Giáo trình địa vật lý giếng khoan part 10 ppt

244
Biểu thức (8.6) là hàm tuyến tính của đối số






+
t
tt
log
k


có dạng y= ax + b, với
y= T,
=
x






+
t
tt
log
k

; a =k, là hệ số , b = T

nhiệt độ thực của đá.
Từ thời điểm ngừng tuần hoàn dung dịch, sau các khoảng thời gian

t
1
và

t
2
đo
đợc các giá trị nhiệt độ tơng ứng T
1
và T
2
, ta dễ dàng tính đợc hai cặp số (x,y) là toạ
độ của các điểm A và B:

+
1
k1
1
t
tt
log,TA


và














+
2

k2
2
t
tt
log,TB


(8.7)
Dựng hệ toạ độ bán loga, trục x là






+
t
tt
log
k


, trục y là T, khi xác định vị trí
các điểm A và B trên hệ toạ độ này ta dễ dàng xác định đờng thẳng đồ thị biểu diễn
của phơng trình (8.6) nh hình 8.18.
Giá trị nhiệt độ T
(

)
của điểm (O,T) trên hệ toạ độ ở hình 8.18 khi x =

+
t
tt
log
k


= 0 nghĩa là 1
t
tt
k
=
+


.
Vậy T
(

)
là điểm cắt nhau giữa đờng
biểu đồ Horner với trục tung.
Nhận xét: Để có thể tính toán
đợc nhiệt độ của vỉa, phép đo T đợc

thực hiện ở thời gian

t, tính từ lúc
ngừng tuần hoàn. Khoảng thời gian

t
chờ cho đá ấm lên càng dài càng
chính xác. Tuy nhiên, trong thực tế
không cho phép

t kéo dài đến vô cùng.
Vì thế cần xác định ít nhất hai cặp số
theo (8.7) ở điều kiện thuận lợi cho
phép. Muốn vậy:
a. Sự đo ghi nhiệt độ cực đại phải
kèm với thời gian

t ở chiều sâu của
Zond đo.
b. Giảm thời gian tuần hoàn đến
tối thiểu để các lớp đá không bị làm
nguội nhiều trớc khi đo (giảm thời gian tuần hoàn, đồng nghĩa với giảm thời gian làm
nguội t
k
).
c. Tập hợp só liệu đầy đủ cho việc xác định
t và t
k
đợc tốt.

A
B
x
1
x
2
1
5

10
T
1
T
2
T
(

)
X
T








+

=








+
=
2
k2
2
1
k1
1
t
tt
logx
t
tt
logx




H
ình 8.18. Nguyên tắc xây dựng biểu đồ
Horner cho một giếng khoan

245
2.
ứ
ng dụng của phơng pháp biểu đồ Horner
a. Thu thập các só liệu sau:
Trớc khi đo nhiệt độ:
+ Chiều sâu đáy giếng
+ Thời gian ngừng khoan (ngày, giờ, phút).
+ Thời gian ngừng tuần hoàn (ngày, giờ, phút).
+ Thời gian xuyên của choòng khoan trong 10m cuối cùng
+ Thời gian khoan mét cuối cùng (t
k1
) tính bằng phút.
+ Thời gian tuần hoàn (t
k2
) tính bằng phút.
t
k
= t
k1
+ t
k2
.
Khi phép đo tiến hành:
+ Loại máy giếng (nhiệt kế).
+ Chiều sâu tiến hành đo (tính chiều sâu lớn nhất).
+Thời gian bắt đầu tiến hành.
+ Khoảng thời gian từ lúc ngừng tuần hoàn đến lúc bắt đầu đo nhiệt độ,
t.

+ Nhiệt độ đo đợc lớn nhất.
b. Biểu đồ Horner:
Xây dựng biểu đồ Horner cũng không
đặc biệt khó lắm. lập một hệ toạ độ bán loga,
trục tung Y = T, trục hoành






+
t
tt
log
k


(xem
hình 8.18).
Để dựng đờng thẳng biểu đồ Horner
ta cân ít nhất hai cặp số tính theo (8.7) để xác
định đợc các điểm A, B. Kéo dài đờng AB
cắt trục T tại T
(

)
. ở mỗi chiều sâu lấy số đo

t, và

t
2
ta tính đợc một giá trị T
(

)
. Nối
các điểm T
(

)
ở các chiều sâu khác nhau của
giếng khoan, ta có biểu đồ địa nhiệt của lát
cắt giếng khoan (hình 8.19). Độ dốc của
đoạn thẳng nối hai điểm đo liền nhau trong
lát cắt của giếng khoan sẽ thể hiện gradien
Nhiệt độ (
0
C)
(
m
)
H
ình 8.19. Xây dựng tuyến địa
nhi
ệ
t của m
ộ
t

g
iến
g
khoan
Đồ thị nhiệt độ
từng phần
Đồ thị nhiệt độ
trung bình
1
2
3
4

246
địa nhiệt của phần lát cắt giữa hai điểm đó gọi là gradien địa nhiệt từng phần.
Dựa vào các đờng biểu diễn gradien nhiệt (hình 8.19) ta có thể vạch một đờng
xu thế hay gradien địa nhiệt trung bình.
8.4.2.2. Đo liên tục
Phép đo liên tục nhiệt độ của cột dung dịch khoan đợc thực hiện nhờ một nhiệt
kế điện trở. Sơ đồ nhiệt kế điện trở đo trong giếng khoan đợc thể hiện trong hình 8.20,
hoạt động trên nguyên tắc của cầu điện trở Wheatston. Cầu có 4 điện trở trong số đó có
1 hoặc 2 là các điện trở nhạy nhiệt, chế tạo từ các kim loại có khả năng thay đổi giá trị
trở kháng theo nhiệt độ của môi trờng xung quanh. Trong thực tế ngời ta chọn các
kim loại có đặc tính thay đổi tuyến tính giá trị điện trở của nó trong khoảng thay đổi
nhiệt độ từ 0 - 350
0
F.
Các điện trở nhạy nhiệt tiếp xúc với môi
trờng (dung dịch khoan), khi nhiệt độ môi
trờng thay đổi làm cho trị số của các điện trở đó

cũng thay đổi dẫn đến sự mất thăng bằng của cầu
và gây ra hiệu điện thế
U ở các điểm M và N
trên đờng chéo của cầu.
Nhiệt độ T của môi trờng tại điểm đo
đợc tính :

I
U
CTT
0

+= (8.8).
Trong đó:
T
0
: Nhiệt độ ở mặt đất tại nơi chuẩn cho
cầu thăng bằng.
C: Hệ số của thiết bị đo (
0
C/

), đợc xác
định theo kết quẩ chuẩn định cỡ.

U: Hiệu thế lệch cầu (mV).
I: Dòng nuôi cầu.
Và nếu độ nhậy của máy đo bằng
C
mV

5.2
TT
U
0
0
o
=

=


thì dòng tơng ứng
với độ nhạy này sẽ là
(
)
C.
C
mV
5.2CI
0
00
==

. Từ đó
[
]
C/mV/mA
5.2
I
C

0
0
= .
Thay C vào (8.8) ta có:
.
I
I
.U4,0T
I
U
.
25
I
TT
0
0
0
0






+=+=


(8.9)

U

H
ình 8.20. Sơ đồ nhiệt kế điện dùng
cầu Wheatstone và cáp 3 ruột

247
Trong quá trình đo cờng độ
dòng muối I đợc duy trì không đổi
và bằng I
0
.
I = I
o
= const (8.10)
Thì ta có:
T= T
o
+ 0,4U (8.11)
Phép đo đợc tiến hành từ
miệng giếng đến đáy giếng khoan.
Trên bằng đo nhiệt độ phải ghi ngày,
giờ, phút bắt đầu đo và ngày, giờ,
phút kết thúc đo ở đáy giếng. Tốc độ
thả kéo cáp không cho phép vợt quá
3000m/h.
Phép đo ghi thực hiện từ trên
xuống cho nên mỗi giá trị đo chiều
sâu H sẽ là giá trị nhiệt độ cực đại
của dung dịch tại chiều sâu đó trong thời điểm đo ghi.
Hình 8.21 là một thí dụ kết quả đo nhiệt độ ở giếng khoan.
8.4.3. Các ứng dụng của phơng pháp đo nhiệt độ ở giếng khoan

Trong các giếng khoan trần tài liệu của các phép đo nhiệt độ đợc sử dụng để
xác định các thay đổi cân bằng nhiệt ở lát cắt
nghiên cứu (năng lợng, dòng nhiệt, độ trởng
thành vật chất hữu cơ ). Dựa vào các tài liệu
đó ta có thể xác định các hoạt động địa nhiệt
của giếng khoan của vùng.
Sự cân bằng nhiệt khi đợc chi tiết bởi
chính các cử liệu khoan, sẽ ít nhiều phù hợp với
độ dẫn nhiệt của đá. Sự thay đổi nhiệt độ có thể
xem nh là một chỉ thị của địa tầng.
Dựa vào các chỉ thị đó để phát hiện các
lớp sét có nén ép thấp (nhiệt độ tăng nhanh,
gradien nhiệt tăng đột ngột).
Cũng có thể khoanh đợc vùng mất
tuần hoàn (Hình 8.22).
Mặt khác, ngợc lại cũng có thể xác
định đợc vị trí dòng nớc hoặc khí từ vỉa
chảy vào giếng (khí chảy qua thành vào giếng
khoan làm cho dung dịch ở đó nguội lạnh
H
ình 8.21. Băng đo ghi nhiệt độ ở giếng khoan
SP
Đ
iện trở
Nhiệt độ
(
0
C
)
Nhiệt độ trung bình

của đá ở thàng
giếng khoan
Nhiệt độ của
cột dung dịch
(
m
)
Nhiệt độ
ft
Đ
ới mất tuần hoàn
H
ình 8.22. Phát hiện đới mất
dung dịch tuần hoàn


248
hơn). Trong các giếng khoan có chống ống và giếng khai thác phơng pháp đo nhiệt độ
dung dịch khoan đợc sử dụng nhiều hơn.
Xác định chiều cao trám xi măng (Hình 8.23).
Phát hiện tầng khai thác (Hình 8.24).
Xác định chiều sâu điểm sủi bọt khí.
Xác định các đới ép chất lu.

Nhiệt độ
Đ
ầu nối
ống chống
Đỉnh cột
ximăng

ft
H
ình 8.23. Xác định mức dâng của
ximăng ngoài ống chống

Đ
ờn
g
kính ốn
g
Đ
iện trở
(Ohmm)
Đ
ới khí
Nhi
ệ
t đ
ộ

(
0
F
)
Dun
g
d
ị
ch cơ sở nớc
Đ

iện trở
(Ohmm)
H
ình 8.24. Ví dụ phát hiện tầng
khai thác khí
(
theo Schlumber
g
er
)

249
Chơng 9
Lấy mẫu thành giếng và khoan nổ


Để giúp cho việc khẳng định những tính toán phân tích kết luận của các phơng
pháp địa vật lý trong giếng khoan về thành phần thạch học hay chất lu bo hoà trong
các lớp đá ngời ta cần phải lấy mẫu ở thành giếng bằng các thiết bị có dùng cáp sau
khi công việc khoan kết thúc.
Các mẫu lấy ở thành giếng đợc gán chiều sâu
chính xác theo cáp, và những kết quả phân tích những
mẫu này đợc so sánh với kết quả phân tích tài liệu đo
địa vật lý giếng khoan. Sự so sánh nh vậy đôi khi còn
giúp cho việc chuẩn định cỡ các zond đo địa vật lý ở
giếng khoan đợc dễ dàng và chính xác hơn.
9.1. Lấy mẫu đá
Việc lấy mẫu đá (hay mẫu rắn) ở thành giếng có
thể thực hiện theo hai cách bằng hai loại thiết bị khác
nhau.

9.1.1. Lấy mẫu thành giếng bằng súng
(Corgun)
Từ những năm cuối thập kỷ 30 (1937)
Schlumberger đ chế tạo một thiết bị máy giếng để lấy
mẫu đất đá ở thành giếng gọi là thiết bị lấy mu sờn.
Thiết bị hoạt động theo nguyên tắc dùng thuốc nổ
mạnh bắn các đầu đạn rỗng vào thành giếng. Các đầu
đạn sẽ đi vuông góc với thành giếng và chụp lấy một
khối lợng nhất định đất đá bị lấp nhét vào ruột rỗng
của chúng. Nhờ có các cáp nối đầu đạn với súng nên
khi kéo thiết bị lên mặt đất thì các đầu đạn chứa mẫu
sờn cũng lên theo.
Các súng lấy mẫu đợc lắp nhiều đầu đạn rỗng
(có thể tới 50 đầu đạn) nối với nhau thành hàng dọc,
khiến chiều dài khoảng lấy mẫu lên tới 3-4m (hình 9.1).
Thiết bị có loại đờng kính khác nhau: Loại lớn
101.6 mm, loại nhỏ 76.2 mm.
Đầu đạn đợc nối với súng bởi hai dây cáp bằng
thép (hình 9.2). Đầu đạn rỗng hình trụ có các lỗ rỗng
để thoát nớc khi nó nhận mẫu. Khi lắp vào cối súng,
H
ình 9.1. Súng lấy mẫu thành
giếng có các đờng kính lớn
nhỏ khác nhau (theo
S
chlumber
g
er)

250

phía trong là thuốc nổ và ngòi nổ.
Khi đa súng tới chiều sâu lấy mẫu
(1)
,
theo điều khiển từ mặt đất, các ngòi nổ đợc
kích nổ đồng loạt. Nhờ áp lực tạo ra khi nổ,
các đầu đạn bắn ra khỏi cối súng với tốc độ
lớn. Cắm vào đất đá, các đầu đạn rỗng một
mặt chụp lấy mẫu đất đá, mặt khác tác động
xung lực làm biến dạng phần đất đá xung
quanh, gây ra các nứt nẻ ở thành giếng
khoan. Khối lợng mẫu rắn đựng trong mỗi
đầu đạn phụ thuộc vào độ cứng của đất đá,
đờng kính của đầu đạn, công suất của liều
nổ, chiều sâu đâm xuyên của đầu đạn. Các
đầu đạn rỗng thờng dùng có đờng kính từ
17 - 21.6 mm, chiều sâu đâm xuyên từ 20 -
63.5 mm tuỳ từng loại súng.
Sau khi đợc kích nổ, các đầu đạn
đợc kéo lên cùng với súng. Trên mặt đất
mẫu đợc lấy ra từ mỗi đầu đạn đợc đánh
số theo thứ tự từ trên xuống để định chiều
sâu đợc chính xác. Hình 9.3 là ảnh chụp
đầu đạn và mẫu sờn.
9.1.2. Lấy mẫu đá bằng thiết bị
khoan thành giếng
Thiết bị đợc cấu tạo gồm máy giếng
và hộp điều khiển trên mặt đất làm việc nhờ
máy tính. Tất cả hoạt động khoan lấy mẫu
và đa mẫu vào ống đựng đợc kiểm soát

bởi sự hỗ trợ của một màn hình nhằm chính
xác hoá các lệnh điều khiển qua bàn phím
của máy tính.
Việc lấy mẫu từ thành giếng đợc
thực hiện nhờ một bộ khoan cụ xoay có
đờng kính 120.7 mm (hình 9.4).
Khi đa thiết bị vào giếng, mũi
khoan nằm bên trong của vỏ thiết bị. Khi
thiết bị đ ở chiều sâu lấy mẫu, mũi khoan
sẽ quay về vị trí làm việc khoan, áp sát
vào thành giếng nhờ một cần gạt ở phía đối
diện có lực ép lớn.


1. Thờng xác định chiều sâu bắn để lấy mẫu ngời ta dựa vào đờng cong GR hoặc SP để xác định cho chính
xác
H
ình 9.2. Sơ đồ đầu đạn trong súng
lấu mẫu
a) Đầu đạn nạp trong cối súng
b) Đầu đ
ạ
n xu
y
ên vào thành
g
iến
g
Vỏ đạn (cối)
Đ

ầu đ
ạ
n
Cáp nối
Thành hệ
Thuốc nổ
N
g
òi nổ
Vỏ máy
(súng)
H
ình 9.3. Đầu đạn và mẫu sờn
(
theo Schlumber
g
er
)
Mẫu đá
Đ
ầu đàn
Cáp nối

251
Trong khi khoan mẫu ống định
hớng của mũi khoan đợc cố định chặt,
còn mũi khoan thì xoay để khoan vào
thành giếng. Đờng đi của mũi khoan
trong đất đá luôn luôn đợc kiểm soát
qua một đồ thị trên màn hình.

Sau khi đi sâu vào đất đá đến
chiều sâu định trớc (tối đa 4.5cm) mũi
khoan ngừng quay và chuyển động thụt
vào vỏ máy, còn chính vỏ định hớng lại
quay trở về vị trí tự do. Vào thời điểm
đó, vỏ định hớng mũi khoan đợc tác
động một lực làm nó lắc mạnh, mẫu bị
gy và đợc đa vào ống đựng mẫu của
thiết bị.
Thiết bị khoan thành giếng của
Schlumberger là loại thiết bị chuyên
dụng, có kích thớc hàng mét (10.8m) và
trọng lợng khá nặng nề (tối đa 342kg).
Mẫu lõi khoan bằng các thiết bị loại này
có đờng kính 25.4mm và chiều dài tối
đa 44.5mm.
Thiết bị này chỉ lấy mẫu ở các lớp
đá cứng, không tiến hành lấy mẫu bằng
thiết bị khoan thành giếng đối với các lớp
than hay các đá có độ gắn kết yếu.
9.2. Lấy mẫu chất lu và đo áp
suất vỉa
Mỗi hng thực hiện lấy mẫu chất lu và đo áp suất vỉa bằng các thiết bị có tên
thơng hiệu của riêng mình, nhng có nguyên tắc hoạt động gần giống nhau, vì vậy ở
đây chỉ cần xem xét các thiết bị của Schlumberger.
9.2.1. Thử vỉa (FT)
Từ đầu thập kỷ 50 (1952) Schlumberger đ đa vào sản xuất một thiết bị đo thử
vỉa đầu tiên hoạt động theo sơ đồ nguyên tắc mô tả ở hình 9.5.
Thiết bị có cấu trúc gồm các cánh có đệm cao su dài 70cm, rộng khoảng 15cm
có tác dụng áp chặt thiết bị vào thành giếng. Trong thiết bị có nạp một khối thuốc nổ

nhỏ đủ để đột thủng thành giếng khoan khi cần.
ở
chiều sâu lấy mẫu trong giếng các cánh dơng ra nhờ áp suất thuỷ lực, một bên
cánh giữ chặt thiết bị, bên đối diện là đệm cao su có cửa sổ lấy mẫu. Sau khi định vị và
áp chặt cửa lấy mẫu vào thành giếng, từ mặt đất điều khiển để van đón dòng mở, vào thời
H
ình 9.4. Hình ảnh máy giếng của thiết
bị khoan thành giếng (RCOR)
(
theo Western Atlas
)

Mũi khoan
Càn
g

gạ
t
ốn
g
đ
ị
nh hớn
g

252
điểm đó chất lu trong vỉa chảy vào bình đựng mẫu qua lỗ cửa sổ. Khi áp suất trong bình
mẫu cân bằng với áp suất ở lỗ rỗng của đá (áp suất vỉa) thì van này lại đóng chặt.
Trờng hợp áp suất vỉa nhỏ, đất đá thấm kém, dòng mẫu rất yếu thì cần phải
kích nổ khối thuốc để mở dòng (hình 9.5b). Thuốc nổ tạo nứt nẻ và lỗ thủng để chất

lu dễ dàng tập trung chảy vào bình đựng mẫu. Cũng nh trờng hợp trên, van đón
dòng lại đóng kín.
Khi bình chứa đ đầy mẫu chất lu, van đ đóng, thì thiết bị đợc kéo lên mặt
đất. Thể tích của bình có thể khác nhau: 4,10 hoặc 20 lít.
Trong quá trình thử vỉa đồng thời đo đờng cong biến thiên áp suất để theo dõi
phát nổ của khối thuốc, và đo các giá trị áp suất: a) áp suất lực ép cánh thiết bị (áp suất
bên trong do thiết bị tạo ra); b)
á
p suất cách ly; c)
á
p suất gia tăng và áp suất tĩnh; d)
áp suất cột dung dịch khoan. Các thông tin này đi kèm với phép thử vỉa sẽ kiểm tra lẫn
nhau trong quá trình làm việc.

H
ình 9.5. Nguyên tắc hoạt động của thiết bị đo thử vỉa FT
(theo Schlumberger)
Độ
thấm vỉa bình thờn
g
Độ
thấm vỉa kém
Thuốc nổ
Cửa mở
Van đón
g(
mở
)
Van
a)

b)

253
9.2.2. Thử vỉa phân tầng (FIT)
Việc đo thử vỉa nh sơ đồ hình 9.5 có nhiều
hạn chế ở chỗ có thể bị kẹt vào thành giếng. Cân
bằng áp suất để tháo gỡ các cánh có khi không có
kết quả, làm cho thiết bị mắc lại ở thành giếng.
Muốn tránh rủi ro đó có thể dùng những máy giếng
có các cần nhỏ hơn. Loại thiết bị nh vậy có hình
dáng nh trên hình 9.6.
Hoạt động của thiết bị đo thử vỉa phân tầng
đợc mô tả ở hình 9.7.
Cũng nh thiết bị lấy mẫu thử vỉa FT, thiết bị
FIT cũng chỉ lấy một mẫu tại vị trí đặt thiết bị. Nó
thu đợc mẫu có thể tích 4 lít hoặc 10 lít. Mẫu này
đợc rút ra từ vỉa rất chậm do phải xuyên qua một
đệm nớc có thể do bị nghẹt tắc trong khi chảy
vào bình đựng. Sau khi chọn vị trí chính xác để lấy
mẫu thử vỉa nhờ một điện cực ở phần đợc cách
điện với đờng dẫn dùng để đo SP, các thay đổi áp
suất trong quá trình lấy mẫu đợc ghi lại (hình 9.8).
Đờng biểu diễn trên hình
9.8 là kết quả đo ghi bằng thiết bị
FIT có, ống thu dòng và cánh
nạp thuốc nổ có lỗ định hớng.
ố
ng thu dòng cắm sâu vào thành
giếng nếu đất đá mềm, và thuốc
nổ sẽ tạo một lỗ định hớng vào

thành giếng nếu đá cứng. Trên
hình 9.8 có các ký hiệu áp suất
tơng ứng trên đờng đồ thị thay
đổi áp suất theo thời gian:
A - Chuẩn định cỡ cửa sổ
đo áp suất
B - Giá trị đo áp suất thuỷ
tĩnh của cột dung dịch
C - Thời điểm mở Zond
đo
H
ình 9.6. Thiết bị thử vỉaphân
tầng (theo Schlumberger)
H
ình 9.7. Đặt thiết bị đo thử vỉa theophân tầng (FIT)
có ốn
g
dẫn dòn
g
và n
ạp
thuốc nổ
Cáp
á
p suất thuỷ tĩnh
Pistôn thu
ỷ
tĩnh
Lỗ thu mẫu
ống đệm

Thuốc nổ
á
p kế đo P(t)
Van
Van khoá
B
ì
nh đ
ự
n
g
mẫu
Mẫu chất lu
Bình chứa
nớc
Bình chứa
nớc
Vỏ sét
Thành h
ệ

Cần é
p


254
D - Bắt đầu lấy mẫu chất lu
E - Thời điểm kích nổ
F - Kết thúc lấy mẫu (đầy bình)
G - Kết thúc tăng áp suất

H - Đóng bình đựng mẫu
I - Đóng máy
Nhờ có thể nổ để mở lỗ ở cánh bên
dới mà thiết bị lấy mẫu thử vỉa từng đoạn
(FIT) có thể tiến hành cả ở các giếng có
ống chống.
9.2.3. Thử vỉa lặp lại (RFT)
Thiết bị thử vỉa lặp lại (RFT) có thể
tiến hành lấy mẫu thử vỉa không hạn chế
số lần tại một vị trí ở thành giếng khoan.
Giống nh các thiết bị FT và FIT, RFT
cũng có các cánh cùng lớp đệm bít kín để
lấy mẫu, và có cánh bên phía đối diện để
ép chặt thiết bị vào thành giếng khoan.
Việc đóng mở thiết bị cũng đợc điều khiển từ mặt đất, các hoạt động thờng đợc
kiểm soát bởi các van có thể
đóng mở lặp đi lặp lại không
hạn chế số lần.
Các phép thử bao gồm
thử sơ bộ lấy 20 cm
3
mẫu
chất lu mỗi lần. Trong lúc lấy
mẫu cũng là lúc đo sự thay đổi
áp suất. Sau mỗi lần kết thúc
thử nh vậy thì lấy các mẫu
chất lu có thể tích 3.78 và 10.4
lít dùng để phân tích thành phần
chất lu. Hình 9.9 thể hiện ảnh
chụp một đoạn của thiết bị đo

thử vỉa lặp lại (RFT) ở thế đóng
(a) và mở (b) các cánh gạt và
cánh lấy mẫu thử.
Hình 9.10 mô tả sơ đồ
nguyên tắc của thiết bị RFT.
Thiết bị có hai buồng thử có thể
tích mỗi buồng 10 cm
3
, chất lu
trong vỉa đợc hút vào buồng
H
ình 9.8. Một thí dụ đờng biểu diễn
thay đổi áp suất theo thời gian bằng FIT
Kiểm tra
trên mặt
Ghi áp suất
Hoạt động
của cần
Thời điểm
nổ
á
p suất
H
ình 9.9. Thiết bị đo thử vỉa lặp lại (RFT)
a) Cánh khép; b) Cánh mở
ố
ng
Càn
g
lấ

y
mẫu
Càn
g
chốn
g
va quệt
Pitton của
cánh ép

255
thứ nhất với lu lợng q
1
= 37
cm
3
/phút; buồng thứ hai có q
2
= 75
cm
3
/phút. Đúng vào thời điểm đầy
buồng thứ nhất thì một triger làm
việc tự động mở van để hút chất lu
chảy vào buồng thứ hai với lu
lợng gấp 2.027 lần
(1)
.
Sự hồi phục áp suất đầu tiên
sẽ diễn ra rõ ràng sau mỗi lần thử.

Nếu một hoặc cả hai buồng sau đó
vẫn đợc tiếp tục làm dầy thì sự
tăng áp thứ hai có thể diễn ra.
Hình 9.11 mô tả đồ thị biểu
diễn thay đổi áp suất theo thời gian.
Đồ thị này đợc ghi tơng tự (hoặc
khi số sau khi hiển thị) trong quá
trình thử sơ bộ.
Khi mở buồng thứ nhất dòng
q
1
trong thời gian t, có giá trị 37
cm
3
/phút và đờng đồ thị thể hiện
chênh sụt áo

P
1
, liền sau đó trong
khoảng thời gian (t
2
t
1
), dòng
chảy với lu lợng q
2
= 75
cm
3

/phút thì tơng ứng

P
2
.
Sau khi buồng thứ hai chất đầy chất lu thì áp suất tổng hệ đo hồi phụ nhanh để
bằng áp suất vỉa P
f
.
Mỗi phép thử
sơ bộ chỉ kéo dài
trong khoảng thời gian
từ 30 đến 35 giây. Kết
thúc mỗi phép thử nh
vậy, van đối áp (xem
sơ đồ hình 9.10) lại
đợc mở, trong lòng
thiết bị RFT lại có áp
suất thuỷ tĩnh P
m
của
cột dung dịch (P
m

P
f
). Trớc khi tiến
hành vòng đo thử sơ
bộ mới, van đối áp lại
đợc đóng lại.

1. Các máy của Schlumberger phổ biến làm việc với q
1
= 60 cm
3
/phút; q
2
= 150 cm
3
/phút thì tỷ số này là 2.5 lần
H
ình 9.10. Sơ đồ nguyên tắc của thiết bị RFT
Thành hệ
ống dẫn
Buồng thử N
0
1
Buồng thử N
0
2
Van đối áp
Van khoá bình đựng mẫu
Bình đựng mẫu N
0
1 Bình đựng mẫu N
0
2
ống dẫn
H

ình 9.11. Thay đổi áp suất trong quá trình thử vỉa
(
theo Schlumber
g
er
)
Lu lợng
Ngừng thử
á
p suất vỉa
á
p suất
á
p suất
thuỷ tĩnh

256
Phép thử đợc lặp lại nhiều lần
tại một vị trí đợc chọn ở các vỉa đá
có độ thấm và độ rỗng cao. Trớc khi
đa thiết bị lên mặt đất các van kín
vào các thùng đựng mẫu đợc đóng
lại để bảo quản mẫu chất lỏng hoặc
chất khí.
Hình 9.12 là một thí dụ đo thử
vỉa bằng thiết bị RFT.
Các kết quả đo thử vỉa qua cáp
đợc sử dụng:
1. Dự báo hoặc xác nhận khả
năng khai thác của đá chứa dựa vào

mẫu chất lu và phân tích số đo áp
suất.
2. Tính toán một số đặc tính
của chất lu nh:
- Mật độ (tỷ trọng của dầu thô)
- Tỷ số khí/dầu (GOR) bằng
cách sử dụng các bản chuẩn thực
nghiệm (hình 9.13) nh là sự phụ
thuộc hàm số của thể tích thu đợc
trong thử vỉa
- Tỷ phần nớc, bằng tỷ số thể
tích nớc vỉa chia cho tổng thể tích
của dầu và nớc trong vỉa
3. Đánh giá áp suất lỗ rỗng (áp
suất vỉa) bằng cách dựng các đồ thị
chuyên dụng kiểu hàm số Horner







+
=
t
tt
fP
K

4. Xác định các tham số vỉa
chứa: (a) chỉ số khai thác; (b) độ thấm
5. Xác định mặt ranh giới dầu/nớc, khí/nớc trên cơ sở đo áp suất vỉa theo
chiều sâu. Trong phần địa tầng chứa nớc, dầu hay khí có gradien áp suất riêng. Vị trí
các mặt ranh giới có thể nhận ra ở các đờng xu thế áp suất bị gy khúc (gradien áp
suất thay đổi đột ngột) nh hình 9.14.
H
ình 9.12. Đo ghi thay đổi áp suất theo thời
gian bằng thiết bị đo thử vỉa RFT
á
p suất
áp suất

257
6. Liên kết giữa các giếng khoan. Việc liên kết đợc thực hiện trên nguyên lý
hai giếng khoan cùng xuyên qua một vỉa chứa thì áp suất vỉa đo đợc ở hai giếng của
vỉa này phải bằng nhau nếu không bị các đứt gy kiến tạo cắt qua.

H
ình 9.13. Bản chuẩn thực nghiệm phân tích dùng để tính GOR
(theo Schlumberger)
Fiit khối
Đ
ới khí
Đ
ới nớc
Đ
ới dầu
Lợng thu hồi dầu tính bằng cm
3
Lợng thu hồi khí
ở điều kiện trên mặt
H
ình 9.14. Xác định ranh giới khí/dầu và dầu/nớc theo s
ố

đo áp suất vỉa
khí
Dầu
Nớc

G/o
O/w
Chiều sâu tu
yệ
t đối
(
m
)

á
p suất tính bằng kg/cm
2


258
Tài liệu tham khảo chính

- Daev D.S (1965). Diagraphie diélectricque par induction. Geol. J
Razved. N
0
11.p.110-119. Trad IFP russe N
0
546.fev.1967.
- Desbrandes R. (1968) Théorie et interprétation des diagraphies. Ed.
Technip. Paris.
- Desbrandes R. (1985) Encyclopedia of Well-logging. Ed. Technip.
Paris.
- Negut. A. (1977) Geofizica de sonda Institytal de petrol gaze Ai
geologie din Bucarest (Rumania)
- Nguyen Van Phon (1977) Contributii la interpretarea diagrfiei de

rezistrivitate in geofizica de sonda (Teza de doctorat) Universitatea din
Bucaresti.
- Nguyễn Văn Phơn (1982) Phơng pháp tổng quát khi giải bài toán tìm
phân bố trờng của dòng không đổi trong môi trờng héterogen. Tuyển tập
CTKH, Đại học Mỏ - Địa chất (1980-1981) trang 104-107. Hà Nội.
- Nguyễn Văn Phơn (1998). Sự hình thành đới ngấm quanh giếng khoan
và hiện tợng điện trở suất thấp trong vỉa sản phẩm. Tạp chí dầu khí số 3/1998,
trang 6-10.
- Nguyễn Văn Phơn (2000) 50 năm bài toán mô hình độ dẫn của đá cát sét
và cái nhìn sâu hơn. Tạp chí Dầu khí số 4+5/2000 trang 42-46.
- Sabba S. Stefanescu (1950). Modeles theoriques de milieux héterogènes
pour les mrthodes de prospection electricque à courante stationaires. Com. Geol.
Studii Technice si Economice. Scrie D. N
0
2. Bue.
- Schlumberger (1970) Fundamentals of Aipmeter Interpretation. New
York N.Y. 10017
- Serra O. (1979) Diagraphies différées. Pau.
- Serra O. (1984) Fundamentals of Well-log Interpretation T.1, the
acquisition of logging data. Amsterdam Oxford New York Tokyo. Pau.
- Van Phon N. et Babskow A. (1977) Une application de la théorie des
milieux hétérogenes Alpha dans (interprétaion des diagraphies électriques des
sondages). Revue Roumaine de geologie geoph. et geograph. Tome 21. N. 1 pp.
83-104.
- Westaway R. (1991) Production logging course. Wireline measurements
in cased hole. Vol.1.
- .. (1938).
.
- .. (1967).
ôằ .

- .. (1972).
. . ôằ .
- .. (1975).
ôằ
- .. . (1986). ôằ


259
- Дъяконов Д.И и друг. (1984). Общий курс геофизических
исследований скважин. Учебник для вузов 2
е
изд перераб «Недра» Москва.
- Комаров С.Г. (1973). Геофизические методы исследования скважин
«Недра» Москва.
- Геофизические методы исследования скважин. Справочник
геофизика «Недра» Москва (1983).
- Юровский Ю.М. (1970). Разрешающая способность газового
каротажа 2
е
изд Москва «Недра».
-
Кауфман А.А. (1965). Теория Индукционного каротажа Новосибирск
«Недра».
- Фок В.А. (1933). Теория каротажа. ГТТИ Москва.

260
Tên
khoáng vật
Công thức
hoá học

Ghi chú
Phụ lục 1.1a, b. Các đặc trng địa vật lý của những khoáng vật
phổ biến trong đá trầm tích
Phụ lục 1.1a

261

262

C«ng thøc
ho¸ häc

Tªn
kho¸ng vËt

Ghi chó
Phô lôc 1.1b

263
Phụ lục 2: các ký hiệu viết tắt

Ký hiệu
sử dụng
Theo chuẩn
SPWA
Nội dung, ý nghĩa vật lý Đơn vị, hệ thức liên quan
a a Hoạt tính điện hoá Mol/l
a K
R
Hệ số trong công thức Archie

F=
m
a


A A Trọng lợng nguyên tử
đơn vị khối lợng nguyên
tử
A A
Hoạt độ gamma do chiếu xạ
nơtron
xg/s
C
C,


Độ dẫn điện mmho/m; mS/m
C
P
B
CP
Hệ số hiệu chỉnh nén ép trong
Sonic log

Scor
= C
P

S
D

i
D
i
Đờng kính đới ngấm ft; m
d d Đờng kính giếng in.
E E Cờng độ điện trờng E=jR
eV

eV Electron Vol 1.602.10
-19
J
F F Yếu tố thành hệ, tham số độ rỗng
W
o
R
R
F =

G, J G
P
Tham số giả hình học
GR GR Gmma ray - độ phát xạ tự nhiên API
h h Chiều dày vỉa ft; m
HI IH Chỉ số hydro
I

I Chỉ số
I
R
Chỉ số tăng điện trở

o
t
R
R
R
I =

K
DA
K
e
Hệ số điện hoá SP E
e
=K
e
log(a
w
/a
mf
)
k k Độ thấm tuyệt đối mD
k Hằng số Boltzman 1.380.10
-23
J/K
L; l L Chiều dài, chiều dài hệ điện cực ft; m; in.
m m Độ gắn kết xi măng của đá
F=
m
a

m
e
m
e
Khối lợng tĩnh của electron 9.109.10
-31
kg
m
p
m
p
Khối lợng tĩnh của proton 1.672.10
-27
kg
m
n
Khối lợng tĩnh của neutron 1.675.10
-27
kg
n n Số mũ bo hoà
t
W
n
W
R
FR
S =

p c Độ khoáng hoá, độ mặn g/g; ppm

P P
áp suất
PSI; kg/cm
2
; at.
P
e
P
e
Tiết diện của quang điện tử barn/electron
Q
V
Q Lu lợng thấm cm
3
/s; lit/s
q f
sh
Hàm lợng sét xâm tán %
R

R Điện trở suất
m

264
R R Hệ số phản xạ sóng âm
1122
1122
21

vv
vv
R
+

=


R R Hằng số khí 8.314 J (mol.K)
r r Bán kính giếng in.; mm
r r Trở kháng âm học
r=v


S S Độ bo hoà %
T T Nhiệt độ

C;

F
t t Thời gian sec; min; ngđ
U V Điện thế V; mV
v v Tốc độ m/s; ft/s
V V Thể tích cc; m
3
; ft
3
;
Z Z Nguyên tử số

, G
Gradien địa nhiệt độ/m; độ/km

SP
Tham số rút gọn trong SP
, , , , Các tia phóng xạ , và





Độ rỗng %; pu


Tiết diện bất giữ đối với nơtron barn
t
Thời gian lan truyền của sóng âm
às/ft; às/m

Góc nghiêng của trục giếng độ

Hệ số bất đẳng hớng
//
R
R

=


(rhô)

Mật độ g/cc



(sigma)
Tiết diện bắt giữ vĩ mô của môi
Trờng đối với nơtron nhiệt
c.u.
h
Hằng số Planck 6.626.10
-34
J.s



dN
Tuổi thọ của nơtron
à
s


265
Phụ lục 3: tra cứu theo trang in


á
p kế CO
2
214
áp suất lỗ rỗng (áp suất vỉa) 226

Khí nông - khí sâu 205,
212
Đá chứa 10
Đơn vị đo độ phóng xạ 114
Đồng vị phóng xạ tự nhiên 112
Đồng vị phóng xạ 142
Độ bo hoà 18
Độ dẫn điện điện tử 12
Độ dẫn điện ion 12
Độ dẫn điện 12
Độ dẫn điện 12
Độ khoáng hoá 13
Độ nén ép của đá sét 188
Độ nhớt 203
Độ rỗng hiệu dụng 12
Độ rỗng thông nối, độ rỗng hở 11
Độ rỗng tiềm năng 12
Độ rỗng, độ rỗng toàn phần 11
Độ thấm hiệu dụng và độ thấm tơng đối
26, 27
Độ thấm 23
Đờng zero trên biểu đồ SP 103
Đới nguyên 34
Điện trở suất biểu kiến 53
Điện trở suất 12
Đo biến thiên mật độ VDL 199
Định luật Darcy 23, 202
Định luật Descartc 176
Alkane nhẹ 222
Archie 16, 18

Arps 15
Avogadro 120
Bó sát (khuyết) chu kỳ 190
BHC 183
Bớc sóng 171
Biểu thức Nerst 95
Các detector khí 207
Các trạng thái của hydrocacbon 204
Carota khí 201
CBL 194
CEC 15
Cờng độ điện trờng 59
Chỉ số bo hoà khi ở đáy giếng 219
Chỉ số hydro biểu kiến 158
Chỉ số hydro 154
Chỉ số tăng điện trở 19
Chromatologger 210
Chu kỳ T 171
Chuẩn khắc độ nơtron 153
Chuẩn khắc độ 139
Darcy 24
Detector ion hoá (FID) 208
Detector 126
d-exponent 222
EMP 89
Filamen 207
Filtrat 35, 47
Góc cắm (góc dốc) 232
Góc dốc, góc cắm 91
Góc nghiêng, góc phơng vị của trục

giếng 230
Gamma tán xạ 135
Geoservice 209
Giả thế 48
GR 125,
126
Hằng số điện môi 88
Hàm Bessel 51
Hàm McDonald 49
Hiện tợng giao thoa 178

266
Hiệu ớng quang điện 115
Hiệu ứng campton 117
Hiệu ứng Delaware 70, 71
Hiệu ứng Skin 84
Hiệu ứng tạo cấp 118
Hệ điện cực gradien 45
Hệ điện cực thế 45
Hệ điện cực 43, 44
Hệ số tiền dẫn 48
Hệ số a 17, 18
Hệ số bất đẳng hớng 13
Hệ số gắn kết m 17, 18
Hệ số hội tụ n 66, 67
Hệ số hấp thụ 118
Hệ số lệch tâm 36
Hệ số phân cực kích thích 110
Hệ số phản xạ 171,
192

Hệ số Poision 174
Hệ thiết bị đo 30
Hoạt tính gamma kích hoạt 168
Hoạt tính phóng xạ tự nhiên 113
Horner 243,
256
Humble 17
Hyùnh quang mẫu mùn khoan 212
Induction Log 78
Kerogen 215
Khuếch tán phóng xạ 167
Khí H
2
S 210
Lalerolog 65
Lấy mẫu đá thành giếng (RCOR) 251
Liên kết lát cắt 93
Lu chất 10
Lu lợng 28
Luterolog kép 67
Máy giếng 34
Môi trờng alpha 48
Mao dẫn 24, 26
Master Log
208,215, 216
Matrix 8
Mật độ electron 119
Mật độ tuần hoàn tơng đơng 224
Microlaterolog 71
Microlog 62

Microsol 212
Mùn khoan 211
Modul đàn hồi khối 174,
184
Modul kéo 174
Modul Young 173
Năng lợng của các nơtron 121
Nơtron gamma 145
Nơtron nơtron 150
Nguyên lý Huygen 176
Nguyên lý tơng hỗ 46
Nhiệt kế điện 246
Ni hệ điện cực 62
Phân cực kích thích PP 106
Phân tích hàm lợng cacbonat 214
Phơng trình Helmholz 75
Phơng trình Maxwell 73
Phơng trình tốc độ trung bình Wyllie
187
Phản xạ và khúc xạ sóng âm 176
Phổ gamma tự nhiên 129
Phóng tán xạ compton 130
Phóng xạ nhân tạo 115
Phóng xạ tự nhiên 112
Proximity Log 72
Rock Eval 214
Sắc kỷ khí 202
Sóng âm 171
Sóng dọc và sóng ngang 179
Sóng ống (Stoneley Wave) 172

Sóng nén sóng dọc P 171
Sét cấu trúc 23
Sét nén, sét xâm tán, bột sét 8
Sét 8
Số clarke 112
Số mũ bo hoà 19
Số sóng 77
Silicagene, Squalane 209
SP 94
Tách khí 206
Tán xạ compton 136
Tạo cặp 136
Tần số 171
Tốc độ kéo cáp 38
Tốc độ sóng âm 173
Tốc độ trung bình 175

267
Thời gian chết của hệ đếm 124
Thẩm tách điện 108
Thế zeta 108
Thế điện động lực 94
Thế điện hoá 94
Thế điện oxy hoá - khử 100
Thế hấp phụ 96
Thế khuếch tán hấp phụ 98
Thế khuếch tán 95
Thế thấm lọc 99
Thử vỉa (FT) 251
Thử vỉa lặp lại (RFT) 254

Thử vỉa phân tầng (FIT) 253
Tiết diện bắt giữ nơtrơn 160
Trở kháng âm học 177
Trờng nhiệt độ trong giếng khoan 242
Tỷ số khử 221
Tỷ số tiềm năng PSS 218
Tích luỹ thời gian 191
Tín hiệu sóng âm 172
Va chạm đàn hồi 122
Vacuum Mud Still (VCM) 217
Vector Hertz 74
Xác suất gặp sai số 125
Xung nơtron 159
Yếu tố thành hệ 16
Yếu tốt giả hình học 69, 80
Zond đo dài 180
Zond 30


268
Phụ lục 4: Chuyển đổi và sử dụng tơng đơng







Đ
ộ sâu Nhiệt độ

á
p
suất
Trọn
g
lợn
g

r
iên
g
của dung dịch
Tơng đơng gradien áp suất (psi/ft)