LÝ THUYẾT về địa vật lý NGHIÊN cứu GIẾNG KHOAN

LÝ THUYẾT VỀ ĐỊA VẬT LÝ NGHIÊN CỨU
GIẾNG KHOAN
CHƯƠNG I: CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN
1-Đòa vật lý nghiên cứu giếng khoan:
*Đòa vật lý nghiên cứu giếng khoan là một lónh vực của ngành đòa vật lý, bao gồm những
phương pháp vật lý, sử dụng để nghiên cứu lát cắt đòa chất mà giếng khoan đi qua từ đó có
thể phát hiện và đánh giá trữ lượng khoáng sản, thu thập những thông tin về vùng mỏ khai
thác và trạng thái giếng khoan.
*Hiện nay có rất nhiều phương pháp đòa vật lý khác nhau, theo bản chất ta có thể chia ra
thành những nhóm như sau:
-Phương pháp điện trường
-Phương pháp phóng xạ
-Phương pháp sóng siêu âm
-Phương pháp nhiệt

-Phương pháp cơ lý
-Phương pháp từ trường
-Phương pháp chụp ảnh
-Phương pháp đòa hóa

*Bản chất của những phương pháp trên là đo dọc theo thành giếng khoan để ghi một vài
thông số, những thông số này đặc trưng cho một hay vài tính chất vật lý của đất đá mà
giếng đã đi qua.

2-Độ rỗng:(porosity)
*Đất đá được hình thành từ 3 pha: pha rắn, pha lỏng và pha khí. Một phần thể tích của đất
đá được cấu thành từ pha rắn, không gian phần còn lại được lấp đầy bởi những pha khác
(pha lỏng , pha khí).
*Thể tích Vr của đất đá không thuộc pha rắn ở trạng thái khô xác đònh, thể tích đó được
gọi là thể tích rỗng.
*Thể tích rỗng được cấu thành từ những phần không gian khác nhau gọi là lổ hổng.Các lổ

hổng có nguồn gốc, hình dáng, kích thước và mối liên hệ giữa chúng khác nhau.
*Tỷ số giữa thể tích không gian rỗng Vr và thể tích của đất đá Vđđ được gọi là độ rỗng, ký
hiệu là Φ.
1


Φ = Vr/Vđđ
*Độ rỗng đất đá phụ thuộc vào nhiều yếu tố khác nhau như:
-Cấu trúc, đường kính hạt
-Các hoạt động thứ sinh diễn ra trong đất đá
-Hoạt động kiến tạo
-p suất nén lên trên đất đá…

*Phân loại độ rỗng
a/Theo nguồn gốc hình thành
Độ rỗng nguyên sinh(primary porosity):Xuất hiện khi đất đá được hình thành và bò thay đổi
về độ lớn, hình dáng do quá trình nén ép của các lớp đất đá bên trên, quá trình xi măng
hóa và sự biến chất của đất đá.
Độ rỗng thứ sinh(secondary porosity):Các hang hốc, khe nứt trong đất đá được tạo thành do
quá trình hoà tan, phong hoá, tinh thể hoá, kết tinh, đolomit hoá đá vôi, quá trình kiến tạo
và hoá sinh.
b/Theo mối liên hệ thuỷ động lực giữa các lổ hổng:
Độ rỗng mở(opend porosity): Là độ rỗng của các lổ hổng có mối liên thông với nhau.
Độ rỗng kín(closed porosity): Là độ rỗng của các lổ hổng không có mối liên thông với
nhau.
Độ rỗng chung(total porosity):Là tổng của độ rỗng kín và độ rỗng mở
Độ rỗng hiệu dụng(effective porosity):Là thể tích lớn nhất của lổ hổng chứa nước, dầu, khí
mà ở đó nước dầu, khí nằm ở trạng thái tự do.
3-Độ thấm(permeability)
Khả năng của đất đá trong tự nhiên truyền dẫn chất lỏng, khí hoặc hỗn hợp chất lỏng và

khí đi qua nó dưới tác dụng của gradient áp suất ∆p/l được gọi là tính chất thấm của đất đá.
Giả sử có một lượng Q chất lỏng, khí hoặc hỗn hợp chất lỏng và khí đi qua đất đá, có tiết
diện F, dưới tác dụng gradient áp suất ∆p/l, chất đi qua có độ nhớt là µ.
Ta có:

2


∆p x F
Q= Ka ----------µ xl
Ka - được gọi là hệ số độ thấm, có đơn vò là D (Darcy)
với Q (cc/sec), ∆p (atm), l (cm), F (cm2)
Độ thấm tuyệt đối(absolute permeability):Là độ thấm khi khí khô hoặc chất lỏng một thành
phần đi qua đất đá.
Độ thấm pha của khí, dầu, nước:Khi hỗn hợp(khí-dầu, khí-nước, dầu-nước hoặc khí-dầunước) đi qua đất đá, độ thấm đo được cho từng loại khí, dầu, nước riêng biệt được gọi là độ
thấm pha của khí, dầu, nước.
Độ thấm tương đối của khí, dầu, nước:Là tỷ số giữa độ thấm pha của khí, dầu, nước với độ
thấm tuyệt đối.
Ktđ(khí)=K(khí)/Ka, Ktđ(dầu)=K(dầu)/Ka Ktđ(nước)=K(nước/Ka)
4/Độ sét đất đá trầm tích(Vshale):
*Là bản chất của đất đá khi chứa các hạt có đường kính nhỏ hơn 0.01 mm, có khi nhỏ hơn
0.001mm hoặc 0.002mm và 0.005mm. Các hạt có kích thước bé sẽ ảnh hưởng đặc biệt đến
tính chất của đất đá trầm tích.
*Các hạt sét là những khoáng vật sét thuộc nhóm kaolinite, montmorillonite, illite có
đường kính thông thường nhỏ hơn 0.005mm,mảnh vụn thạch anh, fenspat, khoáng vật nặng,
carbonate, pirite và các loại khoáng vật khác.
5/Mật độ đất đá(density):
Khối lượng đất đá xác đònh trên một đơn vò thể tích, giá trò đó được gọi là mật độ, ký hiệu
là ρ, đơn vò là g/cm3.
6/Mẫu đất đá(core sample): có 3 loại

Mẫu vụn(cutting core):Thu được trong quá trình khoan.
Mẫu sườn(sidewall core):Lấy dọc theo thành giếng khoan.
Mẫu khối:Lấy theo giếng khoan.
7/Dung dòch khoan(drilling mud): có 2 loại
Dung dòch khoan gốc dầu(oil base mud)
Dung dòch khoan gốc nước(water base mud): bao gồm hỗn hợp sét nước và vài loại hợp
chất khác.
3


*Vai trò của dung dòch khoan:-Giữ cân bằng áp suất giữa cột dung dòch khoan và áp suất
vỉa. Làm nguội choàng khoan….
8/Giếng khoan và trạng thái giếng khoan khi sử dụng dung dòch khoan gốc nước
*Giếng khoan là đối tượng nghiên cứu của đòa vật lý giếng khoan, giếng khoan có thể
khoan thẳng đứng hoặc khoan nghiêng tuỳ theo mục đích và đối tượng đòa chất nghiên cứu.
*Do áp suất của cột dung dòch giếng khoan lớn hơn áp suất vỉa nên nước của dung dòch
khoan ngấm vào trong đất đá có độ thấm tốt (cát, đá vôi),nước dung dòch khoan đẩy toàn
bộ chất lưu trong vỉa và chiếm chổ hoàn toàn tạo thành đới ngấm hoàn toàn. Bên cạnh của
đới ngấm hoàn toàn là đới chuyển tiếp được tạo thành một phần do nước của dung dòch
khoan ngấm từ đới ngấm hoàn toàn và một phần của chất lưu trong vỉa, phần còn lại của
vỉa không bò nước của dung dòch khoan xâm nhập gọi là đới nguyên.
*Trong quá trình ngấm, nước của dung dòch khoan vào trong vỉa, sét của dung dòch khoan
bò giữ lại ở thành giếng khoan tạo thành một lớp bùn sét (mud cake), vì vậy đối với những
vỉa có độ thấm tốt ta thường quan sát thấy hiện tượng đường kính của giếng khoan nhỏ hơn
đường kính của choàng khoan (mũi khoan) .
9/Bài tập:
Tính mật độ tự nhiên của một vỉa cát chứa dầu, biết rằng độ rỗng chung là 35% độ sét
15%, độ rỗng của sét 35%, nước trong sét có tỷ trọng 1g/cm3, dầu có tỷ trọng 0.8g/cm3,
mật độ khung của cát 2.68g/cm3, sét 2.7g/cm3, Sw = 50%.

CHƯƠNG II:PHƯƠNG PHÁP ĐIỆN NGHIÊN CỨU GIẾNG KHOAN
Phương pháp điện nghiên cứu giếng khoan bao gồm:
1-P/ pháp đo điện trở đất đá dưới tác dụng nguồn điện nhân tạo.
2-Phương pháp đo điện thế phân cực tự nhiên trong đất đá.
3-Phương pháp cảm ứng điện từ.
BÀI I. PHƯƠNG PHÁP ĐO ĐIỆN TRỞ ĐẤT ĐÁ DƯỚI TÁC DỤNG NGUỒN ĐIỆN
NHÂN TẠO
* Phương pháp đo điện trở đất đá dưới tác dụng nguồn điện nhân tạo là phương pháp sử
dụng nguồn điện phóng vào trong đất đá để đo điện trở suất riêng của đất đá.
Giả sử có một dây dẫn đồng chất có độ dài là l và tiết diện là S. Điện trở của dây dẫn có
thể được xác đònh như sau:

4


l
R = R ------S
Trong đó R là điện trở suất riêng của đất đá, có đơn vò là (Ω.m).
Điện trở suất riêng tỷ lệ nghòch với độ dẫn điện.
Điện trở suất riêng của vài loại đất đá và khoáng quặng:
-Anhydrite
: 107 - 1010
-Than đa ù
: 10 - 1016
-Canxite (CaCO3): 107 - 1014
-Antraxit (than không khói) : 10-3 - 1
-Thạch anh (SiO2): 1012 - 1014
-Pirite (FeS2)
: 10-4 - 10-1
-Feldspar

: 1011 - 1012
-Grafite (than chì)
: 10-6 - 10-4
-Mica
: 1014 - 1015
-Macnetite (Fe3O4)
: 10-4 - 10-2
-Dầu thô
: 109 - 1016
Hệ số thành hệ F
*Khi nghiên cứu sự phụ thuộc của điện trở từ độ rỗng (loại trừ ảnh hưởng của độ khoáng
hoá nước vỉa) thông thường người ta sử dụng giá trò tương đối của điện trở. Khi những lổ
hổng của đất đá được bão hòa 100% nước vỉa ta có:
Rt( 100%nước)
F = -----------------(1)
Rw
Rt - Điện trở của vỉa(đã bão hòa 100% nước vỉa)
Rw- Điện trở của nước vỉa
F- Thông số của độ rỗng hay hệ số thành hệ (Formation factor).
*Bằng thực nghiệm người ta đã đưa ra sự tương quan giữa F và Φ như sau:
a
F = -------(2)
m
Φ

a- Hệ số thông của đất đá

(permeability factor, cementation factor).
m- Hệ số kết dính phụ thuộc vào thành phần xi măng có trong
đất đá (cementation exponent).

*Ở mỗi vùng đều có giá trò a, m khác nhau phụ thuộc vào thành phần, tính chất của đất đá
ở vùng đó. a, m được xác đònh trong phòng thí nghiệm. Thông thường a =1 và m = 2
Hệ số tăng điện trở Q
*Để nghiên cứu sự ảnh hưởng của độ bão hòa dầu lên điện trở, người ta sử dụng tỷ số giữa
điện trở của vỉa chứa dầu Rt(dầu) hay khí Rt(khí) và điện trở của chính vỉa đó được bão
hòa 100% nước Rt(nước).

5


Rt(dầu,khí)
Q = ------------------Rt(100%nước)

(3)

*Tỷ số đó (Q) được gọi là hệ số tăng điện trở (resistivity index)
*Đối với vỉa dầu hay khí thì giá trò Q chỉ rằng vỉa chứa bao nhiêu phần trăm dầu và khí thì
Q tăng lên bấy nhiêu lần so với vỉa nước.
*Bằng thực nghiệm người ta đã thiết lập mối quan hệ như sau:
1
1
Q = ----------- hoặc Q = -------------Swn
(1-Shydro.)n

(4)

n-Hệ số bão hòa (saturation exponent). Cũng giống như a,m hệ số n đặc trưng cho từng
loại đất đá và cũng được xác đònh trong phòng thí nghiệm.
Khi vỉa có nhiều sét n < 1.5, thông thường n=2.
Công thức Archie

Từ 1, 2, 3, 4 ta có:

Từ 5 và 6 suy ra:

1
Rt(dầu,khí)
Q = --------- = ---------------Swn
Rt(100%nước)
a.Rw
Rt(100%nước) = F.Rw = ---------Φm

(5)

(6)

a.Rw
Sw = ------------------Rt(dầu,khí)* Φ m
n

Công thức trên gọi là công thức Archie dùng cho vỉa cát sạch
Với a = 1, m = n =2 ta có:

Sw =

Rw
---------------Rt . Φ 2

6

*Thiết bò đo điện nhân tạo đơn giản được cấu tạo từ 4 điện cực A, B, M, N, điện cực B
nằm trên mặt đất, A, M, N nằm ở thiết bò đo được thả theo giếng.
*Điện cực A, B để phóng ra nguồn điện. M, N để đo hiệu điện thế giữa hai điểm của giếng
khoan ở thời điểm dòng điện đi qua.Khi di chuyển máy đo dọc theo thành giếng khoan thì
hiệu điện thế được ghi bởi M, N sẽ thay đổi phụ thuộc vào điện trở suất của đất đá xung
quanh. Ta có :
∆U
R = K ----------I
R
∆U
I
K

-Điện trở suất của đất đá.
- Hiệu điện thế giữa hai cực M, N.
- Cường độ dòng điện đi qua.
- Hệ số đặc trưng của máy (phụ thuộc vào khoảng cách
M, N)

B

A
M

Hình 2.2

N
Các dạng bố trí điện cực
*Các điện cực được sắp xếp theo những qui luật nhất đònh và mỗi cách sắp xếp có tên gọi
khác nhau, các điện cực này còn được gọi là dôn (sonde).

.Điện cực thế hay dôn thế (Normal):Là điện cực mà khoảng cách giữa hai cặp điện cực
cùng loại A,B hoặc M,N lớn hơn khoảng cách từ một trong hai điện cực đó đến điện cực
không cùng cặp gần nhất.
.Điện cực gradient hay dôn gradient(Lateral):Là điện cực mà khoảng cách giữa một cặp
điện cực cùng loại nhỏ hơn khoảng cách từ một trong hai điện cực cùng loại đến điện cực
khác gần nhất.

7


*Trong dôn thế khoảng cách AM được gọi là độ dài của dôn. Điểm ghi là điểm giữa của
AM.
*Trong dôn gradient, độ dài của dôn là AO, O là điểm giữa của các cặp điện cực cùng loại
gần nhất.
Các phương pháp đo điện nhân tạo
Theo độ dài của dôn người ta chia làm 2 loại :
-Đo sườn
-Đo vi điện cực (Micro)
A-ĐO SƯỜN
a/ Đo sườn đònh hướng 7 điện cực:
Ao là điện cực trung tâm, 3 cặp điện cực bố trí đối xứng qua Ao là M1 và M2, M1’ và M2’,
A1 và A2
Nguyên lý: Ao, A1, A2 phóng ra dòng điện đònh hướng.
Dưới tác dụng của dòng điện không đổi Io được phóng ra bởi điện cực Ao, dòng điện đònh
hướng phóng ra từ điện cực đònh hướng A1 và A2 được điều chỉnh sao cho không phụ thuộc
từ điện trở của đất đá kế bên và điện trở của dung dòch trong giếng khoan, bảo đảm sự cân
bằng điện thế giữa các điện cực Ao, A1 và A2 .Điều kiện để điện thế giữa các điện cực
được cân bằng là hiệu điện thế giữa hai cặp điện cực ghi M1 M1’ và M2 M2’ bằng 0 dưới
sự thay đổi cường độ dòng điện đònh hướng. Nếu như dưới điện thế của điện cực Ao,A1,A2
là bằng nhau thì sẽ không có dòng điện chạy dọc theo giếng khoan và chỉ theo hướng vào

đất đá nghiên cứu.
Độ dài của dôn là O1O2. Điện trở biểu kiến được xác đònh như sau:
∆U
R = K -------Io
∆U - Hiệu điện thế giữa M1 hay M1’ và điện cực N xa nhất
b/Đo sườn đònh hướng 3 điện cực:
Bao gồm 3 điện cực hình trụ dài Ao,A1 và A2
Ao là điện cực trung tâm, hai điện cực đối xứng qua Ao là A1 và A2
Nguyên lý hoạt động cũng giống như 7 điện cực
Độ dài của dôn O1O2 , ∆U - Hiệu điện thế giữa 1 trong những điện cực phóng và điện cực
N xa nhất.
c/Đo sườn đònh hướng đôi DLL(Dual Laterolog):
*Đo sâu sườn LLD(Deep Laterolog):
Bao gồm 9 điện cực Ao, A1, A1’, A2, A2’, M1, M1’, M2, M2’
Nguyên lý hoạt động cũng như 7 điện cực
8


A1,A1’,A2,A2’ được nối với nhau và dùng để phóng ra dòng điện đònh hướng. Dòng này
sau khi đi qua đất đá sẽ bò uống cong và quay trở lại điện cực thu
*Đo nông LLS (Shallow Laterolog)
Cũng bao gồm 9 điện cực, nhưng khác với phương pháp đo sâu là điện cực A1 và A1’
phóng ra dòng điện đònh hướng còn A2,A2’ được sử dụng như là điện cực thu.
*Phương pháp đo sâu sườn LLD và đo nong LLS dùng để nghiên cứu:
-Điện trở thực của vỉa
-Điện trở của vùng thấm
-Đường kính vùng thấm
-Phân loại đất đá, ranh giới vỉa
B-ĐO VI ĐIỆN CỰC
a/Đo vi điện cực không đònh hướng ML(Microlog)

Gồm ba điện cực Ao, M1 và M2 được bố trí trên một đệm lót cao su dùng để chống lại sự
n ép của thành giếng khoan khi thiết bò tiếp xúc với thành giếng. Các điện cực này cách
nhau 1 inch
b/Đo vi điện cực đònh hướng MLL (MicroLaterolog)
Bao gồm điện cực nhỏ Ao bao quanh bởi 3 điện cực tròn A1,M1 và M2 được bố trí trên một
đệm lót cao su. Điện cực Ao phát ra dòng điện không đổi Io để duy trì hiệu điện thế bằng
0 giữa M1 và M2 khi A1 phóng ra dòng điện. Đối với lớp bùn sét có đường kính lớn hơn
3/8 in thì giá trò điện trở của MLL phải hiệu chỉnh.
Độ phân giải của MLL khoảng 1.7 in và độ sâu nghiên cứu từ 1 đến 2 in (1 in = 2,54cm)
c/Đo vi điện cực đònh hướng dạng cầu MSFL(Micro Spherically Focused Log).
*Phương pháp MSFL được thay thế cho ML và MLL từ khi được kết hợp đo một lượt với
các thiết bò khác như DLL.
Thiết bò đo bao gồm điện cực trung tâm Ao, điện cực phát A1, điện cực ghi Mo và hai điện
cực điều chỉnh điện thế (Monitor electrodes).
*So với MLL thì MSFL ít bò ảnh hưởng bởi chiều dày của lớp bùn sét vì vậy nó có thể đo
chính xác giá trò điện trở của đới ngấm hoàn toàn Rxo trong cả điều kiện vỉa có độ thấm
kém.
*Trong trường hợp lớp bùn sét có bề dày lớn hơn 1/2in, giá trò điện trở MSFL cần phải hiệu
chỉnh thông qua hai thông số là chiều dày (dmc) và điện trở của lớp bùn sét Rmc.

9


BÀI 2- PHƯƠNG PHÁP ĐO ĐIỆN THẾ PHÂN CỰC
TỰ NHIÊN TRONG ĐẤT ĐÁ
Gọi tắt là SP (Spontaneous potential)
SP là phương pháp nghiên cứu trường điện tỉnh trong giếng khoan, trường điện này được
tạo thành do các quá trình lý hóa diễn ra giữa mặt cắt giếng khoan với đất đá và giữa các
lớp đất đá có thành phần thạch học khác nhau.
Các quá trình lý hóa bao gồm:

1-Quá trình khuếch tán muối từ nước vỉa đến dung dòch giếng và ngược lại.
2-Quá trình hút các ion ở trên bề mặt của các tinh thể đất đá.
3-Quá trình thấm từ dung dòch giếng vào đất đá và nước vỉa vào giếng khoan.
4-Phản ứng ôxy hoá khử diễn ra trong đất đá và trên bề mặt tiếp xúc giữa đá với dung dòch
giếng khoan.
Khả năng của đất đá phân cực dưới tác dụng của quá trình lý hoá nói trên được gọi là hoạt
tính điện hóa tự nhiên.
Trong 4 quá trình trên, quá trình khuếch tán và hút ion đóng vai trò chính trong việc tạo
ra trường điện tự nhiên trong đất đá.
A/ QUÁ TRÌNH KHUẾCH TÁN (DISTRIBUTION)
VÀ HÚT ION
Gọi Sawater - là độ khoáng hóa của nước vỉa
Safluid độ khoáng hóa của dung dòch giếng khoan
+Do khác nhau về độ khoáng hóa và thành phần hóa học sẽ tạo
ra sức điện động khuếch tán được xác đònh bởi công thức:
ED = KDln (Sawater / Safluid)
K D - Hệ số sức điện động khuếch tán, phụ thuộc vào thành phần
hóa học của muối.
+Đối với nước vỉa và dung dòch giếng khoan có thành phần muối
đơn giản (NaCl)
ta có công thức: ED = KDlg (Rfluid / Rwater )
+Giả sử ở nhiệt độ 18oC, dung dòch NaCl ta có :
ED = -11.6lg (Rfluid / Rwater)
+Khi hai lớp đất đá tiếp xúc với nhau khác về thành phần thạch học hoặc giữa chất lỏng
với đất đá thì sẽ xuất hiện sức điện động:
ED = (KD + ADA)lg (Rfluid / Rwater)
10


ADA- Hoạt độ khuếch tán và hút các ion của đất đá

+Đối với lớp cát sạch tiếp xúc với sét sạch ta có:
Es max = -69.6lg (Rfluid / Rwater)
Es max - Biên độ tónh lớn nhất của SP
+Trong thực tế người ta không ghi được biên độ tónh mà ghi được biên độ tónh cộng với sự
hụt điện thế ở từng đoạn giếng khoan
∆USP = ISPRWELL = Esmax - ISP ( RT + RCL )
RT - Điện trở của vỉa RWELL - Điện trở của từng đoạn giếng khoan
RCL - Điện trở của sét;
ISP - Cường độ dòng điện
B-CÁC PHƯƠNG PHÁP CỦA SP:
a) Phương pháp SP thông dụng .
Gồm hai điện cực M và N, N cố đònh, M chạy dọc theo giếng khoan
∆USP = USP M − UCONST
Giá trò ∆USP phụ thuộc rất nhiều yếu tố khác nhau (môi trường, thiết bò) vì vậy khi sử dụng
cần phải hiệu chỉnh.
b)Phương pháp Gradient SP:
Hai điện cực M và N đều nằm trong giếng khoan và cách nhau 1m.
Phương pháp này dùng để nghiên cứu chi tiết mặt cắt giếng khoan và khi dòng điện nuôi
không ổn đònh.
c)Phương pháp đo bằng điện cực tự chọn
Gồm điện cực chính M để ghi và hai điện cực phụ N1 và N2, A1 và A2 là hai điện cực
nguồn.
Phương pháp này có tác dụng giảm ảnh hưởng độ dày của vỉa và điện trở của đất đá lên
∆USP nên được dùng để phân chia những vỉa sét và vỉa có độ thấm cao nằm giữa đất đá có
điện trở cao.
d)Phương pháp đo hiệu chỉnh SP.
Các phương pháp trên giá trò ∆USP ghi được cần phải hiệu chỉnh: độ dày vỉa, điện trở vỉa,
điện trở vùng thấm, đường kính giếng khoan và vùng thấm.Ở phương pháp đo hiệu chỉnh
SP có những điện cực đặc biệt, có khả năng tự điều chỉnh điện trường, điện cực M1N1 và
M2N2 giữ cho hiệu điện thế giữa chúng luôn luôn bằng không. có nghóa là giữa các điện

cực này không có dòng điện, vì vậy phương pháp này cho phép giảm tối đa những ảnh
hưởng lên giá trò ∆USP .
- Đơn vò ghi của SP là MV (Millivôl),
ỨNG DỤNG CHUNG:
P/ pháp SP khi kết hợp với các đường cong khác, người ta có thể:
-Nghiên cứu mặt cắt thạch học của giếng khoan;
-Liên kết lát cắt; Xác đònh vỉa sản phẩm
-Xác đònh độ khoáng hoá nước vỉa và nước dung dòch giếng khoan.
11


-Xác đònh độ sét, độ rỗng, độ thấm và độ bão hòa dầu trong đất đá.
BÀI 3- PHƯƠNG PHÁP ĐO CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ
TRONG ĐẤT ĐÁ(INDUCTION)
* Phương pháp cảm ứng điện từ là phương pháp đo trong giếng khoan điện thế của từ
trường thay đổi tạo ra bởi dòng điện xoáy, dòng điện này đi trong đất đá và được tạo ra bởi
cuộn dây nguồn.
*Phương pháp cảm ứng điện từ có thể sử dụng (đo) trong giếng khoan ngập nước dung
dòch, thậm chí trong cả giếng khoan dung dòch không dẫn điện như dầu, không khí hoặc khí
tự nhiên.
A-NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG
Thiết bò đo cảm ứng điện từ được cấu tạo bởi một nguồn cảm ứng và hệ thống mạch điện.
Nguồn cảm ứng được cấu tạo từ hai cuộn dây: cuộn nguồn và cuộn ghi, hai cuộn này được
đặt cách nhau bằng một thanh không dẫn điện.
Hệ thống mạch điện bảo đảm cho cuộn dây nguồn có một dòng điện thay đổi với tần số
cao 20 - 80 Hz, nhờ vậy ở cuộn dây ghi sẽ nhận được những tín hiệu mạnh và rõ. Dòng
điện thay đổi ở cuộn dây nguồn sẽ sinh ra từ trường thay đổi(H1), gây cảm ứng ở môi
trường xung quanh và tạo ra dòng điện xoáy.Trong môi trường đồng nhất, đường lực của
dòng điện này được hình dung là những vòng tròn với trục là trục giếng khoan(nếu trục
máy đo là trục giếng khoan).Dòng điện này lại một lần nữa sẽ tạo ra từ trường thay đổi H2

trong đất đá.

Phương pháp cảm ứng điện từ.( Tiếp theo)
Từ trường H1 và H2 sẽ cảm ứng lên cuộn ghi với sức điện động là E1 và E2. E1 là sức điện
động nhiễu sẽ bò loại bằng hệ thống bù của cuộn ghi. Như vậy chỉ còn lại sức điện động E2
ta có:
E2 = f(σđđ) = f (1/Rđđ)
Tín hiệu được ghi dọc theo giếng khoan là đường cong thay đổi của độ dẫn điện đất đá,giá
trò này σđđ là giá trò biểu kiến.Để có được giá trò thực ta cần hiệu chỉnh hiệu ứng phân bố
dao động điện từ trường và hệ số tắt dần
σđđ = E2 / Kgk
Trong thực tế để đo độ dẫn điện người ta sử dụng không những hai cuộn dây mà còn thêm
vào vài cuộn dây phụ
B-ĐƯỜNG CONG ID Hình vẽ
Đường cong ID bò ảnh hưởng: đường kính giếng khoan, độ dày vỉa và vùng thấm.
C-ỨNG DỤNG
12


Phương pháp cảm ứng điện từ được kết hợp với các đường cong khác để:
-Xác đònh vỉa sản phẩm.
-Xác đònh điện trở Rt của vỉa
-Xác đònh điện trở vùng thấm và đường kính vùng thấm.

BÀI III:CÁC PHƯƠNG PHÁP PHÓNG XẠ
Phương pháp đòa vật lý giếng khoan dựa trên quá trình phóng xạ (phóng xạ tự nhiên, phóng
xạ do bò kích) xảy ra ở các phần tử hạt nhân nguyên tử được gọi là phương pháp đòa vật lý
phóng xạ hay carota phóng xạ.
Hiện nay có rất nhiều phương pháp phóng xạ khác nhau, tuy nhiên chỉ có 3 phương pháp
sau đây là được sử dụng rộng rãi nhất:

1) Phương pháp Gamma Ray (GR) hay còn gọi là Gamma tự nhiên.
2) Phương pháp Gamma Gamma hay còn gọi là phương pháp mật độ (Density)
3) Phương pháp Neutron.
Những phương pháp này có thể được sử dụng trong giếng khoan đã và chưa chống ống.

A- PHƯƠNG PHÁP GAMMA TỰ NHIÊN
1-PHƯƠNG PHÁP GAMMA TỰ NHIÊN TỔNG
Là phương pháp đo hoạt độ Gamma tự nhiên trong đất đá .
Sự phân rã hạt nhân nguyên tử ở điều kiện tự nhiên( khi có phóng xạ) bao giờ cũng kèm
theo hiên tượng bức xạ
α, β, γ .Tất cả những bức xạ α, β, γ sẽ tác động vào môi trường chung quanh và chúng sẽ bò
hấp thụ một phần nào đó.
*Những tia α phần lớn kém bền vững có khả năng ion hóa cao. Dòng tia α này hầu như bò
hấp thụ bởi những lớp đất đá cực mỏng vài micromét.
*Dòng tia β có khả năng đâm xuyên cao hơn a và hầu như cũng bò hấp thụ bởi những lớp
đất đá có độ dày lớn hơn vài milimét.
13


*Dòng tia γ được xem là bức xạ điện từ sóng ngắn có tần số cao (giới hạn ranh giới của bức
xạ rengen cứng), được đo ở đơn vò MeV (Megaelectron Vol).
Nhờ vào khả năng đâm xuyên cao của bức xạ γ , nó có một ý nghóa thực tế khi nghiên cứu
mặt cắt giêng khoan(tia γ bò hấp thụ bởi lớp đất đá có độ dày gần 1mét), chính vì vậy mà
khi đo trong giếng khoan chống ống không ảnh hưởng đến giá trò đo.
Cường độ bức xạ của đất đá trong giếng khoan được ghi bởi một dụng cụ gọi là indicator γ
bức xạ được đặt trong máy đo.
Đơn vò đo của Gamma tự nhiên là Bq/g hay GAPI.
a- phương pháp gamma tự nhiên (tiếp theo)
Tuỳ theo mức độ phóng xạ tự nhiên của đất đá người ta chia đất đá ra làm ba loại:
-Đất đá có phóng xạ cao: (1-3 Bq/g)

.Sét bitum đen
.Muối kali
.Sét phiến
.Sét kết
.Fenspat kali
-Đất đá có phóng xạ trung bình: (0.1- 1 Bq/g)
.Thạch anh có chứa một ít fenspat
.Cát fenspat có kali
. Đá carbonat bò đolomit hoá
-Đất đá có phóng xạ thấp: (< 0.04 Bq/g)
.Muối natri .Thạch anh hạt to SiO2
.Anhydrit
.Vôi
.Cát
.Đolomit CaCO3MgCO3
.Than đá
.Thạch cao CaSO4.2H2O
Phương pháp Gamma tự nhiên được sử dụng để giải quyết các vấn đề sau:
-Phân tích thành phần thạch học của đất đá.
-Xác đònh sét lục nguyên và đá carbonat.
-Xác đònh hàm lượng sét chứa trong vỉa.
2-PHƯƠNG PHÁP GAMMA TỰ NHIÊN THÀNH PHẦN
Là phương pháp xác đònh thành phần các nguyên tố phóng xạ tự nhiên như K,U,Th.
Phương pháp này dùng để giải quyết mhững bài toán sau đây:
-Liên kết từng phần phân chia đất đá theo từng dạng thạch học khác nhau.
-Đánh giá các dạng của vỉa sét(loại sét) thành phần khoáng vật sét trong đất đá.
-Đánh giá thành phần hữu cơ trong sét kết

B- PHƯƠNG PHÁP GAMMA GAMMA (DENSITY)
14

1-NGUYÊN LÝ:
Dựa vào đặc tính tán xạ của γ bức xạ, xuất hiện khi kích thích lên đất đá một nguồn bức xạ
γ bên ngoài. Sự tác động giữa γ bức xạ và vật chất là việc tạo thành cặp điện tử pozitron,
hiệu ứng quang điện, hiệu ứng Compton.
*Cặp điện tử pozitron: tạo thành dưới tác động của g lượng tử (kvant)có năng lượng rất
lớn(5-10MeV) với hạt nhân nguyên tử, kết quả γ lượng tử mất đi và trong trường điện hạt
nhân cặp electron pozitron được tạo thành.
*Hiệu ứng quang điện:Diễn ra dưới sự hấp thụ γ lượng tử từ một trong những electron của
hạt nhân. Năng lượng γ lượng tử tạo thành ở năng lượng động electron,electron này quay
quanh hạt nhân. Thông thường thì ảnh hưởng của hiệu ứng quanh điện đối với vật chất rất
nhỏ.
*Hiệu ứng Compton:Khác với hiệu ứng quang điện g lượng tử không mất đi mà chỉ mất
một phần năng lượng cho một trong những electron của hạt nhân (trở thành cứng hơn ) và
thay đổi hướng chuyển động(tán xạ) .
Nếu gọi Ne là số lượng electron trong một đơn vò thể tích của vật chất ta có:
Ne = (NA Z ρ) / A
NA - Hằng số Avogaro = 6,02.1023 mol –1 ρ - Mật độ vật chất
Z - Số thứ tự nguyên tố trong thành phần vật chất
A- Khối lượng nguyên tử.
phương pháp gamma gamma (tiếp theo)
Từ công thức trên bằng phương pháp Gamma Gamma người ta có thể xác đònh được mật độ
của đất đá mà giếng khoan đi qua. Đơn vò đo của mật độ là g/cm 3 .
2-ĐƯỜNG CONG MẬT ĐỘ
Thông thường trên băng carota, đường cong mật độ được ghi kèm với đường bù mật độ,
đường cong bù mật độ chỉ ra mức độ tin cậy của giá trò mật độ đất đá đo được.
Liên hệ giữa độ rỗng đất đá và mật độ:
ρ đđk - ρ đđ
Φ = ------------ρ đđk - ρ c.l

ρ đđk - Mật độ đất đá khung, ρ đđ - Mật độ đất đá tự nhiên
ρ c.l - Mật độ chất lưu chứa trong đất đá
Cát : ρ đđk = 2.65 - 2.68 g/cm3
Đá vôi : ρ đđk = 2.70 - 2.72 g/cm3
Dolomit : ρ đđk = 2.85 g/cm3
Anhydrit : ρ đđk = 2.98 g/cm3
3-ỨNG DỤNG
15


Phương pháp Gamma Gamma (đường cong mật độ) được sử dụng rộng rãi để phân vỉa,
đánh giá thành phần thạch học, đánh giá độ rỗng, phát hiện vỉa khí, kiểm tra trạng thái
giếng khoan
C- PHƯƠNG PHÁP NEUTRON
1-NGUYÊN LÝ :Hạt neutron là những hạt không tích điện, không bò ion hóa bởi môi
trường xung quanh.Khối lượng của Neutron gần bằng khối lượng của Proton (1,66.10 -24 g),
ký hiệu 01 n, khối lượng bằng 1đơn vò và điện tích bằng không. Do không tích điện nên
Neutron không bò mất năng lượng khi tương tác với các electron tích điện và hạt nhân, bởi
vậy01 n có khả năng đâm xuyên cao. Năng lượng của Neutron đo ở MeV. Năng lượng của
Neutron biểu hiện ở vận tốc chuyển động V.
Theo năng lượng của Neutron, người ta chia làm 4 loại:
- Neutron nhanh 1-15 MeV - Neutron chậm (nhiệt) 10-0.1eV
- Neutron trung bình 1MeV-10eV - Neutron trên nhiệt 0.025eV
*Khi các hạt Neutron tương tác với các hạt nhân nguyên tử thì xảy ra hiện tượng tán xạ
Neutron hoặc bò bắt giử bởi hạt nhân. Sự tán xạ Neutron dẫn đến các hạt Neutron thay đổi
hướng chuyển động. Có hai loại tán xạ Neutron:
Tán xạ Neutron đàn hồi:Khi Neutron có năng lượng từ vài MeV đến 0.1eV
Tán xạ không đàn hồi: Diễn ra đối với các Neutron nhanh.
Trong đất đá khi các hạt Neutron tương tác với vật chất chứa nhiều nguyên tố H 2 thì sẽ làm
chậm các hạt Neutron. Nếu trong đất đá tồn tại một lượng nhỏ nước hay dầu(chứa nhiều

H2), sự chậm các hạt Neutron chủ yếu xảy ra ở nguyên tử H 2 .Khi nghiên cứu mặt cắt giếng
khoan bằng phương pháp Neutron, người ta phóng vào đất đá những hạt Neutron nhanh và
ghi bức xạ γ (xảy ra khi Neutron bò bắt giữ 11 H + 01 n = 21 H + γ ).Tùy theo cách ghi,người ta
phân làm 3 phương pháp sau:
-Phương pháp Neutron Gamma.
-Phương pháp Neutron Neutron nhiệt
-Phương pháp Neutron Neutron trên nhiệt
B-PHƯƠNG PHÁP NEUTRON GAMMA
a/Nguyên lý
Cường độ của γ bức xạ được ghi theo phương pháp Neutron Gamma gồm 3 phần:
1/ Xuất hiện do kết quả bắt giữ các hạt Neutron ở hạt nhân nguyên tử I nγ .
2/Gamma bức xạ của nguồn Neutron Iγγ, Gamma bức xạ này một phần tán xạ trong đất
đá, một phần được ghi bởi dụng cụ gọi là Indicator, để làm giảm cường độ các hạt Iγγ
người ta đặt một màng chì ngăn cách giữa nguồn phóng và Indicator.
3/Gamma tự nhiên Iγ .
Cường độ của Gamma bức xạ Neutron lớn hơn nhiều so với Gamma bức xa Iγγ và Iγ.
b)Đường cong neutron gamma
16


Đất đá chứa nhiều thành phần H2, thì trên băng carota (Shlumberger), giá trò Neutron
Gamma cao và khi chưa ít thành phần H2 thì giá trò Neutron Gamma thấp.
Những phân tử có khả năng bắt giữ Neutron lớn như Cl, Li, Co, Bor có ảnh hưởng đến kết
quả ghi của P/P Neutron Gamma.
c)Ứng dụng
Phương pháp Neutron Gamma được kết hợp với các phương pháp khác dùng để:
-Đánh giá độ rỗng của vỉa.
-Xác đònh ranh giới dầu khí
Theo khả năng chứa H2, đất đá có thể chia làm hai nhóm:
Nhóm cao:

Sét(có khả năng ngậm nước lớn và nhận phần lớn các khoáng vật có thành phần hoá học
liên hệ với H2O.
Thạch cao CaSO4.2H2O, tuy có độ rỗng thấp nhưng thành phần hóa học liên hệ với H2O.
Vài loại đất đá chứa dầu và nước.
Nhóm thấp:
Đá vôi, Dolomit, đá chứa nhiều thành phần xi măng, anhydrite, đá muối.
Đối với đất đá trầm thì giá trò của Neutron Gamma phụ thuộc từ độ sét và lượng H 2 và Cl
chứa trong lổ rỗng của đất đá.
Đơn vò ghi của Neutron Gamma là V/V (%).
C-PHƯƠNG PHÁP NEUTRON NEUTRON NHIỆT VÀ TRÊN NHIỆT
a)Nguyên lý :
Cũng giống như phương pháp Neutron Gamma, đối với những vỉa mà thành phần
hoá học có nhiều H2 thì phương pháp NN nhiệt biểu hiện thấp.Tuy nhiên NN nhiệt rất nhạy
cảm đối với Cl cho nên đường cong NN nhiệt phụ thuộc rất nhiều vào độ khoáng hóa nước
vỉa và dung dòch của giếng khoan.
b)Đường cong N N:
Đường cong NN trên nhiệt không phụ thuộc vào thành phần của Cl mà nó chỉ phụ
thuộc vào thành phần của H2 chứa trong đất đá
Giá trò của NN trên nhiệt liên hệ với H2 tương đối chặt chẽ hơn so với NG và NN nhiệt.Tuy
nhiên phương pháp NN trên nhiệt có bán kính hoạt động nhỏ.
c)Ứng dụng:
Theo kết quả của các phương pháp Neutron qua xác đònh khả năng chứa H 2 trong đất
đá, người ta có thể xác đònh độ rỗng của đất đá, thành phần chất lưu chứa trong các lổ
rỗng, từ đó người ta có thể giải quyết hàng loạt các bài toán về đòa chất .

BÀI IV: PHƯƠNG PHÁP SÓNG SIÊU ÂM (SONIC)
17


Là phương pháp dựa trên tính chất lan truyền của sóng siêu âm có tần số cao(> 20 Hz) để

nghiên cứu tính chất vật lý, cũng như thạch học của đất đá . Dựa trên những thông số ghi ta
có thể chia làm ba phương pháp:
1/Siêu âm theo vận tốc
2/Siêu âm theo sự tắt dần
3/Siêu âm sóng.
Siêu âm theo vận tốc và theo sự tắt dần của sóng là phương pháp siêu âm chuẩn được ghi
trên cùng một băng.
1-NGUYÊN LÝ TRUYỀN SÓNG
Đất đá nằm trong môi trường tự nhiên thực tế là những vật đàn hồi. Nếu ta kích thích
một lực bên ngoài vào nó thì trong môi trường sẽ xuất hiện một ứng lực kích thích lên làm
dòch chuyển các hạt. Trong trường hợp chung dẫn đến sự xuất hiện biến dạng.
Quá trình dao động lan truyền theo trình tự của sự biến dạng được gọi là sóng đàn hồi.
Bề mặt, mà trong một thời điểm nào đó xuất hiện các hạt chuyển động được gọi là mặt
sóng.
Bước sóng là khoảng cách giữa những điểm chuyển động ở cùng một pha.
Có hai loại sóng:
Sóng dọc: Các hạt của môi trường chuyển động theo hướng lan truyền sóng, sóng dọc lan
truyền trong môi trường đặc, lỏng và khí.
Sóng ngang: Các hạt của môi trường chuyển động theo hướng vuông góc với hướng truyền
sóng, sóng ngang lan truyền trong môi trường đặc.
Sóng phản xạ: Xuất hiện khi khả năng cản sóng của môi trường này lớn hơn môi trường
khác. Khi sóng lan truyền từ môi trường này sang môi trường khác thì sóng sẽ bò đổi hướng
và đổi vận tốc.
A-SỰ LAN TRUYỀN SÓNG TRONG GIẾNG KHOAN ( hình vẽ).
Giả sử trong giếng khoan đặt một điểm phát sóng I và thu sóng B đều nằm trên trục giếng
khoan.
*Ở thời điểm t=0 I phát ra một sóng siêu âm đàn hồi, P1 là sóng dọc sẽ lan truyền trong
giếng khoan.
*Ở thời điểm t1 thì mặt sóng đụng vào thành giếng khoan và xuất hiện sóng đàn hồi P11,
sóng dọc truyền vào môi trường đất đá P12 và sóng ngang P1S2.

*Ở thời điểm t2 mặt sóng tạo thành với thành giếng khoan một góc lệch ip, mặt sóng dọc
trượt dọc theo thành giếng khoan đuổi theo sóng P1 và sóng phản xạ P11.
Sóng P12 trượt dọc theo giếng khoan và đất đá và đi vào giếng khoan tạo thành sóng P121.
Trong khoảng thời gian nào đó,thì tại B sẽ nhận được sóng P121, P1S2P1, P1 và P11.
Vận tốc lan truyền sóng trong giếng khoan phụ thuộc vào rất nhiều yếu tố của môi trường
xung quanh.

18


Thiết bò của phương pháp siêu âm có thể sử dụng 3,4,6 hoặc nhiều nguồn thu và phát (dôn)
và có thể đo cùng một lúc nhiều thông số khác nhau như t1,t2 (thời gian truyền sóng ) ∆t
(khoảng thời gian truyền sóng siêu âm), A1,A2 (biên độ sóng) , hệ số tắt dần α .
B-PHƯƠNG PHÁP SIÊU ÂM THEO VẬN TỐC
a)Nguyên lý:
Là phương pháp dựa trên vận tốc truyền sóng siêu âm đàn hồi ở trong đất đá từ đó đo thời
gian truyền sóng.
Đối với môi trường đồng nhất :
S
V = -----------(t2 - t1)
S khoảng cách giữa hai nguồn nhận sóng.
Khoảng thời gian truyền sóng ∆t (interval transit time): là thời gian truyền sóng siêu âm
đàn hồi với khoảng cách là 1 mét.
1
(t2 - t1)
∆t = ------- = -----------V
S
Bằng thực nghiệm người ta đã đưa ra phương trình trung bình thời gian:
∆t = Φ ∆t + (1-Φ)∆t
hay

∆t - ∆tmat.
Φ = ------------------∆t fluid - ∆tmat.
∆t cl , ∆tđđk.- Khoảng thời gian truyền sóng trong chất lưu và trong đất đá khung.
Phương trình trên sử dụng với đất đá tương đối đồng nhất, ít sét và có độ rỗng hạt
b)Hình dáng đường cong (hình vẽ minh họa)
Phương pháp siêu âm dùng để phân vỉa sản phẩm , đánh giá độ rỗng, nghiên cứu tính chất
cơ lý của đất đá .
c)Ứng dụng:
Phương pháp siêu âm không đo được khi giếng khoan chưa ngập nước dung dòch.Khi dung
dòch giếng khoan có hoà tan khí cũng gây ảnh hưởng (làm yếu) đến kết quả đo.

19


BÀI V: PHƯƠNG PHÁP ĐO NHIỆT ĐỘ GIẾNG KHOAN
Ở độ sâu 10 - 40 m nhiệt độ của đất đá thay đổi theo ngày, mùa và năm.
Nguồn nhiệt có trong lòng đất chủ yếu là do năng lượng thoát ra từ sự phân rả phóng
xạ của các nguyên tố hoặc do các quá trình phản ứng lý hoá và các quá trình khác diễn ra
trong lòng đất.
Cường độ tăng nhiệt độ theo một đơn vò chiều sâu được gọi là gradient nhiệt độ
(trong thực tế tính trên 100 mét hoặc 100f).
Gradient nhiệt độ tỷ lệ thuận với trở nhiệt ζ đất đá(giá trò này phụ thuộc vào thành
phần đất đá và thế nằm của chúng)
r = q ζ (q - mật độ dòng nhiệt )
Trở nhiệt tỷ lệ nghòch với độ dẫn nhiệt
ζ = 1/ λ (λ - độ dẫn nhiệt )
Khi nhiên cứu nhiệt độ ở giếng khoan, ống chống không ảnh hưởng đến quá trình đo bởi vì
trở nhiệt của sắt 40 - 80 lần nhỏ hơn so với sét.
Nhờ vào sự thay đổi nhiệt độ ở giếng khoan theo chiều sâu, ta có thể xác đònh được vò trí
vỉa sản phẩm, ranh giới dầu khí, vùng bò phá vở do nước, xác đònh chiều sâu để trám xi

măng.

BÀI VI: PHƯƠNG PHÁP ĐO ĐƯỜNG KÍNH GIẾNG KHOAN
Sự sai lệch đường kính giếng khoan so với đường kính ban đầu (đường kính của choàng
khoan) có thể do tác động của nhiều quá trình lý hoá cơ khác nhau. Sự thay đổi đường kính
giếng khoan còn phụ thuộc vào thành phần thạch học của đất đá. Đường cong thay đổi
đường kính giếng khoan theo chiều sâu có thể cho chúng ta thông tin về thành phần thạch
học của đất đá, mức độ thấm của đất đá ...Ngoài ra đường cong thay đổi đường kính giếng
khoan còn giúp cho chúng ta xác đònh được thể tích không gian cần bơm trám xi măng từ
đó có thể tính được lượng xi măng cần dùng, đường cong thay đổi đường kính giếng khoan
là thông tin phụ , giúp hiệu chỉnh các đường cong đòa vật lý khác.

BÀI VII: CAROTA KHÍ (MUD LOGGING)
Carota khí chủ yếu nghiên cứu thành phần và phần trăm của khí hydrocarbon ở
trong mùn khoan và các thông số cơ bản đặc trưng cho trạng thái khoan.
Trong quá trình khoan, khí từ các lổ hổng của vỉa chứa hydrocarbon thoát ra và đi
theo dòng tuần hoàn của mùn khoan (đất đá vụn + dung dòch khoan) lên bề mặt của giếng
khoan. Ở đấy người ta đặt một thiết bò để ghi nhận và phân tích thành phần của khí

20


hydrocarbon ( CnH2n+2 ) chứa trong hỗn hợp khí (gồm khí nhẹ CH 4 metan và khí nặng C2H6
etan, C3H8 propan, C4H10 butan, dạng hơi C5H12 petan và C6H14 hecxan.

A/ Những thông số cơ bản đo trong carota khí
Những thông số cơ bản đặc trưng trạng thái khoan đo trong carota khí bao gòm t 1,
QA, QB, QN, Ep, t1 - Thời gian khoan liên tục
Theo giá trò t1 ta có thể xác đònh được độ dài của giếng khoan mà đã khoan qua một
đơn vò thời gian. Với giá trò trên người ta có thể xây dựng được đường cong thay đổi vận tốc

khoan theo chiều sâu. Đường cong t1 phụ thuộc vào thiết bò khoan. Theo đường cong tốc
độ khoan, ta có thể đánh giá một cách chính xác đất đá sản phẩm ít thành phần xi măng
hoặc đất đá cứng đặc
1. Hệ số mất dung dòch: Đặc trưng thể tích dung dòch trào ra giếng khoan (l/s). Khi giá trò
QA thay đổi dọc theo giếng khoan trong quá trình khoan cho ta biết mức độ hấp thụ dung
dòch của vỉa từ đó có thể phát hiện vỉa thấm hay là khoảng hấp thụ dung dòch.
QB: hệ số mất dung dòch cho máy bơm
Được xác đònh bởi năng xuất máy bơm khoan (l/s) giá trò này thay đổi không lớn.
Qn:
Qn = QA-QB
Ep: hệ số pha loãng - Lượng dung dòch sử dụng trong một đơn vò thể tích đất đá
khoan qua (m3/m3) xác đònh bởi công thức:
Ep = 0.77 * 1000 QA t1 / d2N
dN- Đường kính chuẩn giếng khoan: Phụ thuộc từ điều kiện kỹ thuật và đòa chất Ep
thay đổi từ 50 - 4000 m3/m3.
2. Thông số đặc trưng cho thành phần khí và dầu trong vỉa
Để xác đònh những th6ng số đặc trưng cho thành phần khí và dầu trong vỉa từ dung
dòch giếng khoan trào lên trên bề mặt người ta tiến hành tách khí từ dung dòch đó.
Để thực hiện công việc trên, người ta phải tiến hành tách liên tục bằng một dụng cụ
tách khí.
Dụng cụ tách khí được đặc ở máng trên một cái phao gần miệng giếng. Khi dung
dòch giếng khoan (dung dòch sét) thoát ra khí, khí này hòa tan vào không khí tạo thành hỗn
hợp khí.
Để xác đònh những thông số cơ bản đặc trưng cho từng thành phần khí và dầu ở vỉa,
người ta thực hiện qua quá trình sau:
Liên tục phân tích dung dòch hỗn hợp khí (khí và không khí) để xác đònh thành phần
chung của khí hydrocarbon CT và sau đó sẽ tiến hành tách khí từ C1 -C6
a/ Phân tích thành phần khí
Nhờ vào thiết bò phân tích thành phần khí theo phần trăm, người ta có thể xác đònh
được tỉ lệ phần trăm của metan, etan, propan, butan, pentan và hecxan.

b/ Xác đònh độ sâu
21


Đối với carota khí việc xác đònh độ sâu tách khí để đối chiếu với kết quả phân tích là
một việc vô cùng quan trọng. Khi trên bề mặt nhận được khí cần phải biết ở độ sâu nào khí
đi từ vỉa lên miệng giếng. Để xác đònh độ sâu này ta phải biết được thời gian mà dung dòch
khoan đi từ đáy giếng lên miệng giếng và thời gian di chuyển của khí từ lúc khi bò tách đến
lúc phân tích. Thời gian sau xác đònh dễ dàng.
Xác đònh thời gian thời gian di chuyển của dung dòch từ đáy đến miệng rất khó. Thời
gian này trong thực tế và carota khí người ta gọi là thời gian tách, thay đổi không ngừng

PHƯƠNG PHÁP DST ( DRILL STEM TEST)
1. Thiết bò thử DST
Thông thường thử DST đưodc tiến hành ở những đoạn có biểu hiện dầu khí. Khoảng
thử này được cách ly bởi phần trên nó và dưới nó bằng các packer. Nên dựa vào đó người
ta chia ra là thiết bò nằm trên packer và thiết bò nằm dưới packer.
a. Thiết bò nằm dưới packer
- Phin lọc: Làm giảm vận tốc dòng ở khoảng mở vỉa và ngăn càn các mảnh vụn có
kích thước lớn không cho vào ống khai thác.
- Súng bắn: Dùng để mở dòng
b. Thiết bò nằm trên packer
- Packer: Có tác dụng làm kín không gian vành khuyên trên và dưới nó. Nhờ đó mà
cách ly tải trọng của cột dung dòch nằm trên khoảng mở vỉa.
- Van PCT: Đóng mở dòng sản phẩm ngay trên khoảng thử. Sự hoạt động của van
này có ý nghóa rất lớn đến độ chính xác khi thử DST.
- Đầu nối an toàn: Trường hợp packer bò kẹt không có khả năng kéo lên thì bộ thiết
bò thử vỉa sẽ được tháo ra và đưa lên trên từ vò trí trên packer.
- Bộ phận rung: Có tác dụng rung packer khi kéo lên trong trường hợp có hiện tượng
kẹt cố.

- Short: Bộ phận này tương đối đơn giản, thành phần là thiết bò được đònh sẵn lực
phá vỡ. Trong trường hợp có sự phun dòng trong cần, để dập dòng nhanh chóng người ta
dùng một lực bơm dung dòch phá vỡ tràn vào dập sự cố.
- Van tuần hoàn trong và ngoài cần phun.
Ngoài ra còn có các thiết bò khác phụ trợ như các thiết bò đường ống dẫn dòng sản phẩm
đến bình tách, các côn điều chỉnh dòng sản phẩm từ giếng khoan đi ra phù hợp với chênh
áp vùng đáy giếng khoan dể tránh giảm áp suất xuống dưới mức dưới hạn cho phép. Cũng
như các thiết bò làm nóng dòng sản phẩm trước khi dẫn đến bình tách, hệ yhống đo đếm
sản phẩm (dầu, khí, nước )...
22


2. Hoạt động thử DST
- Giai đoạn đầu dòng.
- Giai đoạn làm sạch vỉa.
- Giai đoạn dòng chính.
- Giai đoạn phục hồi áp suất.
3. ng dụng
Thử DST nhằm xác đònh chế độ thủy động lực, các thông số vỉa như độ rỗng, độ
thấm, độ nhớt của chất lưu, hệ số nén tổng hợp vỉa, hệ số bít đáy, hệ số tích dồn sản phẩ
trong giếng khoan, hệ số sản phẩm, hiệu suất dòng.
- Hệ số bít đáy: Đánh giá mức độ ảnh hưởng của quá trình mở vỉa do dung dòch thấm
vào vỉa và mức độ mở dòng của vỉa.
- Hệ số tích dồn sản phẩm: Lượng chất lưu tồn đọng tại đáy của khoảng thử gây ảnh
hưởng đến quá trình phục hồi áp suất.
- Hệ số sản phẩm: Lưu lượng dòng sản phẩm tăng lên trên một đơn vò giảm áp.
- Hiệu suất dòng: Xác đònh mức độ ảnh hưởng của quá trình koan bắn mở vỉa đến
khả năng cho dòng của vỉa so với trường hợp không bò ảnh hưởng.
PHƯƠNG PHÁP RFT ( REPEAT FORMATION TEST)
Là phương pháp được sử dụng rộng rãi để thu thập chất lưu, áp suất, nhiệt độ vỉavà

các thông số khác. Thông thường RFT được đo khi giếng khoan chưa chống ống.
1. Thiết bò RFT
- Hai bình lấy mẫu chất lưu
- Piston và packer : Dùng để ép chất lưu vào bình mẫu
- Đồng hồ đo áp suất
- Lưới lọc
2. Hoạt động RFT
Packer áp sát vào thành giếng khoan và piston cứ hoạt động liên tục. Chính nhờ sự
ép của packer và hoạt động của piston làm chất lưu chảy ra và thu vào bình mẫu. Đồng thời
cũng xác đònh được áp suất và nhiệt độ vỉa
3. ng dụng RFT
- Xác đònh thành phần chất lưu và ranh giới giữa chúng bằng cách phân tích thành
phần chất lưu thu được và xây dựng biểu đồ biểu diễn sự thay đổi tỉ trọng chất lưu theo độ
sâu nhằm xác đònh các ranh giới dầu, khí, nước.
- Xác đònh hệ số thấm K của vỉa.
-Xác đònh gradient nhiệt độ của mỏ.

23


PHƯƠNG PHÁP ĐO MDT
( MODULAR FORMATION DYNAMIC TEST)
1. Thiết bò đo MDT
- Nguồn điện: Cung cấp năng lượng thường nằm trên đầu dụng cụ.
- Thủy lực kế: Dùng đo áp suất.
- Máy dò: p vào thành giếng khoan và mở dòng.
- Bình thu mẫu
- Piston và packer: Ép chất lưu vào bình mẫu.
2. Nguyên tắc hoạt động
Piston và packer hoạt động tương tự như trong phần đo RFT nhưng thiết bò được cải

tiến hơn nên khoảng mở dòng sâu hơn. Ở đây 3 bình thu chất lưu khác nhau. Một bình thu
H2S còn hai bình kia thu chất lỏng.
3. ng dụng của đo MDT
- Xác đònh nhanh chóng và chính xác áp suấ vỉa.
- Phương pháp đo MDT trong quá trình lấy mẫu được điều khiển chính xác nên giảm
những biến cố như tắt ngẽn dòng hoặc mất tầng chắn.
- Dụng cụ trong đo MDT có bộ phận OFA nhằm phân tích chất lưu, cung cấp cho ta
thành phấn chất lưu ngay cả khi dòng chảy phức tạp.

24