PHƯƠNG PHÁP ĐỊA VẬT LÍ MINH GIẢI DVLGK PHƯƠNG TRÌNH ARCHIE

ðỊA VẬT LÝ GIẾNG KHOAN
TS. Lê Hải An
Bộ môn ðịa vật lý, Khoa Dầu khí,
TRƯỜNG ðẠI HỌC MỎ - ðỊA CHẤT

Minh giải tài liệu ðVLGK
(Log Interpretation)

1


Các phương trình Archie

Các phương trình Archie

Sw=?

2


Các phương trình Archie

ðộ bão hòa nước Sw, ñộ bão hòa dầu So

Sw = Swirr
water

+

Sw"free"

So = Soresidual

+

So"free"

oil

Matrix

Các phương trình Archie

• Archie (1942) làm thí nghiệm với các mẫu ñá cát kết khác nhau của các
vỉa chứa ở Gulf Coast.
• ðo ñộ rỗng, ñộ thấm và ñiện trở suất của các mẫu ñá sau khi ñã bão hòa
chúng bằng nước mặn với nhiều ñộ khoáng hóa khác nhau, thay ñổi từ 20
ñến 100.000 ppm NaCl tương ñương.
• Phát hiện ra mối quan hệ tuyến tính giữa ñiện trở suất của ñá bão hòa
100% nước (Ro) và ñiện trở suất của nước (Rw)
• Tỉ số F giữa Ro và Rw ñược gọi là yếu tố thành hệ

3


Các phương trình Archie
• F là hằng số với cùng một mẫu ñá (ñộ rỗng không thay ñổi)
• Khi ñộ rỗng Φ giảm thì Ro giảm và F cũng giảm

F =

R0
Rw

F: yếu tố thành hệ (formation factor)
Ro: ñiện trở suất ñá bão hòa 100% nước
Rw: ñiện trở suất nước vỉa

Các phương trình Archie
• Archie vẽ yếu tố thành hệ F và ñộ rỗng Φ trên thang logarit và phát hiện
ra một quan hệ tuyến tính nữa

F=

1
Φm

• m thay ñổi từ 1.8 ñến 2 và cho
biết ñộ dốc của ñường quan hệ
tuyến tính

tgα = m

4


Các phương trình Archie
• Tổng quát

a
F= m

Φ
a: hệ số môi trường
m: hệ số gắn kết xi măng

Cát kết: a=0.81, m=2
a=0.62, m=2.15
ðá vôi: a=1, m=2

Các phương trình Archie

a
F= m
Φ

Mỏ Bạch Hổ
Oligoxen:
Mioxen:

a=0.71, m=1.86
a=1, m=1.8

Mỏ ðại Hùng
Cát kết:
ðá vôi:

a=1, m=1.74
a=1, m=1.84

5

Các phương trình Archie
• Archie cho bão hòa mẫu ñá một phần hydrocarbon và ñưa ra một hệ số
tuyến tính thứ hai I gọi là chỉ số ñiện trở (resistivity index)

I=

Rt
R0

Rt: ñiện trở suất của ñá bão hòa một phần hydrocarbon
Ro: ñiện trở suất của ñá bão hòa 100% nước
I: chỉ số ñiện trở

Các phương trình Archie

Ro

Rt

6


Các phương trình Archie

Rt

Ro

ðộ bão hòa nước Sw tăng

ðiện trở suất Rt giảm

Các phương trình Archie
• Vẽ I và Sw trên thang logarit, Archie phát hiện tiếp một quan hệ tuyến tính
nữa

I=

1
S wn

n: hệ số bão hòa (~2)

7


Các phương trình Archie
• Tổng quát

Rt b
I= = n
R0 Sw
Mỏ Bạch Hổ
Oligoxen:

b=1.04, n=2.19

Mỏ ðại Hùng
Cát kết:
ðá vôi:

b=1, n=1.93
b=1, n=2.21

Các phương trình Archie
• Kết hợp các phương trình Archie ở trên

Rw
Rt = m n
Φ Sw
Rw
S = m
Φ Rt
n
w

8


Các phương trình Archie
• Tổng quát

S

n
w

a .b . R w
=
m

Φ Rt

Xác ñịnh các tham số trong phương trình Archie

S

n
w

a .b . R w
=
m
Φ Rt

9


Xác ñịnh các tham số trong phương trình Archie

• a
• b
• m
• n
• Rw
• Rt
• Φ

Xác ñịnh các tham số trong phương trình Archie

• a

• b
• m
• n
• Rw
• Rt
• Φ

10


Xác ñịnh các tham số trong phương trình Archie

• a
• b
• m
• n

1. Từ số liệu ño ghi ñược trên mẫu lõi
2. Từ tài liệu ðVLGK (Pickett Plot, Hingle Plot)

Xác ñịnh các tham số trong phương trình Archie

• Rw
• Rt
• Φ

1. Từ tài liệu ño ghi ðVLGK

11

Xác ñịnh các tham số trong phương trình Archie

Xác ñịnh hệ số a, m

a
F = m
Φ
Logarit hóa 2 vế

log F = log a − m log Φ
Khi Φ = 100%

log F = log a

Xác ñịnh các tham số trong phương trình Archie

Xác ñịnh hệ số a, m
Khi vẽ trên thang logarit giá trị Φ và F thì quan hệ giữa chúng là ñường thẳng
có góc dốc là – m và cắt Φ= 100% tại a
100

F

10

1

a = 0.9
m =2.18

0.1
0.1

1

Φ

12


Xác ñịnh các tham số trong phương trình Archie

Xác ñịnh hệ số n

Rt
1
= n
Ro S w
Logarit hóa 2 vế

Ro
log
= n. log S w
Rt
Khi vẽ Ro/Rt và Sw lên thang logarit ñược quan hệ là ñường thẳng có góc dốc là n

Xác ñịnh các tham số trong phương trình Archie

Xác ñịnh hệ số n

Ro/Rt

1

0.1

n=2
0.01
0.1

1

Sw

13


Xác ñịnh các tham số trong phương trình Archie

Bài tập 1: Xác ñịnh tham số a và m:

Xác ñịnh các tham số trong phương trình Archie

Bài tập 2: Xác ñịnh tham số n:

14


Xác ñịnh các tham số trong phương trình Archie

Bài tập 2: Xác ñịnh tham số n:

Flow chart

15


Bulk Volume Water

BVW = S wΦ
• Nếu BVW xác ñịnh tại một vài ñộ sâu khác nhau của thành hệ mà là hằng số
hoặc rất gần nhau thì thành hệ ñó là ñồng nhất và tại ñiều kiện bão hòa
nước dư Swi
• Khi mà thành hệ tại Swi thì nước trong thành hệ sẽ không dịch chuyển ñược
bởi vì bị giữ bởi áp suất mao dẫn giữa hạt
• Hydrocarbon khai thác ñược ở các thành hệ này sẽ không có nước (waterfree hydrocarbon production)

Archie Principles
© Schlumberger

16


Acknowledgments

Schlumberger
Baker Atlas
Halliburton

17