

=

τ

K - ñộ thấm (mm2)

F s- yếu tố hình dạng

t - ñộ uốn khúc

S gr- diện tích bề mặt trên một ñơn vị thể tích hạt

F e- ñộ rỗng

ðộ rỗng – ðộ thấm

ðộ bão hòa (Sw, So, Sg)

Xương ñá (matrix)

Dầu Nước

0

1

0 1

Sw

ðộ rỗng

Hydrocarbon Nước

Xương ñá

w n

S = φ am

Rw

Rt

Φ

w

V

S

Φ

o

V

S

= V g

S

1

= +

S

Trang 10

Môi trường xung quanh giếng khoan

Dung dịch khoan bao gồm sét bentonite, chất phụ gia (barite) ñược pha trộn vớt chất lưu (dầu hoặc nước)

Trong giếng khoan: áp suất của cột dung dịch gây nên là áp suất thủy tĩnh, tỉ lệ thuận với mật ñộ của dung dịch khoan và chiều cao của cột dung dịch: P ~ H.ρ

ðể ngăn chặn hiện tượng phun dung dịch, phải thay ñổi mật ñộ dung dịch sao cho áp suất thủy tĩnh của cột dung dịch lớn hơn với áp suất vỉa

Sự chênh áp này gây nên hiện tượng ngấm (xâm nhập) của dung dịch khoan vào thành hệ có ñộ rỗng và ñộ thấm, tạo nên một môi trường phức tạp xung quanh thành giếng khoan, ảnh hưởng lên kết quả của các phép ño ðVLGK

Khi khoan qua thành hệ có ñộ rỗng cao, thành hệ có tác dụng như là một

màng lọc phân tách dung dịch khoan thành 2 phần: phần chất rắn và phần

chất lỏng

Filtrate dung dịch khoan (phần chất lỏng) ngấm vào thành hệ, còn phần chất

rắn bị chặn lại tạo thành lớp vỏ sét xung quanh thành giếng khoan

Quá trình ngấm của filtrate dung dịch khoan vào thành hệ theo phương bán

kính giếng khoan phân chia thành hệ xung quanh thành giếng khoan thành các

ñới khác nhau: ñới ngấm (ñới rửa + ñới chuyển tiếp) và ñới nguyên

ñới chuyển tiếp

ñới rửa

ñới nguyên

vỏ bùn

Quá trình xâm nhập của filtrate dung dịch khoan vào thành hệ (invasion process)

ðường kính ñới ngấm phụ thuộc vào ñộ rỗng,

ñộ thấm cũng như thành phần thạch học của thành hệ

Trang 11

• ðới ngấm

– ðới rửa: filtrate dung dịch

khoan thay thế hoàn toàn

nước vỉa

– ðới chuyển tiếp:filtrate

dung dịch khoan lẫn với

nước vỉa

• ðới nguyên không bị ảnh

hưởng của filtrate dung dịch

khoan:

– Nước vỉa

– Dầu

– Khí

• Khi Rw<Rmf

• Khi Rw>Rmf

• Xuất hiện ñới vành khuyên ngay sau ñới chuyển tiếp

• Bản chất là do hydrocarbon chuyển dịch nhanh hơn nước vỉa nên tạo ra một ñới có

ñộ bão hòa nước vỉa cao ở giữa ñới rửa và ñới nguyên ñiện trở suất Thực tế là annulus profile

Các ñường cong ño ghi

ñiện trở có chiều sâu

nghiên cứu khác nhau cho

các giá trị ñiện trở suất

biểu kiến khác nhau

Quá trình xâm nhập của dung dịch khoan

Trang 12

Schlumberger

Baker Atlas

Halliburton

Định dạng
Số trang	12
Dung lượng	3,92 MB