Bài giảng Địa vật lý giếng khoan: Phần mở đầu - TS. Lê Hải An

Chia sẻ: Nnmm Nnmm | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:12

Thêm vào BST

Báo xấu

154
lượt xem 25
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài giảng Địa vật lý giếng khoan - Phần mở đầu gồm có những nội dung chính sau: Vai trò của địa vật lý giếng khoan (ĐVLGK), lịch sử phát triển của ĐVLGK, đo ghi ĐVLGK, các tham số vật lý thạch học xác định từ tài liệu ĐVLGK, môi trường xung quanh giếng khoan.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng Địa vật lý giếng khoan: Phần mở đầu - TS. Lê Hải An

ðỊA VẬT LÝ GIẾNG KHOAN TS. Lê Hải An Bộ môn ðịa vật lý, Khoa Dầu khí, TRƯỜNG ðẠI HỌC MỎ - ðỊA CHẤT Nội dung môn học Tài liệu tham khảo 1. Cơ sở lý thuyết của các phương pháp ñịa vật lý giếng khoan 2. Minh giải tài liệu ñịa vật lý giếng khoan 1. ðịa vật lý giếng khoan – PGS. TS Nguyễn Văn Phơn & TS Hoàng Quý, 2004 2. Log Interpretation Principles/Applications – Schlumberger, 1989 3. Log Interpretation Charts – Schlumberger, 2000 Phần mở ñầu 1. Vai trò của ðịa vật lý giếng khoan (ðVLGK) 2. Lịch sử phát triển của ðVLGK Vai trò của ðịa vật lý giếng khoan 3. ðo ghi ðVLGK 4. Các tham số vật lý thạch học xác ñịnh từ tài liệu ðVLGK 5. Môi trường xung quanh giếng khoan 1
Vai trò của ðịa vật lý giếng khoan Vai trò của ðịa vật lý giếng khoan Có bao nhiêu hydrocarbon trong các giếng khoan này, ở những khoảng nào ? Các tầng chứa này có Tầng chứa này kéo dài ñến ñâu? liên thông với nhau không? Sẽ khai thác sản phẩm như thế nào? Xác ñịnh cột ñịa tầng / thành phần và tính chất của thành hệ Xác ñịnh cột ñịa tầng / tính chất của thành hệ bằng tổ hợp các phương pháp ðVLGK sét Liên tục ñến giếng lân cận ? Thạch học? ðộ rỗng? cát ðộ thấm? Chất lưu? sét Loại sét? ðộ rỗng? ðá vôi ðộ thấm? Chất lưu? Mẫu lõi (core): cho thông tin chính xác nhưng giá thành cao và không liên tục Bao nhiêu? Nứt nẻ? Xác ñịnh thành phần thạch học của thành hệ bằng tổ hợp các phương pháp ðVLGK Xác ñịnh cột ñịa tầng / tính chất của thành hệ bằng tổ hợp các phương pháp ðVLGK Cát kết ðá vôi ðôlômít Sét 2
ðối tượng nghiên cứu: tầng chứa (reservoir) ?????????? ðá chắn ?????? Mũ khí Dầu Dầu ?????? ðá chứa: cát, ñá vôi, ñôlômit rỗng và thấm ???????? ðá sinh Xác ñịnh các yếu tố của tầng chứa bằng tổ hợp các phương pháp ðVLGK Xác ñịnh các yếu tố của tầng chứa bằng tổ hợp các phương pháp ðVLGK Cột ñịa tầng Tầng chứa ðá chắn Mũ khí Ranh giới dầu - khí Ranh giới dầu – nước Dầu Nước Xác ñịnh các yếu tố của tầng chứa bằng tổ hợp các phương pháp ðVLGK Xác ñịnh các yếu tố của tầng chứa bằng tổ hợp các phương pháp ðVLGK GOC OWC 3
Lịch sử phát triển của ðVLGK • ðường cong ðVLGK ñầu tiên (9/1927) do Henri Doll tiến hành: ño Lịch sử phát triển của ðVLGK ñiện trở suất biểu kiến của thành hệ tại một giếng khoan dầu khí ở Pechelbronn, Pháp. Lịch sử phát triển của ðVLGK Lịch sử phát triển của ðVLGK ðến 1927 • ðến 1927: thời kỳ phát triển quan niệm • 1869 First temperature log Lord Kelvin • 1927 - 1949: thời kỳ ñược chấp nhận • 1883 Single electrode resistivity log patented by Fred Brown • 1949 - 1985: thời kỳ vàng • 1912 First surface resistivity survey (Conrad Schlumberger) • Sau 1985: thời kỳ phát minh lại • 1927 First multi-electrode electrical survey in a wellbore (in France) Lịch sử phát triển của ðVLGK 1927-1949 Lịch sử phát triển của ðVLGK 1949-1985 • 1929 First electrical survey in California (also Venezuela, Russia, India) • 1949 First laterolog • 1952 First microlaterolog • 1931 First SP log, first sidewall core gun • 1954 Added caliper to microlog • 1932 First deviation survey, first bullet perforator • 1956 First commercial induction log, nuclear magnetic log described • 1957 First sonic log, first density log • 1933 First commercial temperature log • 1960 First sidewall neutron log (scaled in porosity units) • 1936 First SP dipmeter • 1960 First thermal decay time log • 1961 First digitized dipmeter log • 1937 First electrical log in Canada (for gold in Ontario) • 1962 First compensated density log (scaled in density/porosity units) • 1938 First gamma ray log, first neutron log • 1962 First computer aided log analysis, first logarithmic resistivity scale • 1963 First transmission of log images by telecopier (predecessor to FAX) • 1939 First electrical log in Alberta • 1964 First measurement while drilling logs described • 1941 Archie's Laws published, first caliper log • 1965 First commercial digital recording of log data • 1966 First compensated neutron log • 1945 First commercial neutron log • 1969 First experimental PE curve on density log • 1947 First resistivity dipmeter, first induction log described • 1971 First extraterrestrial temperature log Apollo 15 • 1976 First desktop computer aided log analysis system LOG/MATE • 1948 First microlog, first shaped charge perforator • 1977 First computerized logging truck • 1948 Rw from SP published • 1982 First use of email to transmit data via ARPaNet (predecessor to Internet) • 1983 First transmission of log data by satellite from wellsite to computer center • 1985 First resistivity microscanner 4
Lịch sử phát triển của ðVLGK Sau 1985 Lịch sử phát triển của ðVLGK Sau 1985 Phát minh các thiết bị ño ghi có ñộ phân giải cao Phát minh các thiết bị ño ghi có ñộ phân giải cao Lịch sử phát triển của ðVLGK Sau 1985 Lịch sử phát triển của ðVLGK Sau 1985 Phát triển các phần mềm phân tích tổng hợp tài liệu ðVLGK: Phát triển các phần mềm phân tích tổng hợp tài liệu ðVLGK: Schlumberger Geoquest QLA, IP, Geoframe PetroViewPlus, ELANPlus Schlumberger Geoquest QLA, IP, Geoframe PetroViewPlus, ELANPlus Landmark Stratwork Landmark PetroWork ðo ghi ðịa vật lý giếng khoan ðo ghi ðịa vật lý giếng khoan 5
ðo ghi ðịa vật lý giếng khoan ðo ghi ðịa vật lý giếng khoan Log runs ðo ghi ðVLGK ngay sau khi dừng khoan (kéo cần khoan ra khỏi giếng) trước khi chống ống ðo ghi theo kiểu “comes up logging”: thả thiết bị xuống ñáy giếng rồi ño ghi trong quá trình kéo lên ano Một hệ thống ño ghi hoàn chỉnh vừa phát vừa ño bao gồm: hk • Máy giếng (tools) uâ s • Cáp truyền chuyên dụng (cables) uề ih • Trạm ño (station) C Tín hiệu thu ñược ghi vào phim (ghi ảnh – analog), ngày nay ñược ghi số trực tiếp vào máy tính (digital) Ngày khoan Tời Cáp Máy giếng Máy giếng (tools) Máy giếng (tools) Các máy giếng có thể tích hợp (ghép nối) với nhau ñể một lần kéo thả (log run) có thể ño ghi ñược nhiều tham số khác nhau 6
Biểu diễn kết quả ño ghi ðVLGK Chiều sâu: Thông thường theo tỉ lệ 1:240 hoặc 1:600 Cũng có thể theo tỉ lệ 1:1200, 1:120, 1:48, 1:5…. Giá trị ño ghi: ðược biểu diễn trên lưới chuẩn (log grids) hoặc theo tỉ lệ tuyến tính, hoặc theo tỉ lệ logarit Chiều sâu nghiên cứu và ñộ phân giải của các thiết bị ðVLGK Máy giếng (logging tools) cọ d uề i hc oe ht iả i g nâ h p ộ ð Chiều sâu nghiên cứu Các tham số vật lý thạch học của ñá chứa Các tham số vật lý thạch học xác ñịnh từ ðVLGK 7
Các tham số vật lý thạch học của ñá chứa ðộ sét (Vsh) Các loại sét khác nhau (phân lớp, phân tán, cấu trúc) 1. ðộ sét (Vsh) 2. ðộ rỗng (Φ) 3. ðộ thấm (K) 4. ðộ bão hòa (Sw, So, Sg) ðộ rỗng (Φ) ðộ rỗng (Φ) Phụ thuộc cách sắp xếp hạt (packing) Vp Φ= Phụ thuộc kích thước hạt (grain size) V ðộ rỗng (Φ) ðộ thấm (K) • ðộ rỗng toàn phần (ðộ rỗng nguyên sinh, ðộ rỗng thứ sinh) • ðộ rỗng hở S • ðộ rỗng tiềm năng Q=K ∆p • ðộ rỗng hiệu dụng µh K - ñộ thấm Q - lưu lượng µ - ñộ nhớt S - tiết diện h - chiều dài p – áp suất 8
ðộ thấm (K) Φe 3 1 K= ðộ rỗng – ðộ thấm Fsτ S 2 2 gr (1 − Φ e ) 2 © Schlumberger K - ñộ thấm (mm2) Fs - yếu tố hình dạng t - ñộ uốn khúc Sgr - diện tích bề mặt trên một ñơn vị thể tích hạt Fe - ñộ rỗng ðộ bão hòa (Sw, So, Sg) ðộ bão hòa (Sw, So, Sg) Sw 1 0 Hydrocarbon 0 Nước Dầu Nước ðộ rỗng Xương ñá (matrix) Xương ñá 1 ðộ bão hòa (Sw, So, Sg) ðộ bão hòa (Sw, So, Sg) Vw Sw = Φ a Rw = S w + S o +S g = 1 n V S w φ m Rt So = o Φ Vg Sg = Φ 9
Môi trường xung quanh giếng khoan Dung dịch khoan bao gồm sét bentonite, chất phụ gia (barite) ñược pha trộn vớt chất lưu (dầu hoặc nước) Trong giếng khoan: áp suất của cột dung dịch gây nên là áp suất thủy tĩnh, tỉ lệ thuận với mật ñộ của dung dịch khoan và chiều cao của cột dung dịch: P ~ H.ρ ðể ngăn chặn hiện tượng phun dung dịch, phải thay ñổi mật ñộ dung dịch sao cho áp suất thủy tĩnh của cột dung dịch lớn hơn với áp suất vỉa Môi trường xung quanh giếng khoan Sự chênh áp này gây nên hiện tượng ngấm (xâm nhập) của dung dịch khoan vào thành hệ có ñộ rỗng và ñộ thấm, tạo nên một môi trường phức tạp xung quanh thành giếng khoan, ảnh hưởng lên kết quả của các phép ño ðVLGK Môi trường xung quanh giếng khoan Môi trường xung quanh giếng khoan Khi khoan qua thành hệ có ñộ rỗng cao, thành hệ có tác dụng như là một màng lọc phân tách dung dịch khoan thành 2 phần: phần chất rắn và phần chất lỏng Filtrate dung dịch khoan (phần chất lỏng) ngấm vào thành hệ, còn phần chất rắn bị chặn lại tạo thành lớp vỏ sét xung quanh thành giếng khoan Quá trình ngấm của filtrate dung dịch khoan vào thành hệ theo phương bán kính giếng khoan phân chia thành hệ xung quanh thành giếng khoan thành các ñới khác nhau: ñới ngấm (ñới rửa + ñới chuyển tiếp) và ñới nguyên Môi trường xung quanh giếng khoan Môi trường xung quanh giếng khoan Quá trình xâm nhập của filtrate dung dịch khoan vào thành hệ (invasion process) ñới rửa ðường kính ñới ngấm phụ thuộc vào ñộ rỗng, ñới chuyển tiếp ñộ thấm cũng như thành phần thạch học của thành hệ ñới nguyên vỏ bùn 10
Môi trường xung quanh giếng khoan Môi trường xung quanh giếng khoan • ðới ngấm • Khi RwRmf • Xuất hiện ñới vành khuyên ngay sau ñới chuyển tiếp • Bản chất là do hydrocarbon chuyển dịch nhanh hơn nước vỉa nên tạo ra một ñới có ñộ bão hòa nước vỉa cao ở giữa ñới rửa và ñới nguyên làm giảm ñột ngột ñiện trở suất Các ñường cong ño ghi ñiện trở có chiều sâu Quá trình xâm nhập của dung dịch khoan nghiên cứu khác nhau cho các giá trị ñiện trở suất © Schlumberger biểu kiến khác nhau 11
Acknowledgments Schlumberger Baker Atlas Halliburton 12