Lê Hải An Bộ môn ðịa vật lý, Khoa Dầu khí, TRƯỜNG ðẠI HỌC MỎ - ðỊA CHẤT Phần 4: Các phương pháp khác • Phương pháp ño ñường kính giếng khoan Caliper Log • Phương pháp ño góc nghiêng và p
Trang 1ðỊA VẬT LÝ GIẾNG KHOAN
TS Lê Hải An
Bộ môn ðịa vật lý, Khoa Dầu khí,
TRƯỜNG ðẠI HỌC MỎ - ðỊA CHẤT
Phần 4: Các phương pháp khác
• Phương pháp ño ñường kính giếng khoan (Caliper Log)
• Phương pháp ño góc nghiêng và phương vị của trục giếng khoan
• Phương pháp ño nhiệt ñộ giếng khoan
• Carota khí (Mud Logs)
• Các phương pháp lấy mẫu lõi (Conventional Coring & Sidewall Coring)
• Các phương pháp thử vỉa (Formation Tester)
Phương pháp ño ñường kính giếng khoan
Phương pháp ño ñường kính giếng khoan – Caliper
ðo ghi sự thay ñổi về hình dạng và kích cỡ cuả giếng khoan theo chiều sâu
Phương pháp ño ñường kính giếng khoan – Caliper
• ðo ghi ñường kính giếng khoan bằng một cặp càng gắn vào thiết
bị máy giếng
• ðộ mở rộng ra hay khép vào của cặp càng phụ thuộc vào ñường
kính giếng khoan
• Xác ñịnh ñường kính giếng khoan thông qua biến trở có con chạy
Càng
Thành hệ Th h n o
A B
Nhiều thiết bị máy giếng ñược
lắp ñặt hệ thống càng ñể ño
ñường kính giếng khoan: MSFL,
LDT, CNL, FMI
Thiết bị máy giếng ño ñường kính giếng khoan
Trang 2ðường cong ño ghi ñường kính ðường cong ño ghi ñường kính
ðường kính giếng khoan ño ghi bằng các thiết bị khác nhau
Thiết bị Caliper
Một càng: MSFL (option A), LDT, EPT
• ðo ghi 1 giá trị của ñường kính giếng khoan = 400 mm
• Tính toán thể tích của 100 m giếng khoan = 12.57m3 (+100% sai số)
Thiết bị Caliper Hai càng: MSFL (option B)
• ðo ghi 1 giá trị của ñường kính giếng khoan = 400 mm
• Tính toán thể tích của 100 m giếng khoan = 12.57m3(+100% sai số)
Thiết bị Caliper
Hai càng: MSFL (option B)
• ðo ghi giá trị thứ nhất của ñường kính giếng khoan = 195 mm
• ðo ghi giá trị thứ hai của ñường kính giếng khoan = 195 mm
• Tính toán thể tích của 100 m giếng khoan = 2.9m3(-53% sai số)
Thiết bị Caliper Hai càng: MSFL (option B)
• ðo ghi giá trị thứ nhất của ñường kính giếng khoan = 273 mm
• ðo ghi giá trị thứ hai của ñường kính giếng khoan = 273 mm
• Tính toán thể tích của 100 m giếng khoan = 5.85m3(-7% sai số)
Trang 3Thiết bị Caliper
Ba càng: sonic logs
• ðo ghi 1 giá trị của ñường kính giếng khoan = 260 mm
• Tính toán thể tích của 100 m giếng khoan = 5.31m3(-15% sai số)
Thiết bị Caliper
Ba càng: CNL, LDT
• ðo ghi giá trị thứ nhất của ñường kính giếng khoan = 200 mm
• ðo ghi giá trị thứ hai của ñường kính giếng khoan = 382 mm
• Tính toán thể tích của 100 m giếng khoan = 6 m3(-4% sai số)
Thiết bị Caliper
• ðo ghi giá trị thứ nhất của ñường kính giếng khoan = 200 mm
• ðo ghi giá trị thứ hai của ñường kính giếng khoan = 400 mm
• Tính toán thể tích của 100 m giếng khoan = 6.28 m3(0% sai số)
Bốn càng: Dual-Dipmeter tool, FMS, FMI
Thiết bị Caliper
Xác ñịnh trạng thái kỹ thuật giếng khoan
Ứng dụng của phương pháp Caliper
• ðể hiệu chỉnh ảnh hưởng của giếng khoan lên các số ño của các
phương pháp khác
• Xác ñịnh các vỉa sản phẩm
• Xác ñịnh thể tích giếng khoan ñể tính toán lượng xi măng cần thiết
khi trám xi măng
Phương pháp ño góc nghiêng và góc phương vị
của trục giếng khoan
Trang 4Tự nghiên cứu
Phương pháp ño nhiệt ñộ giếng khoan
• ðo liên tục
• ðo không liên tục (BHT)
Tự nghiên cứu…
Carota khí – Mud Logs
Mud Logs
• ðo ghi ngay trong quá trình khoan
• Nghiên cứu và phân tích các thông tin ñịa chất có ñược trong bùn khoan (cuttings) và dung dịch khoan
Trang 5Mud Logs
Mục đích
• Nghiên cứu những đặc điểm địa tầng của lát cắt giếng khoan
• Phát hiện và xác định vị trí của vỉa chứa dầu khí
• Dự đốn được đặc tính sản phẩm (sự cĩ mặt của dầu hoặc khí trong thành
hệ)
• Cung cấp các thơng tin về dung dịch, phân tích khí thành phần
• Theo dõi và cung cấp thơng tin về an tồn trong khi khoan: xác định áp suất
vỉa, dự báo tầng áp suất cao… để đưa ra các chế độ khoan tối ưu
Mud Logs
Mud Logs Quá trình cơ bản của carota khí
1 Tách khí
ðể lấy mẫu khí liên tục từ dung dịch khoan, sử dụng một trong các phương
pháp sau:
1 Hút chân khơng
2 Khuấy
3 Rung tạo sĩng
4 ðun nĩng
1 Phân tích khí
1 ðo khí tổng: dựa trên sự khác biệt về tính dẫn nhiệt của hydrocarbon và
khơng khí
2 ðo khí thành phần: khí được đi qua các chất bắt giữ: silicagel (H2và C1)
và squalane (C2, C3, iC4và nC4)
Mud Logs GEOSCIENCES
ANAX 500
Mud Logs GEOSCIENCES
ANAX 500
Total Gas Detection High Speed Chromatograph Depth Processing Unit
Mud Logs – Phân tích khí thành phần
Sử dụng sắc khí ký: chromatograph
Cho phép:
1 Xác định chính xác vỉa sản phẩm
2 Xác định các ranh giới Dầu/Khí/Nước
3 ðịnh hướng trong các giếng khoan ngang
4 Dự báo cách tiếp cận vỉa sản phẩm
Phân tích khí thành phần từ C1đến C5trong khoảng thời gian dưới 30s
Cĩ thể xác định H2S và CO2nếu cần
Trang 6Mud Logs Ờ GasWizard Master Logs
Tài liệu Master Log ựo carota khắ thường ựược ghi trên tỉ lệ 1:500 hoặc 1: 1000 gồm có các cột (tracks) sau:
1 ROP vận tốc khoan
2 DEPTH ựộ sâu
3 CUTTINGS biểu hiện % thạch học theo mẫu bùn khoan
4 GAS: Gas chromatograph
5 LITHO cột ựịa tầng xây dựng theo cuttings và chỉ số khắ
6 F thể hiện khoảng lấy mẫu lõi
7 DESCRIPTIONS mô tả ựịa chất, thạch học, ghi các chỉ số khắ, tỉ trọng lưu lượng, áp suất
Phân tắch tài liệu Mud Logs
Dựa trên các kết quả thống kê sau ựây ựể phân tắch tài liệu:
Ớ Mỏ dầu: ựược ựặc trưng bởi nồng ựộ hydrocarbon nặng lớn
Ớ Mỏ khắ: hàm lượng hydrocarbon nặng không cao (< 3%), chủ yếu là Metan
CH4(> 95%)
Ớ đôi khi hàm lượng hydrocarbon nặng C2ựến C5chiếm từ 3% ựến 6%, ựó là
vỉa khắ trong mỏ dầu
Sử dụng hai phương pháp:
Ớ Phương pháp biểu ựồ tam giác
Ớ Phương pháp tỉ số
Phương pháp biểu ựồ tam giác
0.17 0
nC4/ΣC
C2/ΣC
C3/ΣC
Trang 7Phương pháp biểu ñồ tam giác
0.17 0
nC4/ΣC
C2/ΣC
C3/ΣC
Tam giác thành phần có ñỉnh:
• Quay xuống là vỉa dầu
• Quay lên là vỉa khí Phương pháp biểu ñồ tam giác
Cần chú ý:
• Nếu tâm ñồng dạng nằm trong elip triển vọng thì biểu hiện hydrocarbon nặng là bình thường
• Nếu tâm ñồng dạng nằm ngoài elip triển vọng thì biểu hiện hydrocarbon nặng là dị thường và ñây là vỉa chết
Phương pháp biểu ñồ tam giác
Xác ñịnh ñặc tính của các vỉa sản phẩm sau:
1 CΣ=2%, C1=1.02%, C2=0.09%, C3=0.05%
2 CΣ=3.2%, C1=1.1%, C2=0.5%, C3=0.1%, iC4=0.1%, nC4=0.1%
3 CΣ=2.4%, C1=0.9%, C2=0.08%, C3=0.06%, iC4=0.01%, nC4=0.015%
4 CΣ=4.2%, C1=2.8%, C2=1.2%, C3=0.4%, iC4=0.2%, nC4=0.1%
5 CΣ=5.1%, C1=3.6%, C2=0.7%, C3=0.18%, iC4=0.05%, nC4=0.08%
Phương pháp tỉ số
• Tính tỉ số của Metan C1
với các khí nặng khác
C1/C2, C1/C3, C1/C4,
C1/C5
• Chủ yếu dùng tỉ số C1/C2
Phương pháp tỉ số
C1/C2:
• Từ 2 ñến 15 là vỉa dầu
• Từ 15 ñến 65 là vỉa
khí
• Nhỏ hơn 2 hoặc lớn
hơn 65 là không sản
phẩm
Chú ý:
Nếu bất kỳ tỉ số sau nào
nhỏ hơn tỉ số trước thì
vỉa ñó là vỉa nước
D-exponent
Cho phép xác ñịnh dị thường áp suất
Trang 8Phương pháp lấy mẫu lõi
• Phương pháp lấy mẫu thông thường
• Phương pháp lấy mẫu sườn giếng khoan
Mục ñích của các phương pháp lấy mẫu lõi là mang mẫu của thành hệ
và chất lưu trong lỗ rỗng của chúng lên mặt ñất, bảo quản và ñưa về phòng thí nghiệm ñể phân tích
Phương pháp lấy mẫu thông thường Phương pháp lấy mẫu thông thường
• Khi ñến ñiểm cần lấy mẫu lõi, cần khoan ñược kéo lên và ñược lắp thêm ống lấy mẫu và mũi khoan lấy mẫu
• Một tải trọng nhỏ sẽ ñặt lên mũi khoan và quay rất chậm ñể bảo ñảm mẫu lõi không bị vỡ
Phương pháp lấy mẫu thông thường Phương pháp lấy mẫu thông thường
Mẫu lõi thông thường lấy ñược dài khoảng 10 - 60 ft và ñường kính từ 17/8- 41/2in
Trang 9Phương pháp lấy mẫu thông thường
ðo GR trên mẫu lõi vừa lấy ñược trước khi ñưa về phòng thí nghiệm
Phương pháp lấy mẫu thông thường
Whole core
Slabbed core
Phương pháp lấy mẫu thông thường
Core photo
Phương pháp lấy mẫu sườn
Sidewall Corgun Lấy mẫu ở thành giếng khoan bằng các ống lấy mẫu ñược gắn vào thân của thiết bị
Phương pháp lấy mẫu sườn
Sidewall Corgun Khi lấy mẫu, các ống này ñược bắn vào thành hệ bằng cách phát nổ
Phương pháp lấy mẫu sườn
Sidewall Corgun
• Mỗi lần kéo thả có thể lấy ñược 60 mẫu
• ðường kính của mẫu lấy ñược từ ¾ ñến 11/8 in phụ thuộc vào ñường kính ống lấy mẫu
• Chiều dài mẫu phụ thuộc vào nhiều yếu tố: sức nổ, kiểu của ống lấy mẫu, ñộ cứng của thành hệ và có thể dao ñộng từ 0 ñến 2 in
Trang 10Phương pháp lấy mẫu sườn
Làm thế nào ñể lấy mẫu sườn có kích thước ñều nhau?
Phương pháp lấy mẫu sườn
Rotary Sidewall Coring
• Sử dụng motor ñể ñưa khoan ñưa ống lấy mẫu vào thành hệ
• Thiết bị cho phép lấy mẫu sườn có kích
cỡ giống nhau ở mọi thành hệ cứng và mềm
• Mỗi lần kéo thả có thể lấy ñược 50 mẫu
Phương pháp lấy mẫu sườn
Rotary Sidewall Coring Phương pháp lấy mẫu sườn Mechanical Sidewall Coring Tool
Phân tích mẫu lõi (routine core analysis) Phân tích mẫu lõi
Trang 11Phương pháp thử vỉa
Mục ñích chính của các phương pháp thử vỉa:
• Thu thập các mẫu chất lưu của thành hệ
• ðo áp suất thành hệ
• ðo ñộ thấm thành hệ
MDT-SRFT
© Schlumberger
Acknowledgments
Schlumberger Baker Atlas Halliburton Geoservices