Bài giảng Địa vật lý giếng khoan Phần 4: TS. Lê Hải An

Phần 4: Các phương pháp khác

• Phương pháp ño ñường kính giếng khoan (Caliper Log)

• Phương pháp ño góc nghiêng và phương vị của trục giếng khoan

ðỊA VẬT LÝ GIẾNG KHOAN

• Phương pháp ño nhiệt ñộ giếng khoan

• Carota khí (Mud Logs)

• Các phương pháp lấy mẫu lõi (Conventional Coring & Sidewall Coring)

• Các phương pháp thử vỉa (Formation Tester)

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

Phương pháp ño ñường kính giếng khoan

Phương pháp ño ñường kính giếng khoan – Caliper ðo ghi sự thay ñổi về hình dạng và kích cỡ cuả giếng khoan theo chiều sâu

Phương pháp ño ñường kính giếng khoan – Caliper Thiết bị máy giếng ño ñường kính giếng khoan

A B

• ðo ghi ñường kính giếng khoan bằng một cặp càng gắn vào thiết bị máy giếng • ðộ mở rộng ra hay khép vào của cặp càng phụ thuộc vào ñường kính giếng khoan • Xác ñịnh ñường kính giếng khoan thông qua biến trở có con chạy

n a o h k g n iế g h n à h T

Thành hệ

Càng

Nhiều thiết bị máy giếng ñược lắp ñặt hệ thống càng ñể ño ñường kính giếng khoan: MSFL, LDT, CNL, FMI

1

ðường cong ño ghi ñường kính ðường cong ño ghi ñường kính

ðường kính giếng khoan ño ghi bằng các thiết bị khác nhau

Thiết bị Caliper Thiết bị Caliper

Một càng: MSFL (option A), LDT, EPT Hai càng: MSFL (option B)

• ðo ghi 1 giá trị của ñường kính giếng khoan = 400 mm • ðo ghi 1 giá trị của ñường kính giếng khoan = 400 mm • Tính toán thể tích của 100 m giếng khoan = 12.57m3 (+100% sai số) • Tính toán thể tích của 100 m giếng khoan = 12.57m3 (+100% sai số)

Thiết bị Caliper Thiết bị Caliper

Hai càng: MSFL (option B) Hai càng: MSFL (option B)

• ðo ghi giá trị thứ nhất của ñường kính giếng khoan = 195 mm • ðo ghi giá trị thứ nhất của ñường kính giếng khoan = 273 mm • ðo ghi giá trị thứ hai của ñường kính giếng khoan = 195 mm • ðo ghi giá trị thứ hai của ñường kính giếng khoan = 273 mm • Tính toán thể tích của 100 m giếng khoan = 2.9m3 (-53% sai số) • Tính toán thể tích của 100 m giếng khoan = 5.85m3 (-7% sai số)

2

Thiết bị Caliper Thiết bị Caliper

Ba càng: sonic logs Ba càng: CNL, LDT

• ðo ghi 1 giá trị của ñường kính giếng khoan = 260 mm • Tính toán thể tích của 100 m giếng khoan = 5.31m3 (-15% sai số) • ðo ghi giá trị thứ nhất của ñường kính giếng khoan = 200 mm • ðo ghi giá trị thứ hai của ñường kính giếng khoan = 382 mm • Tính toán thể tích của 100 m giếng khoan = 6 m3 (-4% sai số)

Thiết bị Caliper Thiết bị Caliper Xác ñịnh trạng thái kỹ thuật giếng khoan Bốn càng: Dual-Dipmeter tool, FMS, FMI

• ðo ghi giá trị thứ nhất của ñường kính giếng khoan = 200 mm • ðo ghi giá trị thứ hai của ñường kính giếng khoan = 400 mm • Tính toán thể tích của 100 m giếng khoan = 6.28 m3 (0% sai số)

Ứng dụng của phương pháp Caliper

Phương pháp ño góc nghiêng và góc phương vị

của trục giếng khoan

• ðể hiệu chỉnh ảnh hưởng của giếng khoan lên các số ño của các phương pháp khác • Xác ñịnh các vỉa sản phẩm • Xác ñịnh thể tích giếng khoan ñể tính toán lượng xi măng cần thiết khi trám xi măng

3

Tự nghiên cứu

Phương pháp ño nhiệt ñộ giếng khoan

Tự nghiên

• ðo liên tục

cứu…

• ðo không liên tục (BHT)

Carota khí – Mud Logs

Mud Logs • ðo ghi ngay trong quá trình khoan • Nghiên cứu và phân tích các thông tin ñịa chất có ñược trong bùn khoan (cuttings) và dung dịch khoan

4

Mud Logs Mud Logs

Mục ñích • Nghiên cứu những ñặc ñiểm ñịa tầng của lát cắt giếng khoan • Phát hiện và xác ñịnh vị trí của vỉa chứa dầu khí • Dự ñoán ñược ñặc tính sản phẩm (sự có mặt của dầu hoặc khí trong thành hệ) • Cung cấp các thông tin về dung dịch, phân tích khí thành phần • Theo dõi và cung cấp thông tin về an toàn trong khi khoan: xác ñịnh áp suất vỉa, dự báo tầng áp suất cao… ñể ñưa ra các chế ñộ khoan tối ưu

Mud Logs Quá trình cơ bản của carota khí Mud Logs GEOSCIENCES ANAX 500

1. Tách khí ðể lấy mẫu khí liên tục từ dung dịch khoan, sử dụng một trong các phương pháp sau:

1. Hút chân không 2. Khuấy 3. Rung tạo sóng 4. ðun nóng

1. Phân tích khí 1. ðo khí tổng: dựa trên sự khác biệt về tính dẫn nhiệt của hydrocarbon và không khí 2. ðo khí thành phần: khí ñược ñi qua các chất bắt giữ: silicagel (H2 và C1) và squalane (C2, C3, iC4 và nC4)

Mud Logs Mud Logs – Phân tích khí thành phần GEOSCIENCES ANAX 500 Sử dụng sắc khí ký: chromatograph

Cho phép: 1. Xác ñịnh chính xác vỉa sản phẩm 2. Xác ñịnh các ranh giới Dầu/Khí/Nước 3. ðịnh hướng trong các giếng khoan ngang 4. Dự báo cách tiếp cận vỉa sản phẩm

Total Gas Detection High Speed Chromatograph Depth Processing Unit Phân tích khí thành phần từ C1 ñến C5 trong khoảng thời gian dưới 30s Có thể xác ñịnh H2S và CO2 nếu cần

5

Mud Logs – GasWizard Master Logs

Tài liệu Master Log ño carota khí thường ñược ghi trên tỉ lệ 1:500 hoặc 1: 1000 gồm có các cột (tracks) sau:

1. ROP vận tốc khoan 2. DEPTH ñộ sâu 3. CUTTINGS biểu hiện % thạch học theo mẫu bùn khoan 4. GAS: Gas chromatograph 5. LITHO cột ñịa tầng xây dựng theo cuttings và chỉ số khí 6. F thể hiện khoảng lấy mẫu lõi 7. DESCRIPTIONS mô tả ñịa chất, thạch học, ghi các chỉ số khí, tỉ trọng lưu lượng, áp suất

Trạm ño Geoservices Master Logs

Phân tích tài liệu Mud Logs Phương pháp biểu ñồ tam giác

Dựa trên các kết quả thống kê sau ñây ñể phân tích tài liệu: 0.17 0 • Mỏ dầu: ñược ñặc trưng bởi nồng ñộ hydrocarbon nặng lớn • Mỏ khí: hàm lượng hydrocarbon nặng không cao (< 3%), chủ yếu là Metan C2/S C nC4/S C CH4 (> 95%) • ðôi khi hàm lượng hydrocarbon nặng C2 ñến C5 chiếm từ 3% ñến 6%, ñó là vỉa khí trong mỏ dầu

Sử dụng hai phương pháp: 0 0.17 0.17 0 C3/S C • Phương pháp biểu ñồ tam giác • Phương pháp tỉ số

6

Phương pháp biểu ñồ tam giác Phương pháp biểu ñồ tam giác

Tam giác thành phần có ñỉnh: 0.17 0 • Quay xuống là vỉa dầu

C2/S C nC4/S C • Quay lên là vỉa khí

0 0.17 Cần chú ý: • Nếu tâm ñồng dạng nằm trong elip triển vọng thì biểu hiện 0.17 0 hydrocarbon nặng là bình thường C3/S C • Nếu tâm ñồng dạng nằm ngoài elip triển vọng thì biểu hiện hydrocarbon nặng là dị thường và ñây là vỉa chết

Phương pháp biểu ñồ tam giác Phương pháp tỉ số

Xác ñịnh ñặc tính của các vỉa sản phẩm sau: • Tính tỉ số của Metan C1 với các khí nặng khác

C1/C2, C1/C3, C1/C4, C1/C5 • Chủ yếu dùng tỉ số C1/C2

1. CS =2%, C1=1.02%, C2=0.09%, C3=0.05% 2. CS =3.2%, C1=1.1%, C2=0.5%, C3=0.1%, iC4=0.1%, nC4=0.1% 3. CS =2.4%, C1=0.9%, C2=0.08%, C3=0.06%, iC4=0.01%, nC4=0.015% 4. CS =4.2%, C1=2.8%, C2=1.2%, C3=0.4%, iC4=0.2%, nC4=0.1% 5. CS =5.1%, C1=3.6%, C2=0.7%, C3=0.18%, iC4=0.05%, nC4=0.08%

D-exponent Phương pháp tỉ số Cho phép xác ñịnh dị thường áp suất

C1/C2: • Từ 2 ñến 15 là vỉa dầu • Từ 15 ñến 65 là vỉa khí

• Nhỏ hơn 2 hoặc lớn hơn 65 là không sản phẩm

Chú ý: Nếu bất kỳ tỉ số sau nào nhỏ hơn tỉ số trước thì vỉa ñó là vỉa nước

7

Phương pháp lấy mẫu lõi

Mục ñích của các phương pháp lấy mẫu lõi là mang mẫu của thành hệ và chất lưu trong lỗ rỗng của chúng lên mặt ñất, bảo quản và ñưa về phòng thí nghiệm ñể phân tích

• Phương pháp lấy mẫu thông thường • Phương pháp lấy mẫu sườn giếng khoan

Phương pháp lấy mẫu thông thường Phương pháp lấy mẫu thông thường • Khi ñến ñiểm cần lấy mẫu lõi, cần khoan ñược kéo lên và ñược lắp thêm ống lấy mẫu và mũi khoan lấy mẫu • Một tải trọng nhỏ sẽ ñặt lên mũi khoan và quay rất chậm ñể bảo ñảm mẫu lõi không bị vỡ

Phương pháp lấy mẫu thông thường Phương pháp lấy mẫu thông thường Mẫu lõi thông thường lấy ñược dài khoảng 10 - 60 ft. và ñường kính từ 17/8 - 41/2 in

8

Phương pháp lấy mẫu thông thường Phương pháp lấy mẫu thông thường

ðo GR trên mẫu lõi vừa lấy ñược trước khi ñưa về phòng thí nghiệm

Whole core

Slabbed core

Phương pháp lấy mẫu thông thường Phương pháp lấy mẫu sườn Sidewall Corgun

Lấy mẫu ở thành giếng khoan bằng các ống lấy mẫu ñược gắn vào thân của thiết bị

Core photo

Phương pháp lấy mẫu sườn Phương pháp lấy mẫu sườn Sidewall Corgun Sidewall Corgun

• Mỗi lần kéo thả có thể lấy ñược 60 mẫu Khi lấy mẫu, các ống này ñược bắn vào thành hệ bằng cách phát nổ • ðường kính của mẫu lấy ñược từ ¾ ñến 11/8 in phụ thuộc vào ñường kính ống lấy mẫu • Chiều dài mẫu phụ thuộc vào nhiều yếu tố: sức nổ, kiểu của ống lấy mẫu, ñộ cứng của thành hệ và có thể dao ñộng từ 0 ñến 2 in

9

Phương pháp lấy mẫu sườn Phương pháp lấy mẫu sườn Rotary Sidewall Coring

• Sử dụng motor ñể ñưa khoan ñưa ống lấy mẫu vào thành hệ • Thiết bị cho phép lấy mẫu sườn có kích cỡ giống nhau ở mọi thành hệ cứng và Làm thế nào ñể lấy mẫu sườn có kích thước ñều nhau? mềm • Mỗi lần kéo thả có thể lấy ñược 50 mẫu

Phương pháp lấy mẫu sườn Phương pháp lấy mẫu sườn Rotary Sidewall Coring Mechanical Sidewall Coring Tool

Phân tích mẫu lõi (routine core analysis) Phân tích mẫu lõi