Áp dụng thuộc tính địa chấn để nâng cao hiệu quả phân tích tài liệu địa chấn phục vụ nghiên cứu dầu khí lấy ví dụ mỏ bạch hổ bể cửu long

Trường Đại học Bách Khoa TP. HCM
Khoa kỹ thuật Địa chất và Dầu khí

TRẦN XUÂN THẮNG

HIỆU CHỈNH TÀI LIỆU TRONG LÁT
CẮT ĐIỆN TRỞ SUẤT THẤP VÀ ÁP DỤNG
XỬ LÝ TÀI LIỆU TẦNG MIOXEN GIẾNG
KHOAN R-1X MỎ RỒNG – BỒN TRŨNG
CỬU LONG
Chuyên ngành: Địa chất Dầu khí ứng dụng
Mã số: 60.53.51

LUẬN VĂN THẠC SĨ

TP HCM, 14 tháng 1 năm 2012


TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
KHOA KỸ THUẬT ĐỊA CHẤT VÀ DẦU KHÍ

CỘNG HỒ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc Lập - Tự Do - Hạnh Phúc

----------------

---oOo--Tp. HCM, ngày 14 tháng 1 năm 2012

NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ
Họ và tên học viên:
TRẦN XUÂN THẮNG

Ngày, tháng, năm sinh : 06/09/1982
Chuyên ngành : Địa chất dầu khí ứng dụng
MSHV: 09360608

Giới tính : Nam
Nơi sinh : HÀ NỘI

1- TÊN ĐỀ TÀI:
“Hiệu chỉnh tài liệu điện trở trong lát cắt điện trở suất thấp và áp dụng xử lý tài
liệu tầng Mioxen GK R-1X mỏ Rồng - bồn trũng Cửu Long”
2- NHIỆM VỤ LUẬN VĂN:
- Xác định nguyên nhân gây ra hiện tượng lát cắt điện trở suất thấp
- Các biện pháp hiệu chỉnh ảnh hưởng của chúng
- Áp dụng xử lý số liệu giếng khoan R-1X mỏ Rồng, bồn trũng Cửu Long
-

3- NGÀY GIAO NHIỆM VỤ : 4/7/2011
4- NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ : 14/01/2012
5- HỌ VÀ TÊN CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: TS. TRẦN VĂN XUÂN

Nội dung và đề cương Luận văn thạc sĩ đã được Hội Đồng Chuyên Ngành thông qua.
CÁN BỘ HƯỚNG DẪN
(Họ tên và chữ ký)

CHỦ NHIỆM BỘ MÔN
ĐỊA CHẤT DẦU KHÍ
(Họ tên và chữ ký)

KHOA KỸ THUẬT ĐỊA
CHẤT VÀ DẦU KHÍ

(Họ tên và chữ ký)

TS. Trần Văn Xuân

TS. Trần Văn Xuân

PGS.TS. Nguyễn Việt Kỳ


Cơng trình được hồn thành tại : Trường đại học Bách Khoa-ĐHQG HCM

Cán bộ hướng dẫn khoa học:
TS. Trần Văn Xuân (ký tên):

Cán bộ chấm nhận xét 1:
PGS.TS. Trần Vĩnh Tuân (ký tên):

Cán bộ chấm nhận xét 2:
TS. Hồ Trọng Long (ký tên):

Luận văn thạc sĩ được bảo vệ tại HỘI ĐỒNG CHẤM BẢO VỆ LUẬN VĂN
THẠC SĨ TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA, ngày .….tháng .… năm 2012

Thành phần Hội đồng đánh giá luận văn thạc sĩ bao gồm:
1. PGS.TSKH Hồng Đình Tiến
2. PGS.TS. Trần Vĩnh Tn
3. TS Phạm Quang Ngọc
4. TS. Vũ Như Hùng
5. TS. Hồ Trọng Long
CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG

PGS.TSKH Hồng Đình Tiến

TRƯỞNG KHOA

PGS.TS. Nguyễn Việt Kỳ


LỜI CẢM ƠN
Luận văn cao học với đề tài “Hiệu chỉnh tài liệu điện trở trong lát cắt điện
trở suất thấp và áp dụng xử lý tài liệu tầng Mioxen GK R-1X mỏ Rồng - bồn trũng
Cửu Long” được hoàn thành tại trường Đại Học Bách Khoa-TP.HCM dưới sự
hướng dẫn tận tình của TS. Trần Văn Xuân.
Tác giả xin chân thành cảm ơn TS. Trần Văn Xuân, PGS.TS. Trần Vĩnh
Tuân, TS. Hồ Trọng Long đã tận tình hướng dẫn, góp ý và giúp đỡ trong suốt quá
trình tác giả thực hiện luận văn. Cảm ơn các thầy cô trường ĐH Bách Khoa HCM,
các đồng nghiệp ở LD dầu khí Việt Nga Vietsovpetro tạo điều kiện thuận lợi, quan
tâm và giúp đỡ tác giả trong suốt quá trình thực hiện đề tài này. Do giới hạn về mặt
thời gian khó khăn trong việc thu thập tài liệu, cũng như kiến thức chun sâu cịn
hạn chế nên đề tài khơng tránh khỏi một số thiếu sót. Rất mong nhận được sự góp ý
của thầy cô và các bạn!
Xin chân thành cảm ơn!

Tp. HCM, ngày 16 tháng 12 năm 2011
Học viên thực hiện

Trần Xuân Thắng


LỜI CAM ĐOAN

Tôi, Trần Xuân Thắng (MSHV 09360608), học viên cao học chun ngành
Địa chất Dầu khí ứng dụng khóa 2010, xin cam đoan rằng luận văn này là cơng
trình nghiên cứu của tôi với sự hướng dẫn và phản biện của các cán bộ hướng dẫn
và phản biện như được nêu trong phần phiếu chấm luận văn. Luận văn có sử dụng
số liệu thực tế và được tuân thủ đúng u cầu quản lý thơng tin.
Các tài liệu trích dẫn trong luận văn được ghi rõ ràng đầy đủ nguồn gốc và
thơng tin trích dẫn.

Học viên thực hiện

Trần Xn Thắng


LÝ LỊCH TRÍCH NGANG
Họ và tên: Trần Xuân Thắng
Ngày, tháng, năm sinh: 06-09-1982

Nơi sinh: Hà Nội

Địa chỉ liên lạc: 209-B4, khu tập thể 5 tầng, phường 7, Tp Vũng Tàu

QUÁ TRÌNH ĐÀO TẠO:
-

2000-2005: Sinh viên Địa Vật Lý, khoa Dầu Khí, trường ĐH Mỏ-Địa Chất HN

-

2009-2011: Học viên cao học khoa Kỹ thuật Địa chất và Dầu khí, ĐH Bách
Khoa Tp HCM

Q TRÌNH CƠNG TÁC:
-

2005-2007: Kỹ sư Địa vật lý, Cty TNHH khảo sát và dịch vụ địa vật lý (EGSViệt Nam)

-

2007-nay: Kỹ sư địa vật lý, XN Địa vật lý Giếng khoan, LD Việt NgaVietsovpetro


MỤC LỤC
Mở đầu ..................................................................................................................................1
Chương 1: Phương pháp đo điện và các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình đo ...............5
1. Phương pháp đo điện trở suất thành hệ trong giếng khoan .......................................5
2. Các yếu tố ảnh hưởng đến giá trị đo điện trở đá chứa ............................................15
Chương 2. Các yếu tố ảnh hưởng đến lát cắt điện trở suất thấp..................................17
2.1 Kích thước hạt và hàm lượng sét trong đá............................................................17
2.2 Khoáng vật pyrite..................................................................................................18
2.3 Phân lớp mỏng ......................................................................................................20
2.4 Điện trở suất nước vỉa...........................................................................................22
2.5 Sự hình thành đới thấm và ảnh hưởng của đường kính giếng khoan ..................23
2.6 Góc cắm của vỉa và góc nghiêng của trục giếng khoan........................................25
Chương 3. Các phương pháp hiệu chỉnh lát cắt có điện trở suất thấp ........................28
3.1 Hiệu chỉnh ảnh hưởng của đường kính giếng khoan............................................28
3.2 Hiệu chỉnh ảnh hưởng của đới thấm.....................................................................30
3.3 Hiệu chỉnh góc nghiêng vỉa ..................................................................................33
3.4 Hiệu chỉnh ảnh hưởng của vỉa phân lớp mỏng .....................................................33
3.5 Hiệu ảnh hưởng của khoáng vật pyrite .................................................................35
3.6 Hiệu chỉnh điện trở suất nước vỉa.........................................................................36

Chương 4. Ứng dụng minh giải tài liệu GK R-1X mỏ Rồng .........................................38
4.1. Đặc điểm địa chất khu vực nghiên cứu................................................................38
4.1.1 Địa tầng. ....................................................................................................41
4.1.2 Kiến tạo .....................................................................................................50
4.2. Đặc điểm và nguyên nhân gây ra hiện tượng điện trở thấp tầng Mioxen hạ
khu vực mỏ Rồng........................................................................................................51
4.3. Cơ sở tài liệu và kết quả xử lý tài liệu GK R-1X ................................................56
4.3.1. Cơ sở xử lý tài liệu ...................................................................................56


4.3.2. Kết quả xử lý tài liệu giếng khoan R-1X..................................................63
Kết luận và kiến nghị ........................................................................................................71
Tài liệu tham khảo...............................................................................................................74


DANH MỤC HÌNH VẼ
Hình 1.1

Mơ hình cơ bản của phương pháp đo điện trở

Hình 1.2

Mơ hình dịng phát trong mơi truờng

Hình 1.3

Sơ đồ mặt đẳng thế của dịng phát

Hình 1.4

Sơ đồ cấu tạo thiết bị đo sâu sườn LLD - LLS

Hình 1.5

Sơ đồ thiết bị đo vi hệ điện cực hội tụ cầu

Hình 1.6

Sơ đồ thiết bị đo hình ảnh thành giếng khoan

Hình 1.7

Nguyên lý máy đo cảm ứng

Hình 1.8

Hiệu chỉnh ảnh hưởng của mơi trưởng bởi skin effect

Hình 2.1

Sơ đồ đường đi của dịng điện trong đất đá

Hình 2.2

Mơ hình tồn tại của pyrit trong thành hệ

Hình 2.3

Mơ hình phân bố sét phân lớp trong tập vỉa cát sét

Hình 2.4

Các dạng phân bố của sét trong đá chứa

Hình 2.5

Mơ hình các đới thấm trong giếng khoan

Hình.2.6

Mơ hình tool đo điện trở suất trong trường hợp vỉa nằm ngang (a) và vỉa
nghiêng (b)

Hình.2.7

Chiều sâu nghiên cứu và độ phân giải của thiết bị đo

Hình 3.1

Bảng chuẩn hiệu chỉnh ảnh hưởng của đường kính giếng khoan lên giá trị
đo điện trở

Hình 3.2

Bảng chuẩn hiệu chỉnh ảnh hưởng của đới ngấm dung dịch

Hình 3.3

Mối tương quan giữa J và bán kính vùng thấm

Hình 3.4

Bản chuẩn hiệu chỉnh ảnh hưởng của vỉa mỏng tới giá trị đo điện trở

Hình 3.5

Sự phụ thuộc của độ dẫn vào hàm lượng pyrit

Hình 4.1

Sơ đồ vị trí mỏ Rồng

Hình 4.2

Sơ đồ phân vùng kiến tạo mỏ Rồng

Hình 4.3

Cột địa tầng tổng hợp khu vực trung tâm mỏ Rồng

Hình 4.4

Bản đồ cấu tạo theo mặt SH3

Hình 4.5

Bản đồ cấu tạo theo mặt địa chấn SH5


Hình 4.6

Bản đồ cấu tạo theo mặt địa chấn SH10

Hình 4.7

Bản đồ cấu tạo theo mặt móng

Hình 4.8

Mặt cắt địa chấn qua các giếng khoan R15, R2, R28, R17

Hình 4.9

Phân bố giá trị điện trở (Rt) vỉa chứa nước (1) và chứa dầu (2)

Hình 4.10

Phân bố tỷ số Rt/Rsh vỉa chứa nước (1) và vỉa chứa dầu (2)

Hinh 4.11

Tài liệu Mudlog giếng khoan R-1X (1795-1885m)

Hình 4.12

Tài liệu Mudlog giếng khoan R-1X (1890-1990m)

Hình 4.13

Tài Liệu đo địa vật lý giếng khoan R-1X (1800-1920m) trong Mioxen

Hình 4.14

Tài Liệu đo địa vật lý giếng khoan R-1X (1920-2050m) trong Mioxen

Hình 4.15

Kết quả hiệu chỉnh ảnh hưởng của dung dịch và đường kính giếng khoan

Hình 4.16

Kết quả hiệu chỉnh ảnh hưởng của đới thấm

Hình 4.17

Kết quả hiệu chỉnh ảnh hưởng của khống vật pyrite

Hình 4.18

Kết quả hiệu xử lý tài liệu giếng khoan R-1X

Hình 4.19

Biểu đồ picket chính xác hóa lại điện trở suất nước vỉa


DANH MỤC BẢNG BIỂU
Bảng 1

Bảng các tham số xử lý tài liệu giếng khoan R-1X

Bảng 2

Giá trị tới hạn các tham số đá chứa trầm tích

Bảng 3

Kết quả xử lý tài liệu giếng khoan R-1X trước khi hiệu chỉnh điện trở

Bảng 4

Kết quả xử lý tài liệu giếng khoan R-1X sau khi hiệu chỉnh điện trở


DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT
SHDT: Stratigraphic High Resolution Dual Dipmeter
HDT: High-Resolution Depmeter Tool
OBDT: Oil-Based mud Dipmeter tool
NMR: Nuclear Magnetic Resonance
EPT: Electromagnetic Propagation Tool
FMI: Fullbore Formation MicroImager
FMS: Formation MicroScanner
DLL: Dual Laterolog
MWD: Measurement While Drilling
ĐVLGK: Địa Vật Lý Giếng Khoan


Luận văn thạc sỹ

MS:09360608

MỞ ĐẦU
Tính cấp thiết của luận văn: Trong quá trình đo ghi các đường cong trong
giếng khoan, phương pháp điện trở đóng vai trị rất quan trọng trong việc đánh giá
độ bão hòa và bản chất của các chất lưu chứa trong vỉa. Trong các lát cắt chứa sản
phẩm, thấy xuất hiện lát cắt có giá trị điện trở suất thấp, với đặc trưng là độ tương
phản về điện trở giữa vỉa chứa sản phẩm với các vỉa vây quanh là rất thấp. Hiện
tượng này đã xuất hiện tại một số vùng mỏ của Việt Nam, cụ thể tại mỏ Rồng thuộc
bồn trũng Cửu Long, cũng xuất hiện lát cắt điện trở suất thấp và chủ yếu gặp trong
các tầng sản phẩm tuổi Mioxen.
Đặc trưng điện trở của đá chứa thấp gây ra nhiều khó khăn trong việc phân
tích nhanh để định dạng và đánh giá các vỉa chứa trong giếng khoan ở giai đoạn tìm
kiếm thăm dị cũng như trong q trình khai thác. Đã có trường hợp theo kết luận
của Địa vật lý tiến hành bắn mìn mở vỉa tại những vỉa cho là chứa dầu, khí thì lại là
chứa nước hoặc khơ, và ngược lại một số vỉa cho là chứa nước lại là chứa dầu. Để
hạn chế sai số khi minh giải tài liệu cũng như giúp cho việc nhận dạng vỉa chứa dầu
hay nước tại tầng có điện trở suất thấp cần phải áp dụng các biện pháp hiệu chỉnh
tính tốn để làm nổi bật hoặc tăng thêm sự khác biệt giữa hai loại vỉa.
Mục đích luận văn: Nhằm tìm hiểu về một số vấn đề liên quan đến hiện
tượng vỉa chứa có điện trở suất thấp và góp phần hạn chế các trường hợp nhận định
chưa chính xác hoặc bỏ sót vỉa trong quá trình minh giải tài liệu địa vật lý giếng
khoan trong lát cắt điện trở suất thấp, tác giả đã thực hiện luận văn với đề tài Hiệu
chỉnh tài liệu điện trở trong lát cắt điện trở thấp và áp dụng để xử lý tài liệu tầng
Mioxen GK R-1X mỏ Rồng – bồn trũng Cửu Long.
Nhiệm vụ nghiên cứu của luận văn: Xác định nguyên nhân gây ra hiện tượng
điện trở xuất thấp, các phương pháp hiệu chỉnh áp dụng để minh giải tài liệu địa vật
lý giếng khoan tại khu vực vỉa chứa điện trở xuất thấp. Các đặc điểm thành hệ chứa
dầu điện trở thấp ở mỏ Rồng bể Cửu long và áp dụng để minh giải tài liệu trong
tầng Mioxen.
HV: Trần Xuân Thắng

Trang 1


Luận văn thạc sỹ

MS:09360608

Phạm vi nghiên cứu: Đề tài tập trung nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng đến
giá trị đo điện trở suất của thành hệ qua việc phân tích nguyên nhân, các bước xử lý
tài liệu giếng khoan R-1X, mỏ Rồng, bồn trũng Cửu Long.
Ý nghĩa khoa học và thực tiễn đề tài: Khi tính tốn độ bão hịa nước ở đá
chứa có điện trở suất thấp thường được kết quả lớn hơn so với độ bão hòa nước
thực sự trong vỉa chứa. Từ đó dẫn đến tính tốn độ bão hịa dầu nhỏ hơn so với thực
tế trong vỉa, gây ra sai số khi kết luận khả năng cho dòng của vỉa cũng như tiềm
năng của mỏ. Vì vậy các nhà nghiên cứu ln kỳ vọng xác định được các phương
pháp tính tốn độ bão hịa sát với giá trị thực tế của vỉa. Việc tìm ra nguyên nhân
cũng như loại bớt những ảnh hưởng gây ra hiện tượng điện trở thấp sẽ giúp ích rất
nhiều cho việc minh giải tài liệu địa vật lý giếng khoan tại khu vực thành hệ chứa
có điện trở thấp. Đề tài góp phần nâng cao hiệu quả, độ chính xác quá trình xử lý
minh giải tài liệu địa vật lý gỉếng khoan, và cũng sẽ là tài liệu tham khảo hữu ích
cho việc nghiên cứu và phát triển chuyên đề lát cắt điện trở suất thấp.
Nội dung và phương pháp nghiên cứu của luận văn:
Trên cơ sở hệ thống hóa các phương pháp và ứng dụng của phương pháp đo
điện trở suất thành hệ trong giếng khoan cũng như phân tích tài liệu thực tế để chỉ ra
các yếu tố chính ảnh hưởng đến giá trị đo, để từ đó có những biện pháp cụ thể nhằm
giảm thiểu ảnh hưởng của chúng. Luận văn tập chung nghiên cứu các nội dung sau:
- Tổng quan về phương pháp đo điện trở suất trong giếng khoan. Được thể
hiện trong 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-1X mỏ Rồng được nêu chi 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: Trần Xuân Thắng
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 cơng 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-1X thuộc mỏ Rồng, bồn trũng Cửu Long.

HV: Trần Xuân Thắng
Trang 3


Luận văn thạc sỹ

MS: 09360608

CHƯƠNG 1. CƠ SỞ PHƯƠNG PHÁP ĐO ĐIỆN VÀ CÁC YẾU TỐ ẢNH
HƯỞNG ĐẾN GIÁ TRỊ ĐO.

1.1. Phương pháp đo điện trở suất thành hệ trong giếng 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 kể 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 hổng, khe nứt, vi kênh v.v…) giữa các hạt, bão hồ 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 hồn tồn
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, vỉa
- Xác định các vỉa chứa dầu khí, nước
- Xác định các tham số địa chất - địa vật lý khác.

HV:Trần Xuân Thắng
Trang 5


Luận văn thạc sỹ

MS: 09360608

R
I
A

A

M

ΔV

N

B

Hình 1.1: Mơ hình cơ bản của phương pháp đo điện trở
Nguyên lý cơ bản của phương pháp điện là dùng các điện cực để phát dịng
điện khơng 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 ΔV của trường điện được tạo ra bởi điện cực phát dịng A.
Từ đó tính được điện trở R của các lớp đất đá.
Theo định luật Ohm:
I = V/R ;
Trong khảo sát địa vật lý giếng khoan, sử dụng tham số điện trở suất ρ
thường được sử dụng bởi có nhiều tiện ích hơn tham số trở kháng (điện trở) R.
Điện trở suất ρ 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 dịng I đi qua thiết diện 1m2 và
khoảng cách 1mét). Từ đó đơn vị đo của điện trở suất là Ohm. m2/m hay là Ohm.m.
Để 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 phát 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 “vơ cực”, dịng điện chạy
trong mơi trường sẽ có dạng như các đường sức (Hình 1.2). Thế điện của một điểm
đặt cách A một khoảng r sẽ là U(r) thì hiệu điện thế giữa hai mặt đẳng thế có gia số
bán kính dr sẽ là:

HV:Trần Xuân Thắng
Trang 6


Luận văn thạc sỹ

MS: 09360608

I: Cường độ dòng phát
R: Điện trở mơi trường
Cường độ điện trường E sẽ được tính bằng:

Từ đó ta có

Đối với hệ điện cực đo thế, điện cực thu M
đặt gần điện cực A thì thế UM so với thế UN của
điện cực N đặt ở xa vơ cùng sẽ là:

Hình 1.2: Mơ hình dịng phát trong
mơi truờng

Khi đó

với KN= 4 π 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:

ΔU = U M – U N

Theo định luật Ohm thì:

ΔU = IR; R = ρvl/s

HV:Trần Xuân Thắng
Trang 7


Luận văn thạc sỹ

MS: 09360608

ΔU = Iρvl/s

Do đó:
Trong đó:

(2)

I – dòng điện chạy từ A đến B,

R – điện trở giữa 2 mặt cầu chứa M và N,
l – khoảng cách giữa 2 mặt cầu trên,
S – thiết diện vật dẫn - chính là diện tích của mặt cầu và bằng S = 4 π r2 và

ρv - điện trở suất của mơi trường (vỉa) đang khảo sát.

Hình 1.3: Sơ đồ mặt đẳng thế của dịng phát

Vì khoảng cách MN rất nhỏ so với AM và AN, nên bán kính r2 = AM.AN .
Thay vào cơng thức (2) ta có:

ΔU = Iρv (AN-AM)/4Π.AM.AN
Suy ra:

ρv = K. ΔU/I

(3)

HV:Trần Xuân Thắng
Trang 8


Luận văn thạc sỹ

MS: 09360608

Trong đó KG là hệ số của điện cực gradien được tính bằng:

Trong thực tế khơng bao giờ có các lớp đất đá đồng nhất đẳng 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 ngấm 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 ρv .
Trong địa vật lý giếng khoan, điện trở suất biểu kiến được xác định bởi cơng
thức chung:

ρv = K. ΔU / I
Khi đó:
đối với hệ điện cực thế

đối với hệ điện cực gradien

Điện trở suất của các lớp đất đá giao động từ 0.5Ω.m đến 1000Ω.m. Đối với
các vỉa xốp (cát pha sét) khoảng 0.5Ω.m đến 50Ω.m; Các vỉa rắn chắc (đá vôi)
khoảng 50Ω.m đến 1000Ω.m; Các đá phun trào (anhydrite…) có thể cao đến hàng
nghìn Ohm.m. Nước vỉa có điện trở suất thấp từ 0.015Ω.m đến vài Ω.m.
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:
HV: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 chuẩn gồm các zônd A2M0.5N; N0.5M2A;
N11M0.5A.
Hệ thiết bị đo sâu sườn: Ngồi điện cực phát dịng chính A0, 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. (Hình 1.4)

Hình 1.4 : Sơ đồ cấu tạo thiết bị đo sâu sườn LLD - LLS

Hệ thiết bị đo vi hệ cực sườn: Phương pháp vi 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.

HV:Trần Xuân Thắng
Trang 10


Luận văn thạc sỹ

MS: 09360608

Phép đo điện trở suất bằng các vi hệ điện cực có chiều sâu nghiên cứu rất
nhỏ và chủ yếu phản ánh điện trở suất của lớp vỏ sét (Rmc) và điện trở suất của đới
rửa (Rxo) từ đó cho phép phân chia các lớp đất đá mỏng, xác định vùng thấm v.v…
(Hình 1.5)

Hình 1.5: Sơ đồ thiết bị đo vi hệ điện cực hội tụ cầu
Hệ thiết bị đo hình ảnh thành giếng khoan: dùng máy đo có 4-8 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. (Hình 1.6)

HV:Trần Xuân Thắng
Trang 11


Luận văn thạc sỹ

MS: 09360608

Hình 1.6: Sơ đồ thiết bị đo hình ảnh thành giếng khoan

HV: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 biểu
kiến của chúng.
Tuy nhiên, nếu như phương pháp đo điện trở (Chuẩn, 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 ni bởi

nguồn G dịng xoay chiều tần số f vào các lớp đất đá. Cách T một khoảng L đặt
cuộn dây thu R. Các cuộn dây phát T và thu R được đặt đồng trục và thẳng hàng tạo
thành một zone đo đơn
giản. [7]
Khi được cung cấp
một dòng biến đổi tần số f,
ống dây trở thành một
lưỡng cực từ biến đổi, tạo ra
môi trường xung quanh
giếng khoan một trường
điện từ sơ cấp. Trường điện
từ này lan truyền trong đất
đá có độ dẫn C, tạo ra một
dịng cảm ứng có cường độ
tỷ lệ với độ dẫn và ngược
pha với dòng phát. Dịng
cảm ứng lan truyền trong
mơi trường đất đá sinh ra
một trường điện từ thứ cấp.
Hình 1.7: Nguyên lý máy đo cảm ứng

Trường điện thứ cấp này gây ra một sức điện động tỷ lệ với độ dẫn của đất
đá xung quanh thành giếng khoan tại cuộn thu R.
HV:Trần Xuân Thắng
Trang 13


Luận văn thạc sỹ

MS: 09360608

Cũng như phương pháp đo điện trở nói trên, thiết bị đo cảm ứng cũng sử
dụng nguyên lý hội tụ để đo sâu sườn, nghĩa là cũng dùng thêm các cực phát khác
nữa để ép trường điện từ đi sâu vào thành giếng khoan.
Phương pháp cảm ứng cho phép đo điện trở suất của các địa tầng điện trở
thấp, tuy nhiên, điện trở càng thấp thì chỉ số đo được càng bị ảnh hưởng mạnh bởi
hiệu ứng “da” (Skin effect) tức là làm giảm chiều sâu nghiên cứu của máy.
Khi điện trở của vỉa đất đá giảm tức là độ dẫn điện của vỉa đó cao thì sẽ tạo
ra một trường điện từ mạnh và trường điện từ này lại tạo ra một trường điện từ thứ
sinh có pha khơng trùng với pha của trường của cuộn phát. Hai trường điện từ này
tác động lẫn nhau làm giảm đi tín hiệu độ dẫn mà máy đo được, đó chính là hiệu
ứng “da” (Skin effect).

Hình 1.8: Hiệu chỉnh ảnh hưởng của môi trưởng bởi skin effect

HV:Trần Xuân Thắng
Trang 14