Bài giảng Địa vật lý giếng khoan Phần 6: TS. Lê Hải An (Mới nhất)

ðỊA VẬT LÝ GIẾNG KHOAN

Minh giải tài liệu ðVLGK (Log Interpretation)

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

Mục ñích

Những câu hỏi cơ bản cần trả lời:

• Cột ñịa tầng của giếng khoan gồm các loại ñá (thạch học) nào?

• Có hydrocarbon ở trong giếng không? Nếu có thì ở chiều sâu nào? Có cần

phải thử vỉa hay không?

• Loại hydrocarbon nào: dầu, khí, condensate?

Mục ñích

• Có bao nhiêu hydrocarbon?

ðể trả lời các câu hỏi trên, việc ñầu tiên cần phải xác ñịnh từ tài liệu ño ðVLGK:

• Thành phần thạch học: cát kết, bột kết, sét, ñá vôi,…..

• Chiều dày của vỉa sản phẩm: h

• ðộ rỗng: ñộ rỗng nguyên sinh và ñộ rỗng thứ sinh (nứt nẻ và hang hốc): F ,

F e,…

• ðộ bão hòa nước Sw

Mục ñích

Còn có thể xác ñịnh ñược từ tài liệu ño ðVLGK:

• ðộ thấm

• Tướng trầm tích, môi trường trầm tích

• Thành hệ (góc cắm, góc phương vị)

• Dị thường áp suất

• Tổng hàm lượng hydrocarbon (TOC)

Ví dụ minh giải tài liệu ðVLGK

• …..

Tài liệu gốc

Ví dụ minh giải tài liệu ðVLGK

Tài liệu gốc

1. Xác ñịnh vỉa chứa:

Vỉa chứa

• GR có giá trị thấp • Có sự phân tách của các ñường cong ñiện trở suất

Vỉa không chứa

• GR có giá trị cao • Các ñường cong ñiện trở suất trùng nhau

Bài tập 1: Xác ñịnh vỉa chứa trên tài liệu DualLaterolog - GR

Ví dụ minh giải tài liệu ðVLGK

2. Xác ñịnh ñộ rỗng:

Bài tập 2: Cho một mẫu ñá cát kết bão hòa nước nặng 215.5g, sau khi lấy hết

nước ra thì còn nặng 185.5g. Xác ñịnh ñộ rỗng của mẫu ñá biết mật ñộ của cát

kết là 2.65g/cc, mật ñộ của nước là 1g/cc.

Bài tập 3: Xác ñịnh ñộ rỗng trung bình của vỉa sản phẩm 5350 ft. – 5400 ft. từ

Ví dụ minh giải tài liệu ðVLGK

ñường cong ñộ rỗng mật ñộ

3. Xác ñịnh ñộ bão hòa:

1 2

Mối quan hệ giữa ñiện trở suất của vỉa chứa và ñộ bão hòa nước:

=

S

R 0 R t

  

  

Trong ñó: R0 – ñiện trở suất của vỉa chứa bão hòa 100% nước (wet zone) Rt – ñiện trở suất của vỉa chứa có cùng ñộ rỗng

Ví dụ minh giải tài liệu ðVLGK

Bài tập 4: Xác ñịnh ñộ bão hòa nước tại ñộ sâu 5327 ft. bằng cách ñọc giá trị R0 (wetzone) tại ñộ sâu 5410 ft.

Trong trường hợp không xác ñịnh ñược R0 tại vỉa bão hòa 100% nước có cùng ñộ rỗng thì phải xác ñịnh theo công thức:

=

S

FR R t

Ví dụ minh giải tài liệu ðVLGK

R 0= wR

a m

Cần phải xác ñịnh ñiện trở suất của nước vỉa Rw và yếu tố thành hệ F

Ví dụ minh giải tài liệu ðVLGK

ðộ bão hòa nước:

=

S

aR w m R t

Ví dụ minh giải tài liệu ðVLGK

Bài tập 5:

• Xác ñịnh Ro trên khoảng 5400 ft. ñến 5410 ft. • Xác ñịnh ñộ rỗng mật ñộ F Dtrên khoảng ñó • Giả thiết là cát kết sạch a =0.62, m=2.15

• Tính ñiện trở suất nước vỉa Rw

Bài tập 6:

• Xác ñịnh ñộ rỗng tại ñộ sâu 5327 ft.

• Tính yếu tố thành hệ F cho cát kết sạch a =0.62, m = 2.15

• Xác ñịnh ñiện trở suất tại ñộ sâu 5327 ft.

Ví dụ minh giải tài liệu ðVLGK

• Giả thiết Rw = 0.18 Ohmm • Tính ñộ bão hòa nước Sw

Bài tập 7:

• Xác ñịnh ñộ bão hòa nước tại các ñộ sâu: 5330 ft., 5360 ft., 5390 ft., 5405 ft.

• Tại ñộ sâu nào thì Sw = 60%?

Ví dụ minh giải tài liệu ðVLGK

4. Xác ñịnh loại hydrocarbon:

ðể phân biệt dầu và khí, sử dụng hai ñường cong ño ñộ rỗng là NPHI và RHOB. Trong thành hệ bão hòa khí thì ñộ rỗng theo NPHI sẽ nhỏ hơn ñộ rỗng theo RHOB – gas effect.

Bài tập 8:

• Xác ñịnh các thành hệ chứa khí: tô màu ñỏ giữa NPHI và RHOB ở những

Ví dụ minh giải tài liệu ðVLGK

khoảng mà NPHI nhỏ hơn F D • Xác ñịnh ranh giới dầu - khí

Ví dụ minh giải tài liệu ðVLGK

Hiệu chỉnh ảnh hưởng của môi trường

Hiệu chỉnh ảnh hưởng của môi trường Gamma Ray

Bài tập:

Hiệu chỉnh giá trị ño GR biết:

• GR = 60 API

• ðường kính giếng khoan h = 8 in

• Mật ñộ dung dịch Wmud = 16 lbs/gal

Hiệu chỉnh ảnh hưởng của môi trường MSFL

Bài tập:

Hiệu chỉnh giá trị ño MSFL biết:

• RMSFL = 14 Ohmm • Rmc = 1 Ohmm @ FT • hmc = 0.175 in • Bit size = 12.25 in

Hiệu chỉnh ảnh hưởng của môi trường LLD

Bài tập:

Hiệu chỉnh giá trị ño LLD biết:

• RLLD = 50 Ohmm • Rm = 0.25 Ohmm @ FT • CAL = 14 in

Hiệu chỉnh ảnh hưởng của môi trường LLS

Bài tập:

Hiệu chỉnh giá trị ño LLS biết:

• RLLS = 10 Ohmm • Rm = 0.25 Ohmm @ FT • CAL = 14 in

Hiệu chỉnh ảnh hưởng của môi trường Xác ñịnh ñiện trở suất thực của vỉa – Tornado Chart

Bài tập:

Xác ñịnh Rt và di:

• RLLD = 176 Ohmm • RLLS = 44 Ohmm • RMSFL = 11 Ohmm

Hiệu chỉnh ảnh hưởng của môi trường Xác ñịnh ñiện trở suất thực của vỉa – Tornado Chart

Bài tập:

Xác ñịnh Rt và di:

Xác ñịnh thạch học / ñộ rỗng

• RLLD = 50 Ohmm • RLLS = 58 Ohmm • RMSFL = 126 Ohmm

Thành hệ có thể là - Thành hệ sạch (cát kết,

ñá vôi, ñôlômít) - Thành hệ lẫn sét ….

Xác ñịnh thành phần thạch học của thành hệ từ một trong các cách sau ñây:

1. Từ mẫu bùn khoan.

2. Từ các thông tin ñịa chất khu vực

3. Từ thông tin ñã biết về môi trường trầm tích

4. Từ phương pháp Quicklook

5. Từ các giá trị ño ghi ñơn lẻ của ñường cong ðVLGK.

6. Từ phương pháp vẽ ñồ thị trực giao (cross-plot)

Phương pháp ñồ thị trực giao

Mô hình một khoáng vật

( 1ma

ðá vôi: - Cát: F ma= 0 F ma= 0.04

Cross-plot mật ñộ - neutron

ðường thẳng nối 2 ñiểm: 1. 100% ñộ rỗng 2. 100% matrix

Cross-plot mật ñộ - neutron

f=1

Cross-plot mật ñộ - neutron

f=1

Cross-plot mật ñộ - sonic

Cross-plot neutron - sonic

Mô hình hai khoáng vật

Phương trình cho mật ñộ và neutron ?????????

Mô hình hai khoáng vật

ðồ thị trực giao Mật ñộ - Neutron

Mô hình hai khoáng vật

ðồ thị trực giao Mật ñộ - Neutron

Mô hình hai khoáng vật

ðồ thị trực giao trong thực tế

Mô hình hai khoáng vật

ðồ thị trực giao 3 chiều

Thêm trục Z ñể xác ñịnh khuynh hướng (ví dụ GR – sét)

Mô hình hai khoáng vật

Thạch học

Bài tập 1 Xác ñịnh thành phần thạch học và ñộ rỗng theo RHOB-CNL crossplot CNL (%) ðộ rỗng Xplot 9 11 25.1 21 5 5 5 RHOB (g/cc) 2.8 2.52 2.39 2.24 2.84 2.74 2.4

Bài tập 2 Xác ñịnh giá trị của DT ở các vỉa nói trên

Các biểu ñồ trực giao khác

1. ðồ thị trực giao PEF – Mật ñộ

2. ðồ thị trực giao r ma – Uma

3. MID – Matrix Identification Plot

4. MN Plot

ðồ thị trực giao PEF – Mật ñộ

ðồ thị trực giao r ma – Uma

ðồ thị trực giao 3 chiều r ma – Uma Trục Z là PEF

Sử dụng ñồng thời cả 3 ñường cong: neutron, mật ñộ và âm

1. MID Plot

2. M-N Plot

MID plot

1. Xác ñịnh ñộ rỗng biểu kiến theo Xplot neutron-mật ñộ và âm-neutron

2. Xác ñịnh thời gian truyền sóng và mật ñộ biểu kiến của matrix (theo Chart)

3. Xác ñịnh thành phần thạch học (theo Chart)

MID plot

MN plot

Mô hình 3 khoáng vật: ma1, ma2, ma3

MN plot

Về bản chất là giải hệ phương trình gồm 4 phương trình và 4 ẩn số

MN plot

MID Plot

f=1 g/cc; DTf=189m s/ft, F

f=1

Bài tập 1 Xác ñịnh thành phần thạch học sử dụng MID plot Cho biết r N

Thạch học

M-N Plot

CNL (%) 5 7 1 1 49 11 1 4 5 1 RHOB (g/cc) 2.9 2.85 2.69 2.57 2.32 2.60 2.70 2.65 2.71 2.75 DT (m s/ft) 50 45 48.9 62.2 52.6 51 50.45 50.45 52.96 47.25

f=1 g/cc; DTf=189m s/ft, F

f=1

Bài tập 2 Xác ñịnh thành phần thạch học sử dụng M-N Xplot Cho biết r N

M N Thạch học

CNL (%) 1 1 49 7 5 1 14 1 6 4 RHOB (g/cc) 2.57 2.69 2.32 2.85 2.90 2.75 2.69 2.70 2.79 2.77 DT (m s/ft) 62.2 48.9 52.6 45 50 47.25 56.7 50.45 52.96 47.25

Tổng quát

Xác ñịnh hàm lượng sét

Matrix

Shale

Porosity

Cát sạch

Clean formation

Sét cấu trúc Structural shale

Porosity

Các dạng tồn tại của sét trong thành hệ

Matrix

e a h S

Sét phân lớp Laminar shale

Sét xâm tán Dispersed shale

Porosity

Shale

e a h S

Matrix

1. Sét phân lớp 2. Sét xâm tán 3. Sét trong cấu trúc

Ảnh hưởng của sét

Ảnh hưởng của khoáng vật sét lên các tính chất vật lý thạch học của thành hệ ?

Ảnh hưởng của sét

4 loại khoáng vật sét chủ yếu

• Kaolinite Kaolinite Al, Si, rất ít K

• Chlorite Illite K, Fe, Mg, Si

• Smectite Smectite có ñộ rỗng rất cao

• Illite Chlorite Fe, Mg, không có K

Ảnh hưởng của sét

Xác ñịnh hàm lượng sét từ tài liệu ðVLGK

Chủ yếu là từ các ñường cong sau: 1. Gamma tự nhiên (GR) 2. Phổ Gamma (SGR) 3. Thế tự nhiên (SP)

Ngoài ra cũng có thể xác ñịnh từ các ñường cong: 1. ðiện trở suất (LLD) 2. Neutron (NPHI) 3. Mật ñộ (RHOB) 4. Âm (DT)

Xác ñịnh hàm lượng sét từ ñường cong GR

GRI

Công thức cho ñá già (consolidated rocks)

2(33.0

shV

I R G

7.3

GRI

Công thức cho ñá trẻ ñệ Tam (unconsolidated rocks)

2(083.0

shV

Vsh

Xác ñịnh hàm lượng sét từ ñường cong GR

7.1

38.3

GRI (

2)7.0

Vsh

(

GRI

)

= V sh GRI

Công thức Clavier - -

Công thức Bateman

(

= )7.12.1

5.0

‚

V sh

Công thức Steiber

5.1

GRI GRI

kGRI

V sh

Hệ số k cho từng vùng ñịa chất riêng biệt

Xác ñịnh hàm lượng sét từ ñường cong SGR

min

V sh

40 max

40 K

min

V sh

Th max

min

min Th

Xác ñịnh hàm lượng sét từ ñường cong SP

SP SP

SP cát SP

sét

cát

-= 1

V sh

PSP SSP

Tương ñương

SP tại thành hệ nghiên cứu PSP: Pseudo-SP ﬁ SSP: Static-SP ﬁ maximum SP ở thành hệ cát sạch

Xác ñịnh hàm lượng sét từ tài liệu ðVLGK

Bài tập 1

Xác ñịnh hàm lượng sét của các vỉa chứa tuổi ñệ tam theo các cách khác nhau Cho biết GRmin=10 API, GRmax = 100 API; K40min=0.2%, K40max= 3.5%; Thmin=2ppm, Thmax= 30ppm GR (API) K (%) Th (ppm) 1. 20 1.5 0 2. 30 0.3 20 3. 40 2.3 25 4. 40 2.2 30

Acknowledgments

Schlumberger

Baker Atlas

Halliburton