Bài tập Địa vật lý giếng khoan

Bài tập Địa vật lý giếng khoan GVHD: TS. Nguyễn Quốc Quân

TÍNH TOÁN ĐỘ BÃO HOÀ CHẤT LƯU DỰA TRÊN

CÁC THÔNG SỐ ĐỊA VẬT LÝ GIẾNG KHOAN

I – Các thông số được cung cấp trên biểu đồ log

Hệ số kết dính m = 2

Hệ số bão hoà n = 2

Hệ số thông của đá a = 1

Thể tích sét Vsh = 0.8 x ∆J

Mật độ đất đá khung ρmat = 2.68 (g/cm3)

Mật độ chất lưu ρfluid = 1 (g/cm3)

Độ rỗng sét фsh = 30 %

Điện trở của dung dịch khoan Rm = 0.215 (Ohmm) tại Tm = 28 0C

Điện trở của lớp bùn sét Rmc = 0.266 (Ohmm) tại Tmc = 28 0C

Điện trở của dung dịch nước lọc Rmf = 0.173 (Ohmm) tại Tm = 28 0C

Độ khoáng hoá nước vỉa Sa = 24000 (ppm)

Gradient địa nhiệt = 3 0C/100m

Nhiệt độ bề mặt T = 30 0C

Nhiệt độ đáy giếng T = 120 0C

II – Các bước giải đoán

1. Phân vỉa

SVTH: Nhóm 6 1


Xây dựng đường sét chuẩn (GRcut off): dựa vào đường GR xác định giá trị

GRmax và GRmin

• GRmax là giá trị GR đọc được ở vỉa sét sạch và chuẩn nhất (có bề dày tương đối,

>= 2m) GRmax = 120 (GAPI)

• GRmin là giá trị GR đọc được ở vỉa cát đại diện nhất (sạch và có bề dày tương đối,

>= 2m) GRmin = 32.5 (GAPI)

Xác định giá trị GRcut off bằng công thức

Với Vsh cut off = 0.4

Kẻ đường GRcut off có giá trị 75 (GAPI)

Phân vỉa

• Căn cứ vào đường GRcut off vừa xác định để phân vỉa

• Đồng thời phải dựa vào các đường log như LLD, LLS, MSFL để so sánh và xác

định được chính xác ranh giới vỉa cho phù hợp

• Tất cả các vỉa có giá trị GR < GRcut off là vỉa cát. Còn những vỉa có giá trị GR >

GRcut off là những vỉa sét.

SVTH: Nhóm 6 2

Vsh

= 0.8 GR - GR

min

GRmax

- GRmin

0.4= 0.8

GR cut off

= 75 (GAPI)

GRcut off

– 32.5

120 – 32.5


• Trong một số trường hợp, ở trong một vỉa, giá trị GR biến đổi khá nhiều, chúng

ta có thể chia chúng thành nhiều vỉa nhỏ (a, b, c …), đồng thời dựa vào các

đường log khác để có sự chính xác cao.

• Đánh số thứ tự vỉa từ trên xuống dưới, và chỉ lấy những vỉa cát có chiều dày

tương đối, >= 2m.

• Có một số vỉa có giá trị GR và giá trị đường MSFL tăng đột biến đây là

những vỉa than, ta không lấy những vỉa này.

2. Xác định độ sâu vỉa và bề dày vỉa

Độ sâu vỉa H (m): đọc chỉ số độ sâu của nóc và đáy ở từng vỉa đã phân chia.

Bề dày vỉa h (m): căn cứ vào độ sâu nóc và đáy, bề dày vỉa tính theo công

thức

3. Xác định giá trị GR cho từng vỉa

Trên đường GR từ biểu đồ log, ghi nhận giá trị GR cho từng vỉa (lấy giá trị trung

bình).

4. Xác định hàm lượng sét Vsh cho từng vỉa

Sử dụng công thức

để xác định giá trị Vsh cho từng vỉa

SVTH: Nhóm 6 3

hvỉa = Độ sâu đáy Độ sâu nóc

Vsh

= 0.8 GR - GR

min

GRmax

- GRmin


5. Đọc giá trị đường kính giếng khoan (Caliper Cals) và đường kính choòng khoan

(Bitsize BS)

Đường kính giếng khoan Caliper (inch): xác định trên đường log Caliper

Đường kính choòng khoan Bitsize (inch): xác định trên đường log BS, giá trị

này không thay đổi là 12 inches.

6. Xác định bề dày lớp bùn khoan (mud cake)

Xác định bằng công thức sau

Nếu giá trị Caliper >= giá trị Bitsize: coi như hmc = 0

Nếu giá trị Caliper < giá trị Bitsize: lấy giá trị tuyệt đối của hmc

Đối với đường log này, do giá trị Caliper >= giá trị Bitsize nên toàn bộ giá trị hmc = 0

7. Xác định giá trị mật độ (Density – RHOB) g/cm3

Các giá trị đọc được trên đường log RHOB, lấy theo giá trị trung bình ở mỗi vỉa.

8. Xác định giá trị Neutron (NPHI) V/V

Xác định dựa vào đường log NPHI, lấy giá trị trung bình cho từng vỉa.

9. Xác định giá trị siêu âm (Sonic DT) µs/m

Căn cứ vào đường log DT đọc giá trị DT cho từng vỉa, lấy giá trị trung bình.

10. Tính toán độ rỗng hiệu dụng theo đường Density

Dựa vào công thức

SVTH: Nhóm 6 4

hmc = Đường kính giếng khoan Caliper Đường kính choòng khoan BS

Фhd

= ρ

mat – ρ

log Vsh

* Фshρ

mat – ρ

fluid


Với ρmat = 2.68 (g/cm3), ρfluid = 1 (g/cm3) và ρlog đọc được từ log

Xác định được Фhd theo đường Density cho từng vỉa

11. Xác định độ rỗng hiệu dụng theo đường Sonic

Với ∆Tmat = 189 (µs/m), ∆Tfluid = 630 (µs/m) và ∆T đọc được từ log

Xác định được Фhd theo đường Sonic cho từng vỉa

12. Xác định độ rỗng trung bình của vỉa

Từ giá trị Фhd theo đường Density và Фhd theo đường Sonic, ta tính Фhd trung bình

cho từng vỉa theo công thức:

13. Xác định giá trị đo sâu sườn LLD (Ohmm)

Các giá trị đọc được lấy trên đường log LLD, đọc giá trị trung bình cho từng vỉa.

14. Xác định giá trị đo nông sườn LLS (Ohmm)

Căn cứ vào đường log LLS, lấy giá trị trung bình cho từng vỉa.

15. Xác định giá trị đo vi điện cực MSFL (Ohmm)

Dựa vào đường log MSFL, đọc giá trị trung bình cho từng vỉa.

SVTH: Nhóm 6 5

Фhd

= ∆T ∆Tmat V

sh * Ф

sh∆Tfluid

∆Tmat

Фvỉa

= Ф

hd Density + Ф

hd Sonic

2


16. Tính toán nhiệt độ giếng khoan TGK (0C)ở từng vị trí vỉa

Nhiệt độ bề mặt T = 30 0C ở 0 (m)

Nhiệt độ đáy giếng khoan T = 120 0C ở độ sâu 3144 (m)

Ta lập được phương trình tuyến tính có dạng y = ax + b, biểu diễn sự thay đổi nhiệt

độ giếng khoan theo độ sâu vỉa như sau:

17. Tính toán nhiệt độ vỉa Tvỉa (0C)

Nhiệt độ bề mặt T = 30 0C

Gradient địa nhiệt 3 0C/100m

Lập phương trình tuyến tính có dạng y = ax + b, biểu diễn mối quan hệ giữa nhiệt độ

vỉa và độ sâu vỉa như sau:

18. Tính toán điện trở suất của nước vỉa Rw (Ohmm)

Áp dụng công thức

SVTH: Nhóm 6 6

Nhiệt độ đáy giếng Nhiệt độ bề mặtT

GK =

Độ sâu giếng khoanx Độ sâu vỉa + Nhiệt độ bề mặt

x H (m) + 30 0C TGK

= 120 0C – 30 0C

3144 m

TGK = 0.0286H + 30

Tvỉa = Gradient địa nhiệt x Độ sâu vỉa + Nhiệt độ bề mặt

Tvỉa = 0.03H + 30

Rw = R1

[T

1 + 21.5]

[T2 + 21.5]


Với R1 là giá trị điện trở suất nước vỉa ứng với nhiệt độ T1

và R2 là giá trị điện trở suất nước vỉa cần tính cho từng vỉa tại nhiệt độ T2 = TGK

của từng vỉa.

Dựa vào độ khoáng hoá nước vỉa Sa = 24000 (ppm), tra vào bảng Resistivity of

NaCl Solution, ta xác định được giá trị R1 = 0.095 (Ohmm) ứng với T1 chọn tại 100 0C

19. Tính toán điện trở suất của lớp bùn sét (mud cake) Rmc (Ohmm)

Chọn 1 giá trị Rmc cho trước

Rmc = 0.266 (Ohmm) tại T = 28 0C


Thay giá trị R1 = Rmc và T1 = T cho trước, T2 = TGK của từng vỉa, ta được công

thức tính Rmc cho từng vỉa như sau

20. Xác định điện trở suất của dung dịch khoan Rm (Ohmm)

Chọn 1 giá trị Rm cho trước

SVTH: Nhóm 6 7

Rw = 0.095

[100 + 21.5]

[TGK

+ 21.5]

Rmc

= R1 [T

1 + 21.5]

[T2 + 21.5]

Rmc

= 0.266 [28 + 21.5]

[TGK

+ 21.5]


Rm = 0.215 (Ohmm) tại T = 28 0C


Thay giá trị R1 = Rm và T1 = T cho trước, T2 = TGK của từng vỉa, ta được công

thức tính Rm cho từng vỉa như sau

21. Xác định giá trị hiệu chỉnh RLLDC

Lập tỉ số

Sử dụng đồ thị Deep Laterolog Borehole Correction để xác định trị số hiệu

chỉnh RLLDC ứng với đường kính choòng khoan (hole diameter), ta được một tỉ số

22. Xác định giá trị hiệu chỉnh RLLSC

Lập tỉ số

Sử dụng đồ thị Shallow Laterolog Borehole Correction để xác định trị số

hiệu chỉnh RLLSC ứng với đường kính choòng khoan (hole diameter), ta được một tỉ

số

23. Xác định giá trị hiệu chỉnh RMSFLC

SVTH: Nhóm 6 8

Rm = R

1 [T

1 + 21.5]

[T2 + 21.5]

Rmc

= 0.215 [28 + 21.5]

[TGK

+ 21.5]

RLLD

Rm

RLLDC

RLLD

= a

RLLDC = RLLD x a

RLLSC

RLLS

= b

RLLSC = RLLS x b

RLLS

Rm


Lập tỉ số

Sử dụng đồ thị MicroSFL Mudcake Correction – Standard MicroSFL để xác

định trị số hiệu chỉnh RMSFLC ứng với độ dày lớp bùn sét (hmc) của từng vỉa (trên log

này toàn bộ hmc = 0), ta được một tỉ số

24. Lập tỉ số và

25. Xác định điện trở thực của vỉa RT

Chọn khoảng 10 vỉa cát sạch.

Căn cứ vào tỉ số và , sử dụng biểu đồ Dual Laterolog – Rxo

Device để xác định tỉ số

Thay giá trị của 10 vỉa cát sạch đã chọn và tính toán cho 10 vỉa này. Sau đó

lập phương trình tuyến tính có dạng y = ax + b, đi qua các điểm được thiết lập

bằng cách vẽ biểu đồ biểu diễn mối quan hệ giữa RT và RLLDC.

Các số liệu được biểu diễn trong bảng sau:

Vỉa 5 8 9b 21 22 35 37 38a 40 42RT/RLLDC 1.12 1.1 1.05 1.85 1.07 1.1 1.3 1.4 1.43 1.28

RLLDC 9.45 9.45 1.926 1.944 2.16 2.996 2.268 2.996 12.48 15.6

SVTH: Nhóm 6 9

RMSFLC

RMSFL

= c

RMSFLC = RMSFL x c

RMSFL

Rmc

RLLDC

RMSFLC

RLLDC

RLLSC

RLLDC

RMSFLC

RLLDC

RLLSC

RT

RLLDC

= d

RT = RLLDC x d


RT 10.584 10.395 2.0223 3.5964 2.3112 3.2956 2.9484 4.1944 17.8464 19.968

Từ biểu đồ ta thiết lập được phương trình tuyến tính sau:

Thay giá trị RLLDC của tất cả các vỉa còn lại để tính RT cho từng vỉa.

26. Tính toán độ bão hoà nước Sw

Sử dụng công thức Archiev để tính độ bão hoà nước

Với a = 1, m = n = 2, ta có công thức tính độ bão hoà nước như sau:

SVTH: Nhóm 6 10

Biểu đồ thể hiện mối quan hệ giữa RT và R

LLDC

y = 0.7591x + 0.2697

0

5

10

15

20

0 5 10 15 20 25

RLLDC

RT

RT

Linear (RT)

RT = 0.7591RLLDC + 0.2697

Sw

n = a x R

w

RT x Фm

Sw =

Rw

RT x Ф

vỉa2


27. Tính toán độ bão hoà hydrocacbon SH

Ta có

Thay giá trị Sw của từng vỉa vào công thức trên, ta xác định được độ bão hoà

hydrocacbon SH của từng vỉa.

Từ SH ta xác định các vỉa chứa hydrocacbon và vỉa chứa nước.

Nếu SH > 30% (SW < 70%): vỉa hydrocacbon.

Nếu SH < 30% (SW > 70%): vỉa nước.

Sau khi xác định vỉa là hydrocacbon, dựa vào hai đường log neutron NPHI và

mật độ RHOB để xác định hydrocacbon là vỉa dầu hay khí.

SVTH: Nhóm 6 11

Độ bão hoà nước Sw + Độ bão hoà hydrocacbon SH = 1

Độ bão hoà hydrocacbon SH = 1 Độ bão hoà nước Sw +


TÀI LIỆU THAM KHẢO

1. TS. Nguyễn Quốc Quân, Bài giảng Địa vật lý giếng khoan, 2006. Trường ĐH

Khoa học Tự nhiên.

2. Schlumberger Educational Services, Log Interpretation Principles/Application,

Houston, Texas, USA.

SVTH: Nhóm 6 12


PHỤ LỤC

Bảng số liệu các thông số địa vật lý giếng khoan

SVTH: Nhóm 6 13


MỤC LỤC

Xác định các thông số địa vật lý giếng khoan.......................................................1

Tài liệu tham khảo..............................................................................................12

Phụ lục................................................................................................................13

SVTH: Nhóm 6 14

Documents

Bài tập Địa vật lý giếng khoan