Chương 1 qua việc nêu cơ sở của phương pháp, ứng dụng và yếu tố ảnh hưởng đến giá trị đo của các phương pháp. - Chương 2 và Chương 3 trình bày tổng quan về lát cắt điện trở suất thấp, phân tích các nguyên nhân gây ra hiện tượng lát cắt điện trở suất thấp. Tổng hợp các biện pháp hiệu chỉnh nhằm đưa giá trị đo về sát với thực tế. - Xử lý minh giải tài liệu giếng khoan R-IX mỏ Rồng được nêu chỉ tiết trong Chương 4 qua việc, tìm hiểu đặc điểm địa chất và nguyên nhân hiện tượng điện trở suất thấp trong khu vực, cơ sở tài liệu và quá trình xử lý tài liệu.
HV: Tran Xuan Thang Trang 2 Luận văn thạc sỹ MS:09360608 Cơ sở tài liệu: Đề thực hiện được những nội dung trên, tác giả đã thu thập, tổng hợp các công trình nghiên cứu thực tiễn đã có, tham khảo ý kiến của các chuyên gia để làm sáng tỏ bản chất và cơ sở lý thuyết của phương pháp, đồng thời sử dụng phần mềm chuyên môn Interactive Petrophysic (IP) xử lý và phân tích số liệu giếng khoan R-IX thuộc mỏ Rồng, bồn trăng Cửu Long. HV: Tran Xuan Thang Trang 3 Luận văn thạc sỹ MS: 09360608 CHUONG 1. CO SO PHUONG PHAP DO DIEN VA CAC YEU TO ANH HUONG DEN GIA TRI DO. Phương pháp äo điện trở suất thanh hé trong giéng khoan.
Trong địa vật lý giếng khoan, có rất nhiều các phương pháp đo khác nhau nhằm xác định giá trị điện trở suất/độ dẫn điện của đất đá ở thành giếng khoan. Kết quả nghiên cứu tính chất vật lý cơ bản cho thấy, bản chất của dòng điện chạy trong vật chất, trong đó kế cả các lớp đất đá, là sự chuyển dịch của 2 thành phần mang điện: - Các electron (điện tử) mang điện tích âm - Các ion (+/-) của các chất điện phân. Các lớp đất đá mà giếng khoan khoan qua, được cấu thành từ 2 thành phần chính: - Phần khung (các hạt, các liên kết hạt cứng) - Phần rỗng (các lỗ hỗng, khe nứt, vi kênh v.) giữa các hạt, bão hoà nước hoặc dầu, khí. Cơ sở của phương pháp đo điện trở là: Thành hệ đất đá có thành phần thạch học, độ lớn và kích thước lỗ rỗng cũng như loại chất lưu chứa trong nó hoàn toàn khác nhau dẫn đến điện trở suất của các lớp đất đá cũng khác nhau.
Từ sự khác biệt về điện trở suất của các chất lưu khác nhau (dầu, khí, nước) cho phép phân biệt được vỉa chứa dầu, khí, nước và các vỉa có thành phần thạch học khác nhau. Kết quả của phương pháp điện cho phép: - Phân tầng, via - Xác định các vỉa chứa dầu khí, nước - Xác định các tham số địa chất - địa vật lý khác. H:Trần Xuân Thắng Trang 5 Luận văn thạc sỹ MS: 09360608 Hinh 1.1; Mo hinh co ban cua phương pháp đo điện trở Nguyên lý cơ bản của phương pháp điện là dùng các điện cực để phát dòng điện không đổi vào trong các lớp đất đá (Cực A phát, cực B thu) và các điện cực đo M,N để đo hiệu điện thế AV của trường điện được tạo ra bởi điện cực phát dòng A. Từ đó tính được điện trở R của các lớp đất đá.
Theo định luật Ohm: I= VR; Trong khảo sát địa vật lý giếng khoan, sử dụng tham số điện trở suất p thường được sử dụng bởi có nhiều tiện ích hơn tham số trở kháng (điện trở) R. Điện trở suất p của một chất là lượng điện áp U cần thiết để tạo ra dòng điện “I” 1 ampe đi qua một mét khối chất đó (tức là dòng I đi qua thiết diện 1m? va khoảng cách 1mét). Từ đó đơn vị đo của điện trở suất la Ohm. m?/m hay là Ohm.
Đề khảo sát giếng khoan bằng phương pháp điện trở, cần áp dụng các thiết bị phù hợp với môi trường khảo sát. Để giải quyết vấn đề này, cần phải khảo sát về mặt lý thuyết một môi trường đồng nhất đẳng hướng vô hạn như sau [7]: Dùng một điện cực A phat một dòng điện một chiều hoặc tần số thấp cường độ I vào môi trường đồng nhất và thu tại điện cực B đặt ở “vô cực”, đòng điện chạy trong môi trường sẽ có dạng như các đường sức (Hinh 1. Thế điện của một điểm đặt cách A một khoảng r sẽ là Uứ) thì hiệu điện thế giữa hai mặt đẳng thế có gia số bán kính dr sẽ là: — dU = dr 3 4mˆ H:Trần Xuân Thắng Trang 6 Luận văn thạc sỹ MS: 09360608 I: Cuong d6 dong phát R: Điện trở môi trường Cường độ điện trường E sẽ được tính bằng: _— dU _ Ri dr 4m? , Tu do ta co |: pete We ge E I adr I Đôi với hệ điện cực đo thê, điện cực thu M - ot J Mat cau dang thé —“ ~{t — đặt gần điện cực A thì thế UM so với thế UN của điện cực N đặt ở xa vô cùng sẽ là: Hình 1.2: Mô hình dòng phát trong RI môi trường Ủy =——=—= 47 AM Khi đó với Kx=4mz AM. là hệ số điện cực thế Đối với hệ điện cực đo gradien, các điện cực đo M và N đặt trong điện trường được tạo bởi điện cực A và B, sẽ nằm trên các mặt cầu đẳng thế cách A với khoảng cách là AM và AN.
Khi đó hiệu điện thế giữa 2 mặt cầu sẽ là: AU = Uy-— Uy RI{ 1 — 1 ` MN AU yy =<Uy —Uy = |= Rr Wwe MS" Ar\ AM AN) 4z4M.AN Theo định luật Ohm thi: AU = IR; R= pjl⁄s H:Trần Xuân Thắng Trang 7 Luận văn thạc sỹ MS: 09360608 Do đó: AU = Ip,l/s (2) Trong đó: I-— dòng điện chạy từ A đến B, R - điện trở giữa 2 mặt cầu chứa M và N, 1— khoảng cách giữa 2 mặt cầu trên, S — thiết diện vật dẫn - chính là diện tích của mặt cau va bang S= 427° va øØ, - điện trở suất của môi trường (vỉa) đang khảo sát. Nguồn phát Máy PX oo a= Các mặt đẳng thế Kích thước hệ cực ko] ~ = 177 Khoảng đo Đường dòng —x» _ |- AS U-dU Lu “AY \ | \ \A“ Š an ¬ ` 1 Mặt cầu đẳng thế A gO -†} ~ Hình 1.3: Sơ đồ mặt đẳng thế của dòng phát Vì khoảng cách MN rất nhỏ so với AM và AN, nên bán kính z = 4M. Thay vào công thức (2) ta có: AU = Ip, (AN-AM)/4ILAM.AN Suy ra: Py =K. AUT (3) H:Trần Xuân Thắng Trang § Luận văn thạc sỹ MS: 09360608 Trong dé Kg la hé số của điện cực gradIen được tính bằng: AM.AN | MN 4z K G Re 4z4O` au I dh Trong thực tế không bao giờ có các lớp đất đá đồng nhất đắng hướng và vô hạn lý tưởng.
Chúng thường bị pha trộn phức tạp, xen kẽ nhau và bị ảnh hưởng bởi vùng thấm của dung dịch khoan có điện trở khác với điện trở đất đá ở thành giếng. Trong trường hợp có filtrat của dung dịch ngắm vào thành giếng sẽ tạo ra lớp vỏ sét và các đới cận giếng môi trường điện trở bất đồng nhất có tính đối xứng trục, và là một hàm của bán kính r. Vì vậy trong thực tế chỉ đo được giá trị gần đúng của điện trở suất và do đó giá đo được được gọi là điện trở suất biểu kiến Ø,. Trong địa vật lý giếng khoan, điện trở suất biêu kiến được xác định bởi công thức chung: py =K.
AU/I Khi do: U R,=Ky M 1 — đối với hệ điện cực thế AU py a 7 7 1 đôi với hệ điện cực gradien Điện trở suất của các lớp đất đá giao động từ 0. Đối với các vỉa xốp (cát pha sét) khoảng 0.m; Các via rắn chắc (đá vôi) khoảng 50O.m; Các đá phun trào (anhydrite.) có thê cao đến hàng nghìn Ohm. Nước via có điện trở suất thấp từ 0. Cùng với thời gian, phương pháp đo điện trở được phát triển thành nhiều loại hình đo nhằm đáp ứng các yêu cầu đặt ra như: H:Trần Xuân Thắng Trang 9 Luận văn thạc sỹ MS: 09360608 Hệ thiết bị đo chuẩn (máy E1, K3 của Nga) dùng để đo điện trở suất biểu kiến của các lớp đất đá theo hệ Zônd chuân gồm các zônd A2M0.
Hệ thiết bị đo sâu sườn: Ngoài điện cực phát đòng chính Ao, sử dụng thêm các điện cực màn chắn để ép cho dòng phát đi vào môi trường nghiên cứu xung quanh giếng khoan trong những khoảng xác định nhằm tăng khả năng phân giải lát cắt của đường cong điện trở suất biểu kiến, tăng chiều sâu nghiên cứu của phép đo điện trở trong những trường hợp lát cắt điện trở cao.4) A2 A2 L——D | L_ILILIL ILLIL CET > : > ju O m7 Fann annr 1 oF Hình 1.4: Sơ đồ cấu tạo thiết bị đo sâu sườn LLD - LLS Hệ thiết bị đo vỉ hệ cực sườn: Phương pháp vì hệ điện cực là các hệ điện cực được cấu thành từ các điện cực điểm gắn trên bảng cách điện và khi đo được áp vào thành giếng khoan. H:Trần Xuân Thắng Trang 10 Luận văn thạc sỹ MS: 09360608 Phép do dién tro suat bang các vi hệ điện cực có chiều sâu nghiên cứu rất nhỏ và chủ yếu phản ánh điện trở suất của lớp vỏ sét (Rmec) và điện trở suất của đới rửa (Rxo) từ đó cho phép phân chia các lớp đất đá mỏng, xác định vùng thấm v.5: Sơ đồ thiết bị đo vi hệ điện cực hội tụ cầu Hệ thiết bị do hình ảnh thành giếng khoan: dùng máy đo có 4-§ pad, trên mỗi pad gắn rất nhiều điện cực, đặt áp vào thành giếng. Quá trình đo sẽ ghi lại được rất nhiều đường cong điện trở của bề mặt thành giếng. Từ đó cung cấp được bức tranh về hình ảnh điện trở trên bề mặt thành giếng khoan.6) HV:Tran Xuân Thắng Trang 11 Luận văn thạc sỹ MS: 09360608 Upper electrode Mass insulated sub Current — $ * & & Ệ Lower electrodes.6: Sơ đồ thiết bị đo hình ảnh thành giếng khoan H:Trần Xuân Thắng Trang 12 Luận văn thạc sỹ MS: 09360608 Phương pháp cảm ứng: Phương pháp cảm ứng cho phép đo độ dẫn điện của các lớp đất đá mà giếng khoan khoan qua, trên cơ sở đó xác định điện trở suất biêu kiến của chúng.
Tuy nhiên, nếu như phương pháp đo điện trở (Chuân, LLD) cho phép đo điện trở suất biểu kiến của các lớp đất đá có giải điện trở cao từ hàng chục Ohm/m cho đến hàng chục ngàn Ohm/m thì máy đo cảm ứng cho phép đo các các lớp đất đá với giải điện trở thấp từ hang trăm Ohm/m trở xuống. Nguyên lý của phương pháp cảm ứng là dùng một cuộn phát T được nuôi bởi nguồn G dòng xoay chiều tần số f vào các lớp đất đá.
