XÁC ĐỊNH CÁC THÔNG SỐ VỈA BẰNG TÀI LIỆU ĐỊA VẬT LÝ GIẾNG KHOAN CHO GIẾNG R1X CẤU TẠO X THUỘC BỒN TRŨNG NAM CÔN SƠN - LUẬN VĂN VẬT LÝ ĐỊA CẦU

Trước tình hình như vậy, tác giảả đã có định hướng cho đề tài củủa mình: sửử ddụụng các phương pháp địa a vvậật lý giếng khoan trong thăm dò và khai thác dầu khí, thựực hiệện khóa luậận

CBHD: PGS.TS TR 

CBHD: PGS.TS TR ẦN VĨNH ẦN VĨNH TUÂN

THS.KS ĐÀO THANH TÙNG

SVTH: TR  SVTH: TR Ầ Ầ N MINH T  N MINH THI HIỆ Ệ N  N MSSV: 0613103

LỜ  Ờ I C I CẢM ƠN ẢM ƠN  

Trướ c tiên con xin bày tỏỏ lòng biết ơn chân thành và lòng kính trọng sâu sắc đến ba

mẹẹ  và và gia đình, là nguồn động lực, là nơi  nuôi dưỡ ng quan tâm và tạạo mọi điều u ki kiệện cho

Xin gửửi i llờ i i ccảm ơn tha thiết, lòng biết ơn chân thành và trân tr ọọng đến n th thầầy PGS.TS

Tr ần Vĩnh Tuân, thầy là người đã định hướ ng cho em theo hướng Địa Vậật lý giếếng khoan, truyền đạt biếết bao kiếến thứức quý báo, thầy đã không ngạại vấất vảả bỏỏ nhiềều công sứứcc để dìu

ddắắt và hướ ng dẫẫn em trong suốốt thờ i gian qua. Em cũng xin chân thành gửi lờ i cảm ơn đếnn

thầầy PGS.TS Nguyễễn Thành Vấn, người đã giúp đỡ  em khá nhiềều khi thựực hiệện khóa luậậnn này.

Xin chân thành cảm ơn đến n th thầy ThS.KS Đào Thanh Tùng đã hết lòng giúp đỡ , , ch chỉỉ

ddẫẫn r ấất nhiềều vấn đề và kiếến thứức thựực tếế trong suốốt thờ i gian em thựực tậậ p tạại tổổng công ty PVEP Em xin gửửi i llờ i i ccảm ơn chân thành đến KS Đặng Ngọọc c Th Thắắng đã hết lòng hướ ng

ddẫẫn chi tiếết nhiềều vấn đề và hướ ng dẫẫn từng bướ cc để em hoàn thành thựực tậậ p khóa luậận tạạii  ban Tìm Kiếm Thăm Dò của tổổng công ty. Em cũng xin chân thành gửi lờ i cảm ơn thathiếếtt

vvớ i tấất cảả các anh chịị trong Ban, sựự gần gũi của các anh chịị đã khiến cho khoảảng thờ i gian

thựực tậậ p không chỉỉ là khoảảng thờ i gian r ấất quý giá, r ất vui mà đã trở  thành khoảảng thờ i gian

mang đầy k ỉỉ niệệm.

Tôi xin gửửi lờ i i ccảm ơn đến các bạạn sinh viên khoa Địa chấấtt –  khóa 2007, trường Đạii

hhọọc Khoa họọc Tựự Nhiên –   TP.HCM, đã cùng tôi  trao đổi khá nhiềều kiếến thứức, họọc hỏỏi lẫẫnn nhau trong khoảảng thờ i gian thựực tậậ p tạại tổổng công ty.

Cuốối cùng là lờ i i ccảm ơn chân thành xin gửi đến n ttấất t ccảả  ngườ i quen và bạạn bè củủa tôi,

những người đã sát cánh và chỉa a ssẽẽ   vvớ i tôi nhữững niềềm vui nỗỗi i bu buồồn trong suốốt quãng

đườ ng sinh viên, đặc biệệt là các bạn 07VLĐC là những ngườ i tôi không bao giờ  quên, cảảm

ơn các bạn r ấất nhiềều.

MỤ ỤC L C LỤ ỤC C

DANH SÁCH HÌNH VẼ iviv  

DANH SÁCH BẢ NG SỐ LIỆU U viivii  

MỘT SỐ KÝ HIỆU –  VIẾT TẮT VÀ TỪ  TIẾ NG ANH  NG ANH viiiviii  

MỞ  ĐẦU ixix  

LIỆU ĐỊA VẬT LÝ GIẾ NG KHOAN  NG KHOAN 11  

1.1.  ĐỐI TƯỢ NG VÀ THAM SỐ VẬT LÝ CỦA TẦ NG CHỨ A A 1 1  

1.1.1.   Đối tượ ng nghiên cứứu u 11  

1.1.2.   Đá chứa và các tham sốố vậật lý của đá chứa a 22  

1.1.2.1.  Độ r ỗỗng: ng: 33  

1.1.2.2.  Độ thấấm: m: 77  

1.1.2.3.  Độ bão hòa nướ c: c: 99  

1.1.2.4.  Điện tr ở  suất và độ dẫn điện: n: 10 10  

1.1.2.5.  Độ sét của đá trầm m tích tích 11 11  

1.2.  MÔI TR ƯỜ NG GIẾ NG KHOAN  NG KHOAN 1717   1.3.  CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐỊA VẬT GIẾ NG KHOAN TUYỀ N THỐ NG  NG 1919   1.3.1.   Các phương pháp điện n 2222   1.3.1.1.  Phương pháp điện tr ườ ng tựự nhiên  nhiên (Spontaneous (Spontaneous Potential Potential - SP) - SP) 2222   1.3.1.2.  Phương pháp log điện tr ở  suấất t 29 29  

1.3.2.   Phươ ng pháp phóng xạạ t tựự  nhiên nhiên (Gamma (Gamma Ray) Ray) 3636   1.3.3.   Các phương pháp log độ r ỗỗng ng 40 40  

1.3.3.1.  Phươ ng ng pháp pháp Neutron Neutron 4040   1.3.3.2.  Phươ ng pháp mật độ  (Density) (Density) 47 47  

1.3.3.3.  Phươ ng ng pháp pháp siêu siêu âm âm (DT) (DT) 5151  

ĐỊA VẬT LÝ GIẾ NG KHOAN  NG KHOAN 5858  

Hình 1.11: Mộột sốố dạng đường cong đo sâu điện thành giếếng khoan.

Hình 1.12: Mô hình mộột sốố  tool đo hiện đại.i

Hình 1.15: Sựự  hình thành điện trườ ng tựự nhiên do chênh lệệch nồng độ

Hình 1.20: Sơ đồ nguyên tắc đo SP trong giếng khoan

Hình 1.21: Dáng điệu đườ ng cong SP trong mộột sốố thành hệệ

Hình 1.22: Sựự biến đổi điện tr ở  suấất qua các thành hệệ khác nhau

Hình 1.23: Sơ đồ  điện cựực hộội tụụ dòng

Hình 1.24: Sơ đồ thiếết bịị  đo sườ n kép

Hình 1.25: Sơ đồ minh họa phương pháp vi hệ cựực hộội tụụ cầầu

Hình 1.26: Sơ đồ minh họa đo log cảm ứứng

Hình 1.27: Sựự  thay đổi giá tr ịị gamma ray qua các thành hệệ khác nhau

Hình 1.28: Sơ đồ nguyên tắc đo GR.  

Hình 1.29: Sơ đồ nguyên tắắc hoạt động củủaa ống đếm bứức xạạ gamma

Hình 1.30: Mộột ví dụụ vềề  đường cong đo phổ gamma

Hình 1.31: Đờ i sốống củủa mộột neutron

Hình 1.32: Thiếết bịị  đo log neutron bù.  

Hình 1.33: Tương tác của gamma với môi trườ ng

Hình 1.34: Sựự biến đổi mật độ qua các thành hệệ khác nhau

Hình 1.35:Thiếết bịị  đo gamma bù.  

Hình 1.37: Thiếết bịị  đo trong phương pháp siêu âm

Hình 1.38: Sựự  thay đổi thờ i gian truyềền sóng siêu âm qua các thành hệệ khác

nhau

Hình 1.39: Sơ đồ thiếết bịị  đo trong phương pháp log siêu âm.  

Hình 1.40: Sơ đồ bốố trí thiếết bịị  đo trong phương pháp log siêu âm bù.  

CHƯƠNG II:

CHƯƠNG II:  

Hình 2.1: Minh họọa cách xác định giá tr ịị GR max và GR min  trên đườ ng log

Hình 2.10: Đồ thịị hiệệu chỉnh điện tr ở  suấất theo nhiệt độ vỉa và độ khoáng hóa.Hình 2.11: Xác định tỉỉ sốố        

Hình 2.12: Đồ thịị hiệệu chỉỉnh   vềề   

Hình 2.13: Đồ thịị hiệệu chỉỉnh giá tr ịị  điện tr ở  suấất R LLD vềề giá tr ịị  đđiiệện tr ở  suấất Rt

và hiệệu chỉỉnh giá tr ịị  điện tr ở  suấất R MSFL vềề giá tr ịị  điện tr ở  suấất R xo

Hình 2.14: Đồ thịị hiệệu chỉỉnh giá tr ịị  điện tr ở  suấất R ILD vềề giá tr ịị  điện tr ở  suấất R tt  

và hiệệu chỉỉnh giá tr ịị  điện tr ở  suấất R MSFL vềề giá tr ịị  điện tr ở  suấất R xo Hình 2.15: Biểu đồ cắắt N-D hiệệu chỉỉnh giá tr ịị  độ r ỗỗng từừ neutron và mật độ

Hình 2.16: Phương pháp biểu đồ cắắt Pickett

Hình 2.17: Biểu đồ cắắt Hingle cho vỉỉa cát(sandstones) hoặặc cacbonat

(carbonates)

Hình 2.18: Biểu đồ cắắt Hingle củủa một đớ i thạạch họọc

Hình 2.19: Đồ thịị  xác định độ thấấm củủa vỉỉa

Hình 2.20: Biểu đồ cắắt M –  N và thành phầần thạạch họọc củủa một đớ i chứứa

Hình 2.21: Biểu đồ cắắt MID và thành phầần thạạch họọc củủa một đớ i.i

Hình 2.22: Tool đo MDT của hãng Schlumberger

CHƯƠNGCHƯƠNG III:III:

Hình 3.2: Bểể   Nam Côn Sơn trong khung kiến tạạo khu vựực

Hình 3.3: Mặt cắt tổng hợp của lô B.  

Hình 3.4: Cột địa tầầng củủa bểể   Nam Côn Sơn.  

Hình 3.5: Chỉỉ sốố TOC và HI các giếếng khoan lô B tầầng Miocene dướ i và

DANH SÁCH B DANH SÁCH BẢ ẢNG S NG SỐ Ố LI  LIỆ ỆU U

CHƯƠNG 1:

CHƯƠNG 1:  

Bảng 1.1: Độ r ỗỗng củủa mộột sốố loại đá khác nhau  

Bảảng 1.2: Hệệ sốố uốốn khúc và hệệ sốố  xi măng của mộột sốố loại đá  

Bảảng 1.3: Mật độ củủa mộột sốố loại khung đá  CHƯƠNG 2:

RHOB: log đo mật độ.log đo mật độ.  

NPHI: log do neutron.  

MDT  (Modular formation Dynamic Test): phương pháp thu thập kiểm tra chất

lưu và áp suất

lưu và áp suất.  

Caliper:  log đo đường kính giếng khoan.log đo đường kính giếng khoan.  

MỞ  Ở   ĐẦ ĐẦU U

Trong hai thậậ p k ỷỷ nay, khoa học kĩ thuậtt đang dần hoàn thiệện và tiếế p tụục pháttriểểnn, đờ i sốống xã hộộii càng đượ c nâng cao thì nhu cầầu sửử dụng năng lượ ng ngày mộộtttăng Trong tình hình đó, bất k ểể quốốc gia nào muốốn phát triểển bềền vững thì điều đầuutiên là phảải làm chủủ  đượ c nguồn năng lượng Tính đến nay (theo thốống kê hãng BP –   6/2011) cảả  ththếế  gigiớ i i phphảải i phphụụ  thuthuộộc vào 88% nhu cầu năng lượ ng ng llấấy y ttừừ các nguồồnnnăng lượ ng hóa thạạch, trong đó 30% % ttừừ than và 58% từừ  ddầầu khí Để tránh lệệ  thuthuộộccvào nguồn năng lượ ng hóa thạạch, nhiều nước đã có kế h hooạạch ch ccắắt t gigiảảm nguồn nănglượng này trong tương lai, VD: đầu 7/2011 chính phủủ  Đức tuyên bốố sẽẽ  đđóng củủa tấấtt

ccảả các lò phảảnn ứứng ng hhạạt nhân muộộn n nhnhấất vào 2020, đến 2050 sẽẽ cắắt gt giiảảm 80% nănglượ ng hóa thạch và thay vào đó là các nguồn năng lượ ng sạạchch ((www.reuters.comwww.reuters.com))……Tuy là có nhiềều u k k ếế   hohoạạch ch ccắắt t gigiảảm nguồn năng lượ ng hóa thạch trong tương lai,  nhưng theo xu thếế củủa nhu cầầuu năng lượ ng ngày một tăng thì dù có cắắt giảảm, dù có

ssửử  ddụụng ng hhếết t ssứức c titiếết t kikiệệm nhưng nhu cầu năng lượ ng hóa thạạch ch ssẽẽ ngày một tăng,,nguồn năng lượ ng hóa thạạch vẫẫn tiếế p tụục là nguồn năng lượ ng chủủ chốốt trong nhiềềuu

thậậ p k ỷỷ t tớ i Không có cách nào khác, ngoài việệc áp dụụng các công nghệệ hiện đại để  khai thác hiệệu u ququảả  nhnhấất, thì việệc triểển khai tìm kiếm thăm dò nhiều hơn và chi tiếtthơn sẽ là nhữững phương  phương án án hàng hàng đầđầu trong thời điểm m hihiệện nay và trong thờ i gian

ttớ i.i

Trước tình hình như vậy, tác giảả  đã có định hướng cho đề  tài củủa mình: sửử  

ddụụng các phương pháp địa a vvậật lý giếng khoan trong thăm dò và khai thác dầu khí,

thựực hiệện khóa luậận tốốt nghiệệ p với đề tài “Xác đị“Xác định các thông snh các thông sốố v vỉỉa ba bằằng tài ling tài liệệuuđị

địa a vvậật lý git lý giếếng khoan cho ging khoan cho giếếng R-1X cng R-1X cấấu u ttạạo X thuo X thuộộc c bbồn trũnồn trũng Nam Công Nam CônSơn” Đề  tài hoàn toàn nằằm trong vấn đề  tìm kiếm thăm dò và khai thác nguồnnnăng lượ ng hóa thạch, đó là dầu khí Nói mộột cách khác mục đích ở   đây là “đánhgiá tầầng chứứa bằng các phương pháp địa vậật lý giếng khoan” Vấn đề này là nhữữngcông việệc trong chuỗỗi các công việệc c phphảải làm ở   giai đoạn tìm kiếm thăm dò  cũngnhư ở   giai đoạn khai thác dầầu khí Đề tài và nhữững ng vvấn đề liên quan đượ c tác giảả  

tìm hiểểu trong suốốt thờ i gian thựực tậậ p và  p và làm khóa làm khóa luluậận Nộội dung củủa khóa luậận là

có giớ i hạạn và được phân thành các chương như sau::

o    Chương 1::  “C ở    ssở   lý thuyế t t ccủa phương pháp minh giải tài liệu địa a vvậật lý

ssở  vậật lý củủa mộột sốố   phương pháp  phương pháp địđịa vậật lý giếếng khoan thông dụng trong thăm dò

và khai thác dầầu khí hiệện nay Trong chương 2  còn khá nhiều phương  pháp ứứng

ddụụng khác mà tác giảả  chưa kị p  p tìm tìm hihiểểu và trình bày Chương 3  cũng chỉ gói gọọnn

mộột phần nào đó của qui trình minh giảải log trên thựực tế, nó cũng chưa thể hiệện hếếttcác ứứng ng ddụụng ng ccủa các phương pháp đã tìm hiểu cũng như đã đượ c trình bày ở   chương 1 và chương 2

 Như  Như vậvậy, còn có r ấất nhiềều u vvấn đề  ththựực c ttếế  cũng như kiến n ththứức khác mà tác giảả  

vvẫn chưa tìm hiểu, trong đó chưa kể  các vấn đề  còn thiếếu sót trong lúc tìm hiểểuucũng như là trình bày trong khóa luận này Tác giảả r ấất mong nhận đượ c sựự  đóng góp

ý kiếến củủa thầầy cô, các anh chịị, và các bạn quan tâm đến lĩnh vực này

CHƯƠNG 1 CHƯƠNG 1  

CƠ SỞ 

CƠ SỞ  LÝ THUY  LÝ THUYẾ ẾT C T CỦA PHƯƠNG PHÁP ỦA PHƯƠNG PHÁP MINH GI  MINH GIẢ ẢII

TÀI LI TÀI LIỆU ĐỊ ỆU ĐỊA V A VẬ ẬT LÝ GI T LÝ GIẾ ẾNG KHOAN NG KHOAN

  

1.1.   ĐỐI TƯỢ ĐỐI TƯỢ NG VÀ THAM SNG VÀ THAM SỐỐ V VẬẬT LÝ CT LÝ CỦỦA TA TẦẦNG CHNG CHỨ Ứ A.A

1.1.1.   Đối tượ Đối tượ ng nghiên cng nghiên cứ ứ uu

Đốii tượ ng nghiên cứứu của ngành Địa Vậật lý giếếng khoan là các giếếng khoan

mỏỏ  vvà nước dưới đất Giếếng khoan là mộột công trình tìm kiếm thăm dò hoặc khaithác tài nguyên Công trình này đượ c tạạo bằng phương pháp cơ hhọọcc –    phương phápkhoan giếếng vớ i mục đích lấy mẫu đất đá, tạo ra mộột vếết lộộ  địa chất còn “tươi” chưa

 bịị  phong hóa, hoặặc c nhnhằằm để  khai thác các chất lưu như dầu, khí, nước dưới đất,t,nướ c nóng mang nhiệt năng.  

Thông thườ ng việệc lấấy mẫẫu lõi khoan khó thựực hiện đượ c tốốt và giá thành lạạiicao, tr ạạng thái k ỹỹ thuật và độ  ổn định củủa công trình phụụ thuộộc vào nhiềều yếếu tốố k ỹỹ  thuật và địa a chchất Để   hhạạn n chchếế   viviệệc c llấấy y mmẫẫu lõi thườ ng xuyên, cũng như xác định

tr ạạng thái k ỹỹ  thuthuậật và theo dõi các giếng khoan trong quá trình khai thác Ngườ i takhai thác triệt để  các thông tin địa a chchấất và k ỹỹ   thuthuậật trên vếết t llộộ  địa a chchấất t ccủủa côngtrình Ưu điểm m ccủủa a vvếết t llộộ  địa a chchất này là nó còn “tươi” nguyên  chưa phong hóa,

đồng thờ i xuyên cắắt qua mọọi lớp đấtt đá tớ i chiềều sâu của đáy giếng

Việệc khai thác các thông tin địa chấất và k ỹỹ t thuhuậật trên vếết lộộ  địa chấấtt ở  thành

giếng khoan đượ c thựực hiệện bằng các phương pháp vật lý, hóa họọc Nhờ   các phương pháp

 pháp này, này, ta ta có có ththểể  xác định đượ c thành phầần n vvậật t chchấấtt ở  các lớp đất đá mà lát cắtt

giếếng khoan đi qua, xác định tr ạạng thái k ỹỹ  thuthuật và độ  ổn định nh ccủủa công trình tạạiichiềều sâu bấất kì vào thời điểm cầần thiếết.t

Việệc c xxác định thành phầần n vvậật t chchấất, xây dựựng lát cắt địa chất, xác định tr ạạngthái kĩ thuật và độ  ổn định nh ccủủa công trình (theo dõi mỏỏ)), đánh giá hiệu u susuấất khaithác… là nhữững nhiệệm vụụ của địa vậật lý giếếng khoan

Hình 1.1: Giếng khoan đượ ccứứng dụng trong thăm dò và khai thác dầu khí.

1.1.2.   Đá chứ Đá chứ a và các tham sa và các tham sốố v vậật lý ct lý của đá chứ ủa đá chứ aa

Đá chứa là các đá có lỗ r ỗỗng cấấu tạạo nên thành hệệ và có khảả  năng chứa chấấttlưu (dầu, nướ c, khí) trong lỗỗ   r r ỗng đó Các chất lưu như dầu và khí chủủ   yyếếu là dichuyểển từừ nơi khác đến và lấp đầy trong lỗỗ r ỗỗng của đá chứa Đá chứa thườ ng là các

loại đá có độ r ỗỗng và độ t thhấm cao như các loại đá cát (sa thạạch), cacbonat (đá vôi,dolomite)

 Nếu đá chứa là cát k ếết hay là cát sét k ếết, lỗỗ r ỗỗng chủủ  yyếếu là lỗỗ r ỗỗng giữữa hạạtt(độ r ỗỗng nguyên sinh) là chủủ yếếu, còn lỗỗ r ỗỗng thứứ  sinh như là khe nứt hay là r ửa lũa

ggặặm mòn là nhữững ng llỗỗ   r r ỗỗng thứứ   yyếếu u NNếu đá chứa là cacbonat (đá vôi, dolomite)không gian r ỗỗng chủủ yếếu là các khe nứứt và lỗỗ r ỗỗng gặặm mòn Nhưng đá cacbonat là

loại đá không chiệu uốốn, nên dễễ bịị nứứt nẻẻ  dướ i tác dụụng củủa lựực kiếến tạạoo, do đó độ  

r ỗỗng thứứ sinh này lại là độ r ỗng có ý nghĩa thấm chứứa cao

Độ   ththấấm m ccủa đá chứa là mộột hàm sốố   phphứức c ttạạ p,  p, phphụụ   thuthuộộc vào kiếến trúc lỗỗ  

r ỗỗng, thành phầần thạạch họọc của đá chứa cũng như là đặc điểm củủa chất lưu Độ mở   

hay độ  thông nốối i ccủủa a kikiểểu u llỗỗ   r r ỗỗng khe nứứt t llớn hơn lỗ  r r ỗỗng giữữa a hhạạt nên cùng độ  

r ỗng nhưng độ thấấm trong các tầầng chứa là đá cacbonat bao giờ   cũng lớn hơn trong

đá cát sét.  

Các đặt tính vậật lý thạạch họọc củủa tầầng chứứaa như là: độ r ỗng, độ thấm, độ bảảoohòa nước, điện tr ở  suấấtt,… sẽẽ phản ánh trong các phép đo Địa Vậật lý Nắắm vữững các

đặt tính này sẽẽ hếết sứức cầần thiếết trong nghiên cứứuu ứứng dụng địa vậật lý giếếng khoan.1.1.2.1.   ĐộĐộ r rỗỗng:ng:

Đất đá đượ c cấấu thành gần như ttừừ 3 pha: pha r ắắn, pha lỏỏng và pha khí Mộộtt

 phầần n ththểể tích của đất đá đượ c c ccấấu thành từừ pha r ắắn, không gian phầần còn lại đượ cc

llấp đầy bở i nhữững pha khác (pha lỏng , pha khí) Không gian đó đượ c gọọi là khônggian r ỗỗng (không gian lỗỗ r ỗỗng); gọọi tắắt là lỗỗ r ỗỗng, lỗỗ hỗỗng hay lỗỗ tr ốống

Định nghĩa:  độ r ỗỗng là tỉỉ phầần không gian r ỗỗng trong thểể tích toàn phầần củủaa

khối đá Độ r ỗỗng thườ ng đượ c tính bằằng phần trăm (%) và đượ c kí hiệu là Ф.  

Độ   r r ỗỗng ng ccủa đá chứa là mộột thông sốố  quan tr ọọng trong công tác tìm kiếếmthăm dò và khai thác dầu khí Độ r ỗỗng phảảnn ảảnh khảả  năng chứa dầầu, khí hoặặcc nướ c.

Độ  r r ỗỗng toàn phần hay độ  r r ỗỗng ng ttổổng ng ((Фtt) là tỷỷ  phphầần n ththểể tích củủa tấất t ccảả không gian

r ỗỗng (giữữa hạạt, kênh thông nốối, nứứt nẻẻ, bọt,…) cộng lại có trong đá

Đá á v vô ôi i ccaaccttơ ơ 5 – 5 50 0% % C

Cáát t k kếếtt 5 – 3 30 0% % Đ

Đá á v vô ôii, , d do ollo om miittee 0 0 – – 2 20 0% % S

Séét t k kếếtt 0 – 1 10 0% % Đ

Đá á k kếết t ttiin nh h n nứ ứt t n nẻẻ 0 0 – – 1 10 0% % Đ

Đá á k kếết t ttiin nh h cch hặặt t ssíítt 0 0 – – 5 5% %

Trầm tích chưa gắn kết

Đá

  Phân lo

Phân loạại i llỗỗ  rrỗỗng:ng: Các lỗỗ  r r ỗỗng có nguồồn n ggốc, hình dáng, kích thướ c khácnhau, mốối liên hệệ  gigiữữa chúng cũng khác nhau Căn cứ vào những đặc điểm riêng,ngườ i ta phân chia lỗỗ r ỗỗng theo nhiềều cách như sau::

Theo nguTheo nguồồn góc hình thành:n góc hình thành:

     Độ r ỗng nguyên sinh (Ф1 ):  là độlà độ r ỗỗng xuấất hiện khi đá đượ c hình thành; do

quá trình biếến n chchất đã làm các lỗ  r r ỗng thay đổi i vvềề  độ  llớ n và hình dáng, do đó độ  

r ỗng nguyên sinh cũng thay đổi Có bốốn yếếu tốố  ảnh hưởng đến độ r ỗỗng nguyên sinh

Theo mTheo mốối liên hi liên hệệ gi giữ ữ a các la các lỗỗ r rỗỗng:ng:

     Độ r ỗ ng ng thôthông ng nnối hay độ r ỗ ng ng mmở   (Фththnn ):  là độ r ỗỗng củủa các phầần lỗỗ tr ốống

có liên hệệ vớ i nhau, thông nốối nhau

     Độ r ỗ ng kín:  là độ  r r ỗỗng ng ccủủa các lỗỗ  tr tr ốống không liên hệệ  vvới nhau, đượ c baokính bởi khung đá

Hình 1.5: Lỗỗ r ỗỗng mở  và lỗỗ r ỗỗng kín

Phân loPhân loạại theo tính chi theo tính chấất cht chứ ứ a:a:

     Độ r ỗ ng ti ềềmnăng (Ф p )::  là độ r ỗỗng ng mmở   có đườ ng kính các kênh thông nốốii

đủ  llớn để cho dòng các chất lưu có thể  đi qua dể dàng (lớn 50μm đối i vvớ i i ddầầu và5μm đối vớ i khí)

     Độ r ỗ ng hi ệệu u d d ụng (Фeeff ):: phầần lỗỗ r ỗỗng chứứa chất lưu mà ở   đó chất lưu nằằm

ở   tr tr ạạng thái tự, đây là phầần n llỗỗ  r r ỗỗng chứứa a chchất lưu tự do trong không gian củủa a llỗỗ  

r ỗỗng mở   (Фthn))   hay độ r ỗỗng tiềm năng (Ф p), nghĩa là không tính đến phầần thểể tích

ccủủa các lớp nước bao, nước hydrat set (nướ c hấấ p thụụ trên bềề mặặt các lớp sét), nướ cctàn dư.  

     Độ  r r ỗ ng phng phi i hi hi ệệu u d d ụng:: phầần lỗỗ r ỗỗng chứứa chất lưu mà ở   đó chất lưu ở  tr ạạngthái bịị giữữ l lạại, bịị hấấ p thụụ

Phân loạại giá tr ịị  độ r ỗỗng:

1.1.2.2.   ĐộĐộ th thấấm:m:

Khái niKhái niệệm:m:  Độ  ththấấm là mộột thông sốố cho biếết t khkhảả  năng truyềền n ddẫẫn n chchất lưu

ccủa đất đá dướ i tác dụụng củủa gradient áp suấất.t

Giảả sửử có mộộtt lưu lượ ng Q (cm

33

/s) chất lưu  đồng nhấấtt đi qua đất đá có tiết diệệnn

A (cm22) dướ i tác dụụng củủa gradient áp suất ∆p/L (at/cm), chất lưu đi qua có độ nhớ tt

làμ và không tác dụng hóa họọc với đá.  

Theo định luậật Darcy ta có:

           

ớ       àà  độ  ấấ ệệ đố  ệệ  ốố  ấấ  óó  đơ   ịị  àà     

Độ thấấm của đá chứa là đăc trưng quan trọng để thiếết k ếế khai thác mỏ Độ thấấm

 phụụ thuộộc vào nhiềều yếếu tốố:: độ r ỗỗng, thành phầần thạạch học, hàm lượ ng sét trong vỉỉa,nhiệt độ và áp suấất vỉa cũng như là phụ thuộộc vào độ nhớ t củủa chất lưu.  Độ thấấm có

thểể  được xác định nh bbằng phương pháp mẫu lõi, thủy động ng llựực c hhọc hay địa a vvậật lý

giếếng khoan

Phân loPhân loại độại độ th thấấm:m:

    ĐộĐộ th thấấm tuym tuyệt đốệt đối:i:  là độ thấấm của đất đá khi có một chất lưu đồng nhấất khi

đi qua nó mà không gây ra phảảnn ứứng hóa họọc c vvớ i pha r ắắn n ccủa đá, đượ c tính theocông thứức (1.2)

   

Độ

Độ  ththấấm m hihiệệu u ddụng (hay độụng (hay độ  ththấấm pha) cm pha) củủa khí, da khí, dầu, nướ ầu, nướ c:c: Khi hỗỗn n hhợ (khí-dầầu, khí-nướ c, c, ddầầu-nướ c c hohoặặc khí-dầầu-nước) đi qua đất đá, độ  ththấm đo đượ cccho từừng loạại khí, dầu, nướ c riêng biệt đượ c c ggọi là độ   ththấấm m hihiệệu u ddụụng (độ   ththấấm pha)

 pha) ccủủa khí, dầu, nướ c c TTrong các trườ ng ng hhợ  p  p này này viviệc tính toán độ   ththấấm m hihiệệuu

ddụụng phứức tạp hơn nhiều vì có sựự cảản tr ở  l lẫẫn nhau giữữa các pha chất lưu

    ĐộĐộ  ththấm tương đốấm tương đối i ccủủa khí, da khí, dầu, nướ ầu, nướ c:c:  để  đơn giản hơn khi đánh giá độ  

thấấm cho từừng pha chất lưu người ta đưa ra khái niệm “độ thấm tương đốii””, là tỷỷ sốố  

giữa độ thấấm hiệệu dụụng củủa khí, dầu, nướ c với độ thấấm tuyệt đối.i

Hình 1.7: Độ thấấm củủa chất lưu trong đá chứa

Phân loPhân loạại giá tri giá trịị  độđộ th thấấm:m:

1.1.2.3.   ĐộĐộ  bão hòa nướ bão hòa nướ c:c:

Định nghĩaĐịnh nghĩa::  độ   bão hoà  bão hoà nướ nướ c là tỷỷ sốố phần trăm thể tích lỗỗ r ỗỗng mà chất đó chiếm

    a : hệệ sốố uốốn khúc củủa lỗỗ r ỗỗng (hay hệệ sốố thông)

    m : hệệ sốố  xi măng hóa (hay hệ sốố k ếết dính)

    n : hệệ sốố bão hòa, có giá tr ịị t từừ 1,8 –  2,5 nhưng giá trị  thườ ng sửử dụụng là 2.Các giá tr ịị a, n, m là nhữững thông sốố hếết sứức quan tr ọng và cũng phức tạạ p trong

việc xác định, chúng được xác định nh ttừừ   mmẫẫu core (mẫẫu u llỗi đất đá),  đối i vvớ i i nhnhữững

giếếng không có mẫẫu core thì sẽẽ l lấấy từừ các giếếng lân cậận

Độ   bão  bão hoà hoà nướ nướ c là mộột thông sốố quan tr ọọng ng ccần xác định trong minh giảải tài

liệu địa a vvậật lý giếếng khoan, vì từừ  độ   bão  bão hoà hoà nướ nướ c ta có thểể  xác định đượ cc độ bão hoà củủa hydrocarbon (SHC) có trong vỉỉa theo công thứức:

            

Hydrocacbon (HC) không bao giờ   bãbão hòa 100% trong đá chứa vì hầầu u hhếết cáctrườ ng ng hhợ  p  p ddầu đượ c sinh ra từừ  nơi khác và di chuyểnn đến Khi hydrocacbon đẩyynước để  choán chổổ  trong lỗỗ   r r ỗỗng thì nướ c luôn luôn còn sót lạại do lựực mao dẫẫn. Nước lưu

 Nước lưu lạlại trong vỉỉa dầầu tạo nên độ   bão hòa  bão hòa nước dư nước dư ĐộĐộ bão hòa nước dư (Swirr ))

là giá tr ịị  chchỉỉ  độ  bbảảo hòa nướ c mà ở   đó nướ cc đượ cc đá chứa a hhấấ p  p ththụụ, , gigiữữ  llạại i bbở i áp

suấất mao dẫẫnn, điều này liên quan tới độ hạt (độ mịịn) của đá Nói mộột cách khác: ở   

độ  bãbão hòa nước dư thì nướ c không thểể di chuyểển, độ  ththấấm pha và độ  ththấm tương

đối bằằng không Tương tự  ta cũng có độ bão hòa dầầu dính (Sor )

1.1.2.4.   ĐiệĐiện trn trở ở  su suất và độất và độ d dẫẫnn điệđiện:n:

    ĐiệĐiện trn trở ở  su suấất (Resistivity)t (Resistivity)

Mỗỗi vậật liệệu dẫn điện đều có riêng mộột tham sốố  đặc trưng cho tính chất cảản tr ở   dòng điện n ccủủa a vvậật t liliệu ệu đó, đó, đó đó là là điệđiện n tr tr ở   susuấất t TTa định nghĩa điện n tr tr ở   susuất “ρ” ccủủaa

mộột vậật liệệuu là điện tr ở  R  R ccủủa một đoạn dây dẫẫn làm bằằng vậật liệu đó có chiềều dài l

= 1m, tiếết diệện ngang là S = 1m22  khi có dòng điện đi qua nó Điiệện tr ở  suấấtt ρ có đơn

vvịị là Ohm.m (Ωm)  và được xác định trong biểểu thứức sau:

          Trong đó:  

    R: điện tr ở  của đoạn dây (Ω)  

    l: chiềều dài dây dẫẫn (m)

   

S: tiếết diệện dây dẫẫn (m

22

))Trong môi trườ ng, đất đá không phải là đồng nhất, nên điện tr ở  suất chúng ta đođược luôn là điện tr ở  suấất biểểu kiếến của môi trườ ng.ng.  

Độ

Độ d dẫn điệẫn điệnnĐịnh nghĩa: nghịch đảo o ccủa điện n tr tr ở   susuất ρ được định nghĩa  là độ  ddẫn điệnn σσ  tương ứng σ có đơn vị là     , vớ ii     Ta có:





     

Trong môi trườ ng lỗỗ khoan tồồn tạại hai kiểểu dẫn điện:

    Dẫn điện điiệện tử: là đặc tính dẫn điện củủa các chấất r ắn như graphit, các kim

loại (đồng, bạc,…), oxit kim loại (hematite,…), sunfua kim loạại (pyrite,gelenit,…).  

   

Dẫn điện ion: là đặc tính dẫn điện củủa dung dịịch, phầần lớn là nướ c có hòa tan

Đối với các đá khô và không chứa các chấất dẫn điện điện tửử  thì có điện tr ở  suấấtt

r ấất t llớ n và gần như không dẫn điện (như đá cát sạch) Tuy nhiên đặc tính dẫn điệnn

ccủa đá trầm tích trong môi trườ ng ng llỗỗ khoan chủủ   yyếếu là dẫn điện ion, vì trong môitrườ ng lỗỗ khoan: đá tr ầm tích thường xuyên có nướ c và phân bốố liên tục trong đá.  Đất đá nói

Đất đá nói chung, đá trầm chung, đá trầm tích tích nói riêng là mnói riêng là môi trườ ôi trườ ng bất đẳng hướ ng ng vvềề khảả  năng dẫn điện cũng như khả  năng dẫn dòng thấm (độ  ththấấm) Dọọc theo chiềều phân

llớ  ngang, điện tr ở  suấất (R //)) thườ ng thấp hơn theo chiều vuông góc (R ) Điiệện tr ở   

suấất của đá chứa phụụ thuộộc vào các yếếu tốố::

    Điện tr ở  suấất củủa chất lưu trong lỗ r ỗỗng: phụụ thuộộc lớ n vào loạại chất lưu (dầầu,khí hay nướ c), thay đổi theo bảản n chchấất và nồng độ   chchấất hòa tan (chủủ   yyếếu là

muốối) có trong nướ c vỉỉa, và phụụ thuộộc nhiềều vào nhiệt độ vỉỉa

    Lượng nướ c c chchứa trong đá: lượng nướ c nhiềều hay ít phụụ  thuthuộc vào độ  r r ỗỗng

và độ bảo hòa nướ c

    Loại đá: quyết định đến thành phầần n ththạạch ch hhọọc c ccủa đá, có chứứa nhiềều u yyếếu u ttốố  

ddẫn điện điện tửử hay không

    Kiến trúc đá chứa: sựự phân bốố l lỗỗ r ỗỗng, phân bốố khoáng vậật.t

    Nhiệt độ vỉỉa: nhiệt độ không chỉỉ có ảnh hưở ng lên điện tr ở  suấất củủa chất lưu  

có trong đá chứa Mộột cách thứứ  yyếếu: còn ảnh hưở ng lên cảả  điện tr ở   susuấất củủaakhung đá, nhìn chung nhiệt độ  ssẽẽ  ảnh hưở ng lên tính dẫẫn n didiệện n ccủủa các kim

loạại có trong các khoáng vậật.t

1.1.2.5.   ĐộĐộ sét c sét của đá trầủa đá trầm tíchm tích

Là bảản chấất t ccủa đất đá khi chứa các hạt có đườ ng kính nhỏỏ  hơn 0.01 mm Các

hhạt có kích thướ c bé sẽẽ  ảnh hưởng đặc bc biiệt đến tính chấất t ccủa đất đá trầm tích Các

hhạạt sét là nhữững khoáng vậật sét thuộộc nhóm kaolinite, montmorillonite, illinite,

mảảnh vụụn thạạch anh, fenspat, khoáng vậật nặặng, carbonate, pirite và các loạại khoáng

vvật khác Tham gia vào độ sét của đất đá bao gồm : các loạại sét cấấu trúc, sét phân

llớ  p và sét phân tán (hình 1.8)

Hình 1.8: Các kiểểu phân bốố củủa sét trong thành hệệ

M

MỘỘT ST SỐỐ THAM S THAM SỐỐ VÀ KHÁI NI VÀ KHÁI NIỆỆM KHÁCM KHÁC

A.   HHệệ s sốố v vỉỉa F (Formation factor)a F (Formation factor)

Thông sốố vỉa được xác định bằằng công thứức thựực nghiệm như sau:  

          Trong đó:  

   

F: là hệệ sốố vỉỉa (hay còn gọọi là hệệ sốố thành hệệ, có khi gọọi là thông sốố của độ  

r ỗỗng) F thường thay đổi trong phương trình độ bảo hòa nướ c Archie Theođặc điểm thạạch họọc, mỗỗi loại đá khác nhau ta có mộột hệệ sốố vỉỉa F

    Ф: là độ r ỗỗng

    a: là hệệ  ssốố  uuốốn khúc (có khi gọọi là hệệ  ssốố thông), là mộột hàm biểểu u didiễn độ  

 phứức tạạ p của đườ ng dẫẫn mà chất lưu và dòng điện phải đi qua đất đá.  

    m: là hệệ  ssốố  xi măng hóa (hay hệ  ssốố  k k ếết dính), giá tr ịị  ccủa nó thay đổi theokích thướ c củủa hạạt, theo sựự phứức tạạ p của các đườ ng nốối giữữa các lỗỗ r ỗỗng, giá

Mật độật độ  đất đáđất đá (hay m (hay mật độật độ kh khốối):i): là khối lượng đất đá tính trên một đơn vị thểể  tích Ký hiệu là ρ, đơn vị là g/cm33 (g/c33  hay g/cc)

Đối với đá tr ầm tích trong môi trườ ng lỗỗ khoan có mật độ t từừ 2.0 –  3.0 g/cm 3

Bảảng 1.3: Mật độ củủa mộột sốố loại khung đá  T

Thhàànnh h pphhầần n tthhạạcch h hhọọcc ρma   (gm/cc)

Cát kết     2.648 2.648

Đá vôi     2.71 2.71 D

Do ollo om miit t 2 2 8 87 76 6 A

An nh hy yd drriit t 2 2 9 99 97 7

Muối     2.032 2.032

  M

Mẫu đất đáẫu đất đá (core sample): có 3 lo (core sample): có 3 loạại:i:

   Mẫẫu vụn (cutting core): Thu đượ c trong quá trình khoan

   Mẫu sườ n (sidewall core): Lấấy dọọc theo thành giếếng khoan

   Mẫẫu lõi hay mẫẫu khốối (head core): Lấấy theo giếếng khoan

C.   NhiNhiệt độệt độ v vỉỉa và áp sua và áp suấất vt vỉỉaa

NhiNhiệt độệt độ  vvỉỉa a (T(Tf ):  nhinhiệt độ  vvỉỉa là mộột thông sốố quan tr ọọng trong phân tích tài

liệu địa vậật lý giếếng khoan, việệc tính toán gradient nhiệệt và nhiệt độ t tạại vỉỉa sẽẽ giúpchota xác định chính xác điện tr ở  suấất dung dịch khoan, nướ c lọc bùn, nướ c vỉa…   Nhiệt độ vỉỉaa xem như là mộột hàm tuyến ến tính theo tính theo đô đô sâu:sâu:  

 

   Trong đó:  

    c : nhiệt đô tại vịị  trí x = 0 (thườ ng là nhiệt độ bềề mặặt)

Áp su

Áp suấất t vvỉỉa:a: áp suấất t vvỉỉa là mộột hàm sốố  ccủủa nhiềều u yyếếu u ttốố, bao gồồm m llựực nén ép

kiếến n ttạạo, thiểểu nén ép Lựực nén ép từừ ngoài làm cho đá chặt xít, các hạt đá bị  bibiếếnn

ddạng, độ r ỗỗng giảảm khi lực ép nén tăng.  

Áp suấất vỉỉa là mộột tham sốố cầần thiếết trong việệc tính toán tr ữữ  lượ ng ng ddầầu khí cho

vvỉỉa, gradient áp suất thông thườ ng ít biến đổii theo độ  sâu, nhưng k hi lát cắắt t gigiếếngkhoan đi qua các ccấấu trúc địa tầầng phứức tạp, đôi khi ta phát hiện đượ c các vỉỉa có dịị  thườ ng áp suất tăng cao, ddịị  thườ ng áp suấấtt tăng cao (dương) thườ ng xuấất hiệện cùng

vvớ i i ddịị  thườ ng nhiệt độ  tăng  đột t bibiếến, trong khi đó ddịị  thườ ng áp suấất t gigiảảm (âm) có

thểể là do trong khu vựực nghiên cứứu có các giếếng khoan khác

 

D.   Dung dich khoanDung dịịch khoan bao gồồm 2 loạại:

    Dung dịịch khoan gốốc dầầu (oil base mud)

    Dung dịịch khoan gốc nướ c (water base mud): bao gồồm hỗỗn hợp sét nướ c và

mộột sốố phụụ gia

 Ngày  Ngày nay, nay, các các gigiếng đượ c khoan bằng phương pháp khoan xoay và dung dịchkhoan đượ c c ssửử  ddụụng làm dung dịịch tuầần hoàn Dung dịịch khoan có nhiệệm m vvụụ  đưamùn khoan lên trên, làm mát và bôi trơn choòng khoan, cân bằằng áp suấất vỉỉa (chốống phun ngượ c)

Hình 1.9: Sựự tuầần hoàn củủa dung dịịch khoan

E.   MMộột st sốố v vần đềần đề  đo ghi Địđo ghi Địa Va Vậật lý git lý giếếng khoanng khoan

Đo ghi trong địa a vvậật lý giếếng khoan là vấn đề  cũng hết t ssứức phứức tạạ p  p TTừừ việệccthiếết t k k ếế   thithiếết t bbịị  đo  và loạại thiếết t bbịị  đo, định nh vvịị  “tool” đo  trong giếếng và xác địnhđườ ng kính giếếng khoan, k ếết hợp các phương pháp đo trên cùng một “tool”  đo, biễễuu

diễễn sốố liệu đo,… cho đến khâu minh giảải hoàn tấất là một quá trình đồi hỏỏi Hầầu hếếttcác khâu đều có hệệ thốống máy móc hổổ tr ợ  hiệệu chỉỉnh và tính toán r ấất hiệệu quảả, việệcc

nnắắm bắắt mộột sốố  kĩ thuật trong phương pháp đo ghi  cũng rất cầần thiếết cho việệc minh

giảải tài liệu Địa Vậật lý giếếng khoan

    Kích thướ c thiếết bịị quyết định cho ta độ sâu nghiên cứứu, k ích thướ cc tăng thìchiềều sâu nghiên cứu tăng, nhưng  độ minh giảải theo chiềều ngang lạại giảảm, cho nên

việc xác định các lớ  p quá mỏỏng bịị hạạn chếế

    Tính toán các thời gian đo ghi cho các phương pháp phát xung (siêu âm,,neutron…) sao cho đạt hiệệu quảả nhấất.t

    Việc định vịị  tool đo ssẽẽ giúp ta hiệệu chỉỉnh tốốt k ếết quảả  đo đạt, tránh sai sốố l lớ n

    Việệc k ết hơp các phương pháp đo trên cùng một tool đo là rất cầần thiếết vì chi phí

 phí và và ththời gian đo là rất t llớ n n CCác phương pháp đượ c c k k ếết t hhợ  p  p phphảải không ảảnhhưở ng ng llẫẫn nhau, có tốc độ kéo cáp phù hợ  p  p TTốc độ  phphụụ  thuthuộộc vào ““hhằằng ng ssốố  ththờ iigian τ” của phép đo  đó   –  nó là thờ i gian nhất địnhđượ c chọọnn để mộộtt phép đo có thểể  

đạt đượ c mộột giá tr ịị  đo chấ p nhận đượ c τ càng lớ n chứứng tỏỏ thờ i gian thiếết bịị tiếế p

ccậận n vvớ i i mmộộtt điểm đo  (đối tượng đo)  là lâu hơn.  Do tính thăng giáng của phép đo  quanh mộột giá tr ịị trung bình, τ càng lớ n thì giá tr ịị  đo càng càng gầần vớ i giá tr ịị trung bình trong phép đo  đó.  

    Mọọi hệệ  đo điều có quán tính ì củủa nó Chẳẳng hạn khi điểm đo dịch chuyểển từừ  

llớp đất đá có đặc tính vậật lý thấp đến lớp có đặc tính vậật lý cao thì điện k ếế  đo ghitính hiệệu không tứức c khkhắắc cho chỉỉ  ssốố  đo tương ứng mà phảải i chchờ    mmộột khoảảng thờ iigian nhất định, nếếu u ttốc độ  kéo cáp quá nhanh cũng sẽ làm cho tr ịị  ssốố  đo của vùngchuyểển tiếế p này  p này kéo dàkéo dài và i và tr tr ảải r ộng, biên độ bịị giảảm, các lớ  p mỏỏng ng ssẽẽ chìm trong phông,

 phông, nên đnên độộ phân giảải i ccủa phép đo giảm Vì vậậy tính toán tốc độ  kéo cáp τ phù

hhợ  p  p là là hhếết t ssứức c ccầần thiết sao cho tích τ.v = const (v là vận n ttốốc kéo cáp), tiếết t kikiệệmđượ c thờ i gian mà giá tr ịị  đo vẫn tốốt nhấất.t

    Bấất kì mộột hệệ thiếết bịị  đo đo nào nào làm làm việviệc trong nhiềều giờ   đều có thểể xảảy ra hiệệnntượ ng không ổn định Trướ c khi k ếết thúc mộột t llần đo của một phương pháp địa vậậtt

lý giếng khoan đều u phphảải i titiến hành đo lặ p  p và và kikiểểm tra chuẩẩn máy móc có làm việệcc

ổn định hay không, đánh giá sự hạạ thấp đặc trưng biến đổi thốống kê, nhấất là đối vớ iicác thiếết bịị  đo phóng xạ Vì vậy đo chuẩn khắc độ  cho máy đượ c thựực hiện trướ c vàsau mỗỗi i llần đo để  kikiểm tra độ chính xác của máy móc trong quá trình đo là cầnnthiếết Có vài thiếết bịị  đo có bộộ phậận chuẩẩn riêng bên trong máy nên có thểể tiếến hành

kiểểm tra chuẩẩn máy trong khi thảả xuốống giếếng khoan

    Các băng kết t ququảả  đo ghi địa a vvậật lý giếếng khoan sau khi đo phải đượ c c xxửử lý

Vì

Vì vvậậy y mmộột t mmặặt các sốố  liliệu đo đượ c c ssửử  lý lý ttạại i tr tr ạạm, m, mmặặt khác các sốố  liliệệu này phảảiiđượ c chuyểển ngay vềề trung tâm tính toán, ở   đó có đủ các thiếết t bbịị tính máy tính và

 phầần mềền xửử lý mạạnh có khảả  năng cho kết quảả  đầy đủ và chính xác nhấất.t

1.2.   MÔI TRƯỜ MÔI TRƯỜ NG GING GIẾẾNG KHOANNG KHOAN

Để  quá trình khoan đượ c an toàn và thành giếếng khoan không bịị  ssậậ p, ngườ i ta

 phảải tạạo cho áp suấất thủy tĩnh của a ccộột dung dịịch khoan lớn hơn áp suất củủa vỉỉa Vì

vvậậy, dung dịch khoan có xu hướ ng ngấấm vào thành giếếng ở  các lớp đất đá có độ  

r ỗỗng hiệệu u ddụụng cao Sựự  ngngấấm dung dịịch khoan vào thành giếng khoan có tính đốii

xxứứng tr ục Theo phương bán kính, filtrate (nướ c c llọọc bùn) thay thếế  hoàn toàn hay

ttừừng phầần n chchất lưu tự nhiên có trong vỉỉa, a, mmôi trườ ng quanh thành giếếng khoan tạạoo

llớ  p sét bám vào thành giếng đủ dày (hàng chụục mm) sẽẽ  ngăn chặn không cho filtrate

ttừừ giếếng xâm nhậậ p vào thành hệệ nữữa, lớ  p sét tr ở  thành màng chốống thấấm, lúc đó quátrình ngấấm filtrate vào thành giếếng khoan sẽẽ dừừng hẳẳn

Trong mộột sốố  trườ ng hợ  p xảảy ra ở  vỉỉa dầầu, khi filtrate thấấm vào vỉa dướ i áp lựựcc

ngượ c lại nước có độ thấm tương đối nhỏỏ  hơn nên dầu tụụ l lại thành đớ i vành khuyên

có điện tr ở  suấất thấấ p

Trên hình 1.10, giá tr ịị  điện tr ở  suấất vt viiết trong ô vuông là điện tn tr r ở  suấất của đớ i,i,trong vòng tròn là điện tr ở  củủaa nướ cc trong đớ ii (nướ c vỉỉa hoặc nướ c lọọc bùn), kí hiệệuu

viếết trong tam giác là chỉỉ  độ  bbảảo hòa nướ c c ccủa đớ i Do có sựự  thay đổi thành phầầnnfiltrate và nướ c c vvỉa theo phương bán kính nên các thông sốố  điện n tr tr ở   và độ bão hòanướ c của các đới cũng thay đổi theo

Hình 1.11: Mộột sốố dạạngđường cong đo sâu điện thành giếếng khoan

    Đớ Đớ i i ththấấm m (v(vỉỉa a ththấm) không có đớ ấm) không có đớ i vành:i vành:  nnếu điện n tr tr ở    susuất đớ i i ththấấm nhiễễmhoàn toàn lớn hơn hoặc bằng đớ i nguyên, ta có thểể k ếết luận đó là đớ i chứa nướ cctrong đa  ssốố  trườ ng ng hhợ  p  p (tùy (tùy vàovào độ khoáng hóa của nướ c vỉỉa so vớ i dung dịịchkhoan góc nướ c ngọt, nướ c mặặn, hay góc dầầu (hình 1.11)

    Đớ Đớ i i ththấấm có xum có xuấất t hihiện đớ ện đớ i vành:i vành:   nnếếu có sựự   xuxuấất t hihiện đớ i vành thì có thểể  

khẳng định đó là đớ i chứứa dầầu

Chiềều sâu của đớ i i ththấấm nhiễễm thay đổi i phphụụ  thuthuộộc vào: sựự chênh lệệch giữữa áp

suấất t ththủy tĩnh và áp suất t vvỉỉa, thờ i gian thấấm, , độđộ  ththấấm m ccủa đá chứaa, , đớ đớ i i chchứa nướ cchay đớ i i chchứứa dầầu Dựựa vào giá tr ịị  điện n tr tr ở   susuấất t ccủa ba đớ i, ta có thểể xây dựựng nên

mặặt cắt điện tr ở  suấất, r ừừ  đó  ngườ i ta có thểể  xác định vỉỉa chứứaa nướ c hay HC

1.3.   CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐỊCÁC PHƯƠNG PHÁP ĐỊA VA VẬẬT GIT GIẾẾNG KHOAN TUYNG KHOAN TUYỀỀN THN THỐỐNGNGTrong thăm dò dầầu khí, ngườ i ta khai thác triệt để  mmọọi thông tin mà có thểể thu

thập đượ c Địa Vậật lý giếếng khoan hiệện nay đượ c tiếến hành đo theo 2 hình thức: địaa

vvậật lý giếếng khoan trong khi khoan (logging while drilling) và địa a vvậật lý giếếngkhoan sau khi khoan (wireline logging), ngoài ra còn 3 hình thứức khác là mudlogging, cased hole logging và borehole seismic.

    Các phương pháp Địa a VVậật lý giếếng khoan có thểể  đượ c thiếết t k k ếế  đo  áp vào

thành giếếng khoan như là: log Density, log Neutron, log vi điện n ccựực hoặặc c phphảảiiđượ c c gigiữữ  để tool nằằm ngay trên tr ụục c llỗỗ  khoan như là: phương pháp siêu âm, logđiện n ccựực, log cảảm ứứng, phương  phương pháp pháp GR…GR… Tùy vào nguyên lý củủa a ttừng phương pháp mà việệc thiếết k ếế tool do và tiến hành đo sẽ  đượ c chọọn sao cho hợ  p lý nhấất.t

    Để tránh chi phí cao và tiếết kiệệm thời gian do, các tool đo Địa Vậật lý hiện đạiiđượ c thiếết t k k ếế  r r ấất hoàn thiện, trên đó là sự  đo phối hợp các phương pháp trên cùng

mộột tool Mộột sốố  tool đo hiện đại có chiềều r ấất lớ n, ví dụụ: tool Platform express đạtt

Hình 1.12: Mô hình mộột sốố  tool đo hiện đại.i

Hình 1.13: Hình ảảnh tool Supercombo đặt trong xưở ng

Trườ ng hợp đo wireline logging, tool đượ c thảả xuống đáy giếng và kéo lên vớ ii

ttốc độ  không đổi Quá trình đo, phát và ghi tín hiệệuu đượ c tiếến hành trong mộột khoảảnn

đượ c thiếết k ếế cạạnh sau mũi khoan (hình 1.14), quá trình đo đượ c tiếến hành trong lúckhoan Mũi khoan (bit) đượ c gắắng vớ i i mmộộtt động cơ (steerable motor) t tạạo nên phầầnn

đầu củủa cầần khoan, mũi khoan này có thểể  được điều chỉỉnh góc lệệch r ấất nhỏỏ khỏỏi tr ụụcc

ccủủa cần khoan, để có thểể tiếến hành khoan cong

Hình 1.14: Mô hình mộột sốố  tool đo trong phương pháp logging while drilling.  

Ở hai hình thức đo này,  các phương pháp  thườ ng có sựự  điều u chchỉỉnh nh mmộột ít cho

hhợp lý hơn Tuy nhiên vềề nguyên lý và vềề   phương pháp minh giải…  chúng cũng chỉ  xoay quanh các vấn đề sẽẽ  đượ c trình bài tiếp ngay sau đây.  

1.3.1.   Các phương pháp điệCác phương pháp điệnn1.3.1.1.   Phương pháp điện trườ Phương pháp điện trườ ng tng tự ự  nhiên (Spontaneous Potential - SP) nhiên (Spontaneous Potential - SP)

A.   Cơ sở Cơ sở  c của phương phápủa phương pháp  Phương pháp điện trườ ng ng ttựự  nhiên là phương pháp đo thế   ccủa trường điện n ttựự  nhiên Thếế này có thểể lên tới hàng trăm Volt, nó xuất t hihiệện khi có sựự khác biệệt t vvềề  thành phầần thạạc họọc củủa vỉa, độ khoáng hóa của nước cũng như là sự chênh lệệch áp

suấất Sựự khác biệệt này dẫn đến các quá trình vậật lý –  hóa học như là: thấm lọọc do áp

suấất, sựự khuyếết tán và hấấ p thụụ do  do nnồng độ, phảảnn ứứng oxi hóa –  khửử khác nhau giữữaacác đá khi có sựự tiếế p xúc vớ i dung dịịch.

    Quá trình khuyQuá trình khuyếết tán:t tán:

Trong môi trườ ng ng llỗỗ khoan, sựự chênh lệệch ch nnồng độ  mumuốối i gigiữữa dung dịch nướ cc

llọọc bùn và dung dịch nướ c vỉa thườ ng là lớ n, lúc đó tồn tạại một điện trườ ng khuyếếtttán giữữa ranh giớ i tiếế p xúc củủa hai dung dịịch (giữa đớ i thấấm nhiễm và đớ i nguyên)

Thếế  khuyếết tán nói chung phụụ   thuthuộộc vào nhiệt độ, , nnồng độ  dung dịịch, thành

 phầần hóa họọc và hóa tr ịị các nguyên tố Trong trườ ng ng hhợ  p  p dung dung ddịịch hòa tan nhiềềuu

loạại muốối có nồng độ khác nhau thì muối nào ưu thế hớ n sẽẽ  đóng vai trò lớn hơn tạoo

ra thếế khuyếết tán

Hình 1.15: Sựự  hình thành điện trườ ng tựự nhiên do chênh lệệch nồng độ

    Quá trình hQuá trình hấấp thp thụụ::

Trong hầầu hết các trườ ng hợ  p, các dung dịịch tiếế p xúc nhau qua màng phân cách

có độ r ỗỗng nhỏỏ Khi có sựự dịịch chuyểển từừ phía nồng độ cao sang phía nồng độ thấấ p,

do tính chất đặc trưng của mộột sốố màng thấm điện hóa mộột sốố  ion linh động có thểể  

 bịị  hhấấ p  p ththụụ ngay trên thành kênh dẫẫn n K K ếết t ququảả  là là mmỗỗi bên màng xuấất t hihiệện n mmột điệnn

thếế, , ththếế này không phụụ  thuthuộộc vào bềề dày củủa a llớp màng mà nó thay đổi theo hìnhthái cấấu trúc lỗỗ r ỗng, độ mịịn hạạt, loạại màng lọọc và nồng độ dung dịịch Thếế  điện này

ggọọi là thếế hấấ p thụụ hay thếế màng lọọc

Hình 1.16: Sựự hình thành thếế hấấ p thụụ khi có sựự hấấ p thụụ    trên màng sét.

ThThếế khuy khuyếết tánt tán –  –  h hấấp thp thụụ::

Hai quá trình khuyếết tán và hấấ p thụụ xảy ra đồng thời và trái ngượ c nhau, cảản tr ở   

llẫn nhau, nguyên nhân đều do sựự chênh lệệch ch nnồng độ dung dịch và đượ c gọọi là thếế  khuyếết tán –  hấấ p thụụ ThThếế khuyếết tán lớn đối i vvới đất đá có độ r ỗng và độ t thhấấm cao(như các lớ  p cát), thếế hấấ p thụụ l lạại mạạnh ở   đất đá có độ r ỗng và độ thấm kém (như các

llớ  p sét –  hình 1.17) K ếết quảả:: ở  phía giếếng khoan ngang các vỉỉa cát sẽẽ là lớ  p ion âm,ngang các lớ  p sét sẽẽ  là ion dương (hình 1.18)

Hình 1.17: Ưu thế di chuyểển của các ion đối với môi trường có nướ c vỉỉa mặn hơn.  

Hình 1.18: Thếế  điện thấấm loc –  khuyết tán cho trườ ng hợp nướ c vỉỉa mặn hơn.  

    Quá trình thQuá trình thấấm lm lọọc (hay ngc (hay ngấấm lm lọọc)c)

Sựự  chênh lệệch áp suấất làm cho dòng chất lưu thấm ngượ c chiềều u vvớ i chiềềuu

gradient áp suất, điều này dẫn đến sựự xuấất hiệệnn ở  phía giếếng khoan một điện thếế âm

nnếu nướ c c vvỉỉa a ngngấấm vào thành giếếng khoan (hình 1.19A) và thếế  dương ở   nnếu nướ cc

vvỉỉa a chchảảy ra ngoài giếếng khoan, thếế  điện này gọọi là thếế  điện n ththấấm m llọọc hay thếế  điệnn

động ng llựực, quá trình thấấm m llọọc này chỉỉ kéo dài trong mộột khoảảng thờ i gian, khi quátrình này dừừng hẳẳn, thếế  điện thấấm lọc xem như không còn nữa (hình 1.19B)

Hình 1.19: Sựự hình thành thếế  điện thấấm lọọc trên thành giếếng khoan

    Quá trình Oxi hóa - khQuá trình Oxi hóa - khử ử   Thông thường trong môi trườ ng giếếng vừừa mới đượ c khoan, quá trình Oxi hóa -

khửử diễễn ra mạạnh mẽẽ nhấất, quá trình này xảảy ra ở  mặặt tiếế p xúc giữa đá và dung dịch,làm cho môi trườ ng bịị phân cựực và hình thành mộột thếế  điện (pin điện hóa tựự nhiên)

Thếế  điện hóa này thườ ng gặặ p trong  p trong các gicác giếng khoan đi qua các đớ i khoáng hóacao, hay các vỉỉa quặng đa kim loại, vỉỉa than biếến chất,… môi trường đá magma axic

ggặp môi trường bazơ; nhóm đá bazơ hay nhóm khoáng vật như: pyrite, pyrotin,

ggặặ p  p dung dung ddịch khoan giàu Oxi… thì quá trình Oxi hóa –   khkhửử  didiễễn ra mạạnh nh mmẽẽ  ssẽẽ  ảnh hưở ng lên k ếết quảả  đo.  

B.   Phương pháp đoPhương pháp đo  Trong các giếếng khoan dầu khí, đối i vvới các đá trầm tích thếế phân cựực SP chủủ  

yyếếu là do thếế khuyếết tán –  hấấ p thụụ là  là mmạạnh nh mmẽẽ nhất, trong đó phải k ểể  đến thếế thấấm

llọc trong giai đooạn đầu, thếế Oxi hóa –  khửử  thường không đáng kể Vì tính chấất củủaa

thếế phân cựực tựự nhiên SP luôn có sựự  thay đổi theo thờ i gian nên việệc chọọn thờ i gian

Trong phương pháp  gradient, hai điện n ccựực M và N cùng dịịch chuyểển trong

giếếng khoan (hình 1.20a) thì phép đo có giá trị là hiệu điện thếế giữữa M-N:

             

Trong phương pháp đo thế, , mmột điện n ccựựcc (N) được đặt trên mặt đất, t, mmột điệnn

ccực (M) đượ c kéo trong giếếng khoan (hình 1.20b), phép đo có giá trị là thếế t tạại M:

               

Phương pháp điện cựực tc thhếế  đượ c dùng phổổ  bibiến, điện n ccựực gradient chỉỉ dùng khi

có nhiễễu u mmạạnh Vềề  nguyên nguyên ttắắc, c, ttừừ giá tr ịị  đo thế ta có thểể chuyểển thành giá tr ịị  đogradient và ngượ c lạại.i

C.   Các yCác yếếu tu tốố  ảnh hưở ảnh hưở ng lên k ng lên k ếết qut quảả  đođo SP SPĐường cong đo SP gần như không thay đổi và có dạng như một đườ ng thẳẳng

nnếu đi qua các lớ  p sét có chiềều dày không quá mỏỏng Chọọn các vỉỉa sét sạạch nhấất, tạạiiđường SP này ngườ i ta gán cho giá tr ịị  qui ướ c bằng “không” và gọi là đường “cơ sở   sét”.  

Căn cứ vào SP lệệch khỏi đường cơ sở   sét, ngườ i ta nghiên cứu đặc tính cũngnhư phân loại các vỉa đất đá.  

    Lệệch âm so với đường cơ sở  sét khi R mf  > R w

    Lệch dương so với đường cơ sở  sét khi R mf < R w

    Không lệệch so với đường cơ sở  sét R mf    = R = R w

Hình 1.21: Dáng điệu đườ ng cong SP trong mộột sốố thành hệệ

Các yCác yếếu tu tốố  ảnh hưởng lên hình dáng và biên độảnh hưởng lên hình dáng và biên độ  đườ đườ ng cong SP:ng cong SP:

    Độ   l  l ớ n n ccủa trường điện phân cự c c SP  SP : : độđộ   llớ n này phụụ   thuthuộộc vào các nguyênnhân hình thành thếế  SP đã nêu ở  trên

    Điện tr ở  s  su uấ t t ccủủa vỉa cũng như điện tr ở  suấ t t ccủa các đớ i i th thấ m nhiễ m: điện tn tr r ở   

suấất cao sẽẽ làm giảm biên độ của đườ ng cong SP

D.   PhPhạạm vim vi ứ ứ ng dng dụụng cng của phương phápủa phương pháp SP SPPhương pháp thế  điện n ttựự  phân cực đượ cc ứứng ng ddụụng ng r r ộộng rãi trong nghiên cứứuu

nhằằm m mmục đích khác nhau, đặc c bibiệt trong ệt trong thăm dò thăm dò dầu khí và dầu khí và than than Phương phápPhương phápnày đượ c sửử dụng để giảải quyếết các nhiệệm vụụ khác nhau:

ccảả  độ khoáng hoá của nướ c vỉỉa

MMộột st sốố m mặặt ht hạạn chn chếế c của phương pháp:ủa phương pháp:  

    Tấất cảả  các phương pháp điện nói chung trong đó có cả   phương p phương pháp SP, háp SP, chỉchỉ  

ssửử dụng đượ c trong các giếếng khoan tr ầần không sửử dụụng trong giếng đã chống ốống

    Khi đo log SP phải dùng dung dịịch khoan có tính dẫn điện (không dùng dung

ddịịch khoan gốốc dầầu)

    Cầần phải chú ý không để giá tr ịị R mf  quá gầần R w  vì trong trườ ng hợ  p quá  p quá ggầầnnnhau thì đườ ng SP sẽẽ kém nhạạy so với đường sét cơ cở , lúc này việc đo SP không

hiệệu quảả

    Khi quá trình ngấấm filtrate ngừừng hẳẳn, sựự chênh lệch độ mặặn trong thành hệệ  

ssẽẽ  gigiảảm m ddầần theo thời gian cho đến khi độ chênh lệệch ch bbằằng không Vì vậậy sau khikhoan cầần n phphảải i titiến hành đo ngay giá trị SP, nếu để càng lâu thì giá tr ịị  SP sSP sẽẽ càngkhông nhạạy

1.3.1.2.   Phương pháp log điệPhương pháp log điện trn trở ở  su suấấtt

A.   Log điệLog điện cn cự ự ccPhương pháp log điện n ccực là phương pháp phát dòng một chiều không đổi vàomôi trường các đớ i thấấm xung quanh thành giếng khoan để  đo điện tr ở  suấất củủa môitrườ ng bên trong vỉa Phương pháp này sử dụụng cho các dung dịịch khoan dẫn điện