intTypePromotion=1

Giáo trình ĐỊA VẬT LÝ GIẾNG KHOAN - Chương 8

Chia sẻ: Norther Light | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:21

1
155
lượt xem
63
download

Giáo trình ĐỊA VẬT LÝ GIẾNG KHOAN - Chương 8

Mô tả tài liệu
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Ch-ơng 8 Các ph-ơng pháp đo khác 8.1. Đo đ-ờng kính giếng Đ-ờng kính giếng khoan là một tham số thể hiện đặc tính cơ học rất quan trọng, mặt khác nó lại là một số liệu dùng để thể hiệu chỉnh các số liệu đo của các ph-ơng pháp địa vật lý giếng khoan khác nhau khi xử lý tài liệu. 8.1.1. Sơ đồ nguyên tắc của phép đo Phép đo đ-ờng kính giếng đ-ợc thực hiện nhờ các cặp càng. Các càng trong cặp đặt đối diện nhau qua trục máy giếng. Khi thả tới đáy giếng các cặp càng...

Chủ đề:
Lưu

Nội dung Text: Giáo trình ĐỊA VẬT LÝ GIẾNG KHOAN - Chương 8

  1. Ch−¬ng 8 C¸c ph−¬ng ph¸p ®o kh¸c 8.1. §o ®−êng kÝnh giÕng §−êng kÝnh giÕng khoan lµ mét tham sè thÓ hiÖn ®Æc tÝnh c¬ häc rÊt quan träng, mÆt kh¸c nã l¹i lµ mét sè liÖu dïng ®Ó thÓ hiÖu chØnh c¸c sè liÖu ®o cña c¸c ph−¬ng ph¸p ®Þa vËt lý giÕng khoan kh¸c nhau khi xö lý tµi liÖu. 8.1.1. S¬ ®å nguyªn t¾c cña phÐp ®o PhÐp ®o ®−êng kÝnh giÕng ®−îc thùc hiÖn nhê c¸c cÆp cµng. C¸c cµng trong cÆp ®Æt ®èi diÖn nhau qua trôc m¸y giÕng. Khi th¶ tíi ®¸y giÕng c¸c cÆp cµng nµy ®−îc ®iÒu khiÓn tõ mÆt ®Êt ®Ó më ra tú vµo thµnh giÕng. Tõ ®©y khi kÐo lªn miÖng giÕng ®Ó thùc hiÖn phÐp ®o th× ®é më réng ra, hay khÐp vµo cña mçi cÆp cµng ®Òu phô thuéc vµo ®−êng kÝnh cña giÕng réng hay hÑp. Sù thay ®æi ®−êng kÝnh giÕng lµm cho mét ®iÓm tiÕp xóc tr−ît ch¹y dÉn ®Õn sù thay ®æi ®iÖn trë cña thÓ ®iÖn kÕ (h×nh ...1). B»ng c¸ch chuÈn H×nh 8.1. S¬ ®å nguyªn t¾c ®¬n gi¶n ta dÔ dµng lËp ®Çu c¸p ®o ®−êng kÝnh giÕng ®−îc mèi quan hÖ phô thuéc gi÷a nh÷ng thay Cµng ®æi cña ®−êng kÝnh giÕng víi chØ thÞ cña phÐp ®o trªn ®Þnh t©m ®iÖn thÕ kÕ. Cã nhiÒu Zond ®o cã thÓ g¾n trªn c¸c cµng cña §o Zond ®o ®−êng kÝnh ®Ó ®o ®ång thêi. VÝ dô: MLL, FDC, ®−êng kÝnh INCL, GR ... Nhê hai cÆp cµng ®o vu«ng gãc víi nhau (h×nh 8.2) nªn thiÕt bÞ cã thÓ ®o chÝnh x¸c ®−êng kÝnh giÕng trªn hai mÆt ph¼ng vu«ng gãc giao nhau theo trôc giÕng: §o gãc nghiªng vµ ph−¬ng vÞ d1 vµ d2. NÕu d1 = d2 chøng tá giÕng trßn, cßn d1 kh¸c d2giÕng bÞ ovan. ThiÕt bÞ ®o ®−êng kÝnh giÕng BGT do Schlumberger chÕ t¹o (h×nh 8.2) cã chiÒu dµi 13’4’’; ®−êng kÝnh khÐp 4’’; Träng l−îng 205lb; lµm viÖc ®−îc ë Cµng ®o nhiÖt ®é 3500F, ¸p suÊt 2000psi; ®é nghiªng lín nhÊt cña ®−êng kÝnh giÕng khoan 720. H×nh 8.2. KÝch th−íc cña Zond ®o ®−êng kÝnh 228
  2. Trong thiÕt bÞ nµy cã l¾p ®Æt ®o ®ång thêi c¸c tham sè gãc ph−¬ng vÞ vµ gãc nghiªng cña trôc giÕng. Víi thiÕt bÞ BGT cña Schlumberger phÐp ®o thùc hiÖn vÏ (h×nh 8.3) c¸c ®−êng cong d1 vµ d2, ®é c¨ng d©y c¸p σ vµ c¸c v¹ch tÝch luü chØ thÓ tÝch giÕng (ë cét bªn ph¶i). C¸c ®−êng cong chØ gi¸ trÞ gãc nghiªng vµ gãc ph−¬ng vÞ cña trôc giÕng khoan theo chiÒu s©u (cét thø nhÊt bªn tr¸i). 8.1.2. C¸c yÕu tè ¶nh h−ëng C¸c yÕu tè ®Þa chÊt cã ¶nh h−ëng nhiÒu nhÊt lªn gi¸ trÞ ®−êng kÝnh cña giÕng cã thÓ kÓ ®Õn lµ: + Thµnh phÇn th¹ch häc, v× cã mét sè ®¸ cã thÓ: - Hoµ tan trong dung dÞch khoan (vÝ dô nh− muèi má). H×nh 8.3. ThÝ dô ®o gãc nghiªng - Trë nªn bë rêi, tr−¬ng në dÉn ®Õn bÞ vµ ph−¬ng vÞ b»ng m¸y BGT xãi lë khi tiÕp xóc víi dung dÞch khoan ë dßng ®èi l−u (vÝ dô nh− c¸t, sÐt,...) sinh ra sËp lë thµnh giÕng. - §Êt ®¸ bÞ co ngãt trong tr−êng hîp ®ã giÕng khoan còng sÏ réng ra. + KiÕn tróc vµ cÊu tróc cña ®¸. C¸c líp ®Êt ®¸ trong l¸t c¾t cã ®é rçng vµ thÊm cao (c¸t kÕt, ®¸ v«i nøt nÎ), d−íi ¸p lùc cña cét dung dÞch filtrat thÊm qua thµnh giÕng ®Ó l¹i trªn ®ã mét líp vá sÐt cã chiÒu dµi tíi hµng chôc milimet. Trong tr−êng hîp ®ã ®−êng kÝnh cña giÕng nhá l¹i, cã khi nhá h¬n c¸c c¶ ®−êng kÝnh danh ®Þnh. §©y lµ mét trong c¸c dÊu hiÖu cña vØa thÊm trong l¸t c¾t lôc nghuyªn. MÆc dï, nªn nhí lµ tuy gÆp Ýt nh−ng còng cã tr−êng hîp trong vØa do bÞ nÐn Ðp chÆt khi bÞ t¸c ®éng cña lùc kiÕn t¹o hay do mòi khoan c«ng ph¸ còng ®Ó l¹i nh÷ng vi khe nøt, cã kh¶ n¨ng thÊm. 8.1.3. ¸p dông Nh÷ng tµi liÖu ®o ®−êng kÝnh giÕng ®−îng sö dông ®Ó: - Ph¸t hiÖn c¸c ®íi cã ®é rçng vµ kh¶ n¨ng thÊm (sù xuÊt hiÖn líp vá sÐt ë thµnh giÕng ), vµ x¸c ®Þnh chiÒu dÇy líp vá sÐt: hmc= (db- dh)/2, víi dh- ®−êng kÝnh mòi khoan hay ®−êng kÝnh danh ®Þnh. - X¸c ®Þnh thÓ tÝch giÕng khoan ®Ó gia c«ng thÓ tÝch khèi xi m¨ng cÇn thiÕt khi tr¸m giÕng khoan. 229
  3. - Ph¸t hiÖn c¸c phÇn l¸t c¾t r¾n ch¾c vµ kÝn ®Ó ®Æt c¸c packer trong thÓ thö vØa ë giÕng khoan. - Lµm sè liÖu ®Ó hiÖu chØnh sè ®o cña nhiÒu ph−¬ng ph¸p ®Þa vËt lý giÕng khoan kh¸c. - DÊu hiÖu ®Ó ph©n biÖt mét sè lo¹i ®¸. 8.2. X¸c ®Þnh gãc nghiªng vµ gãc ph−¬ng vÞ cña trôc giÕng khoan Khèi l−îng c¸c giÕng khoan co gãc nghiªng lín, khoan ®Þnh h−íng, khoan ngang ngµy cµng cã tû träng lín trong c«ng t¸c khoan t×m kiÕm, th¨m dß khai th¸c dÇu khÝ. ViÖc x¸c ®Þnh h−íng ®i cña giÕng khoan trong kh«ng gian ë d−íi s©u trong lßng ®Êt lµ rÊt quan träng. Muèn lµm ®−îc viÖc ®ã th× ë nh÷ng chiÒu s©u nhÊt ®Þnh ta cÇn ®o ®−îc gãc nghiªng λ vµ gãc ph−¬ng vÞ ϕ cña trôc giÕng khoan ë chiÒu s©u ®ã. Gãc nghiªng λ lµ gãc t¹o bëi trôc giÕng khoan vµ ph−¬ng th¼ng ®øng (mÆt chiÕu nghiªng) cã chøa trôc giÕng t¹i ®iÓm ®o. Gãc ph−¬ng vÞ ϕ lµ gãc t¹o bëi h×nh chiÕu cña trôc giÕng khoan lªn mÆt ph¼ng n»m ngang so víi h−íng b¾c tõ N. §o hai gãc λvµ ϕ cã thÓ ®o liªn tôc b»ng thiÕt bÞ BGT cña schlumberger (h×nh 8.3), nh÷ng th«ng dông nhÊt vÉn lµ ®o tõng ®iÓm theo chiÒu s©u giÕng khoan. Kho¶ng c¸ch gi÷a hai ®iÓm ®o liªn tiÕp thay ®æi tõ 10 ®Õn 20m tuú thuéc vµo tõng tr−êng hîp. 8.2.1. S¬ ®å cÊu t¹o cña m¸y ®o gãc nghiªng vµ ph−¬ng vÞ S¬ ®å nguyªn t¾c cña m¸y giÕng ®o gãc λ vµ ϕ (h×nh 8.4) cã hai khèi chÝnh: khèi ®o gãc nghiªng λ vµ khèi ®o ph−¬ng vÞ ϕ. Hai khèi nµy lµm viÖc lu©n phiªn nhau theo mét ch−¬ng tr×nh cã ®iÒu khiÓn tõ mÆt ®Êt. C¸c khèi ®−îc g¾n víi nhau vµ xoay trªn trôc chung dùa vµo hai ®iÓm tùa 9 vµ 1 (h×nh 8.4). Trôc quay nµy ®−îc ®Æt trïng víi trôc cña giÕng. Nhê qu¶ nÆng lÖch träng 16 xª dÞch trªn mÆt chiÕu nghiªng, mÆt ph¼ng cña hÖ sÏ lu«n vu«ng gãc víi mÆt ph¼ng nµy. ChØ sè gãc ϕ dùa vµo kim nam ch©m 4 g¾n trªn ®iÓm tùa 8. Bªn d−íi kim 4 cã mét biÕn trë 6 vµ mét ®iÓm tiÕp xóc vßng 7. Khi ®ã kim tiÕp xóc g¾n víi kim nam ch©m sÏ tiÕp xóc víi vµnh 7 ë mét ®iÓm cña biÕn trë 6. Qu¶ nÆng 10 trong khi ®o gi÷ cho hÖ ®o ph−¬ng vÞ c©n b»ng ë vÞ trÝ n»m ngang vµ tùa trªn biÕn trë 11 nhê ®ã mµ phÐp ®o h−íng theo mÆt chiÕu nghiªng cña giÕng khoan. Khi ®o gãc nghiªng qu¶ nÆng 12 lµm H×nh 8.4. S¬ ®å nguyªn t¾c cña m¸y xª dÞch kim 13 xª dÞch khái vÞ trÝ zer« lµ lóc giÕng ®o gãc λvµ ϕ thiÕt bÞ hoµn toµn ®−îc ®Æt theo ph−¬ng 230
  4. th¼ng ®øng. Khi ®o kim 13 t¹o ra mét ®iÓm tiÕp xóc lµ ®iÓm cuèi nèi gi÷a biÕn trë 15 víi 14. Cæ gãp 3 cã ba vßng tiÕp xóc 2 cho phÐp nèi víi mét trong hai biÕn trë (6 hoÆc 15) trong s¬ ®å ®o. ThiÕt bÞ nµy khi ®o trong giÕng khoan cã èng ch«ng th× chØ cho gi¸ trÞ gãc λ, cßn gi¸ trÞ ®o gãc ϕ kh«ng chÝnh x¸c. S¬ ®å m¹ch ®iÖn cña mét m¸y ®o gãc nghiªng λ vµ gãc ph−¬ng vÞ ϕ ®−îc thÓ hiÖn ë h×nh 8.5. S¬ ®å ®−îc x©y dùng trªn nguyªn t¾c cña cÇu ®iÖn trë. Ba c¸nh cña cÇu lµ c¸c ®iÖn trë kh«ng ®æi vµ l¾p ®Æt trong hép ®iÒu khiÓn ë mÆt ®Êt. C¸c ®iÖn trë R1 vµ R2 ®−îc nèi víi khi ®o c¸c gãc. §iÖn trë R4 vµ R5- ®Ó ®o ph−¬ng vÞ. R3 lµ ®iÖn trë chung cña cÇu. C¸nh thø t− ®−îc lÊy tõ ®iÖn trë cña ruét c¸p. BiÕn trë R7 ®−îc nèi trong m¹ch ®Ó bï cho sù thay ®æi cña ®iÖn trë ruét c¸p vµ c¸c ®iÖn trë cña biÕn trë tõ ®o gãc nghiªng R6 vµ gãc ph−¬ng vÞ R4. Nguån m«i E ®−îc m¾c vµo ®−êng chÐo AB cña cÇu, ®−êng chÐo cßn l¹i (MN) th× ®−îc m¾c ®iÖn kÕ G. §iÖn trë thay ®æi R6 dïng ®Ó bï cho cÇu khi ®o ∆R6 hay ∆R4. H×nh 8.5. S¬ ®å m¹ch ®iÖn cña mét thiÕt bÞ ®o λ 8.2.2. Xö lý tÝnh to¸n c¸c ®¹i l−îng nghiªn cøu vµ ϕ cña trôc giÕng khoan ChiÒu dµi h×nh chiÕu ®o¹n giÕng khoan li lªn mÆt ph¼ng th¼ng ®øng (h×nh 8.6a) tÝnh b»ng c«ng thøc: liver = li . Cosλi (8.1) N Nm li-1 λ β li liCosλi λi ϕ liSinλi li+1 liSinλi λi+1 P λi+2 Sm S (b) (a) H×nh 8.6. H×nh chiÕu cña c¸c ®o¹n giÕng khoan gi÷a hai ®iÓm ®o lªn mÆt ph¼ng th¼ng ®øng (a) vµ n»m ngang (b) 231
  5. VËy ®iÓm mÐt tuyÖt ®èi cña líp thø i, lµ Hi tõ miÖng giÕng ®Õn ®o¹n nghiªn cøu ®−îc tÝnh b»ng tæng cña c¸c h×nh chiÕu th¼ng ®øng. Hi = ∑liver = ∑licosλi (8.2) H×nh chiÕu lªn mÆt n»m ngang cña ®o¹n giÕng thø i ∆li cã gãc nghiªng λi (h×nh 8.4.6) tÝnh b»ng: N ∆li = lisinλi (8.3) Dùa vµo c¸c sè ®o λ ta tÝnh c¸c ®o¹n h×nh chiÕu li theo (8.1) vµ ∆li theo (8.3). α W E Tõ c¸c sè ®o gãc vµ kÕt qu¶ tÝnh to¸n nµy ta cã thÓ x©y dùng biÓu ®å h×nh chiÕu cña trôc giÕng khoan lªn mÆt ph¼ng n»m ngang (h×nh 8.7) theo tû lÖ chän ϕi tr−íc (th−êng lµ 1:500). ∆l i §−êng nèi th¼ng ®øng tõ miÖng giÕng ®Õn ®iÓm cuèi cña ®o¹n ®o cuèi cïng (α) thÓ hiÖn kho¶ng xª dÞch cña giÕng khoan trong vïng nghiªn cøu. ChiÒu dµi S vµ ph−¬ng vÞ cña ®o¹n α thÓ hiÖn H×nh 8.7. BiÓu ®å h×nh chiÕu trôc giÕng ®Æc ®iÓm cña giÕng khoan. lªn mÆt ph¼ng n»m ngang 8.3. §o gãc c¾m cña c¸c líp ®Êt ®¸ Gãc c¾m (gãc dèc) lµ gãc cña mét mÆt bÊt kú (cã thÓ lµ ph©n líp, vÕt nøt nÎ hë hoÆc kÝn, mÆt bµo mßn hay mÆt tiÕp gi¸p gi÷a hai phÇn kho¸ng vËt cã tÝnh chÊt vËt lý kh¸c h¼n nhau) víi mÆt ph¼ng n»m ngang (h×nh 8.8). Khi giÕng MÆt ph©n líp khoan ë chiÒu th¼ng ®øng xuyªn qua nh÷ng mÆt nh− vËy sÏ ®Ó l¹i Nm mét vÕt c¾t h×nh trßn, nÕu mËt ®é vu«ng gãc víi trôc giÕng khoan h×nh elip nÕu nã kh«ng vu«ng ϕ gãc víi trôc giÕng khoan. Nh− Gãc c¾m vËy, trªn h×nh 8.8 ta thÊy gãc c¾m cña mÆt ph©n líp lµ gãc t¹o P bëi b¶n trôc lín h×nh elip víi mÆt ph¼ng n»m ngang. Gãc ph−¬ng vÞ ϕ sÏ lµ gãc t¹o bëi h×nh chiÕu cña b¶n trôc dµi h×nh H×nh 8.8. Gãc c¾m vµ gãc ph−¬ng vÞ ϕ elip trªn mÆt ph¼ng n»m ngang víi h−íng b¾c tõ. 232
  6. 8.3.1. Nguyªn lý cña phÐp ®o gãc c¾m MÆt ph©n líp c¾t qua giÕng khoan t¹o thµnh mét vÕt c¾t h×nh elip. Trªn vÕt c¾t ®ã khi chän ®−îc Ýt nhÊt ba ®iÓm th× ta cã thÓ dùng ®−îc mÆt ph¼ng ph©n líp. Nh»m ®o ®−îc gãc c¾m cña mét mÆt ph©n líp hay vÕt nøt nÎ c¾t qua giÕng khoan, ng−êi ta chÕ t¹o mét Zond ®o cã tõ ba hoÆc bèn ®iÖn cùc g¾n trªn ba hoÆc bèn tÊm c¸ch ®iÖn ®−îc t× s¸t vµo thµnh giÕng nhê c¸c lß so (h×nh 8.9). Trªn vµnh trßn mçi ®iÖn cùc ®−îc s¾p xÕp c¸ch ®Òu nhau 1200 (tr−êng hîp thiÕt bÞ ba cùc) hoÆc 900 (thiÕt bÞ bèn c¸nh). Trôc giÕng khoan H−íng quay cña ®iÖn cùc 1 Thµnh giÕng Gãc lÖch cña trôc giÕng Bé phËn ®o gãc nghiªng vµ ph−¬ng vÞ cña trôc giÕng Gãc ph−¬ng vÞ cña ®iÖn cùc 1 H−íng b¾c tõ La bµn §o ®−êng kÝnh §o ®−êng kÝnh §iÖn cùc 1 C¸c ®−êng cong ®iÖn trë §o ®iÖn trë (4 cùc) MÆt ph©n líp H×nh 8.9. Nguyªn t¾c cña thiÕt bÞ ®o gãc c¾m Qua mçi ®iÖn cùc trªn c¸c c¸nh ghi ®−îc mét ®−êng ®iÖn trë khi nã quÐt trªn thµnh giÕng V× kÝch th−íc cña c¸c ®iÖn cùc gÇn trªn c¸c c¸nh cã tÊm ®Öm lµ rÊt nhá l¹i ®−îc héi tô dßng nªn c¸c ®−êng cong ®iÖn trë ®o ®−îc ®Òu cã ®é ph©n gi¶i rÊt cao, do 233
  7. ®ã cã thÓ xem c¸c sè ®o lµ kÕt qu¶ ®o cña tõng ®iÓm trªn thµnh giÕng. Khi thiÕt bÞ ®i qua mÆt ph©n c¸ch gi÷a c¸c líp ®¸ kh¸c nhau, hay mét vÕt nøt nÎ th× ®−êng cong ®o ®iÖn trë trªn mçi c¸nh ®Òu thÓ hiÖn sù thay ®æi ®iÖn trë suÊt. DÊu hiÖu thay ®æi ®iÖn trë qua c¸c mÆt ph©n c¸ch ®ã sÏ xuÊt hiÖn kh«ng trªn cïng mét chiÒu s©u nÕu trôc giÕng khoan kh«ng vu«ng gãc víi mÆt ph©n c¸ch ®ã. C¸c chiÒu s©u ®¸nh dÊu sù thay ®æi ®ét ngét gi¸ trÞ ®iÖn trë suÊt trªn mçi c¸nh gäi lµ chiÒu s©u biÓu kiÕn (hay lµ chiÒu s©u t−¬ng ®èi tÝnh theo trôc giÕng khoan). Sù kh¸c nhau cña c¸c chiÒu s©u t−¬ng ®èi nµy gi÷a c¸c ®iÖn cùc chøa ®ùng th«ng tin cÇn thiÕt ®Ó ®¸nh gi¸ gãc c¾m vµ gãc ph−¬ng vÞ nÕu ta biÕt ®−îc: a. H−íng cña trôc thiÕt bÞ vµ h−íng cña mét trong sè c¸c c¸nh sö dông (th−êng dïng c¸nh thø nhÊt) so víi h−íng b¾c tõ. b. Gãc nghiªng vµ ph−¬ng vÞ cña trôc giÕng khoan. c. §−êng kÝnh giÕng t¹i ®iÓm quan s¸t. S¬ ®å cña mét thiÕt bÞ ®o gãc c¾m ë h×nh 8.9 lµ s¬ ®å nguyªn t¾c l¾p r¸p cña h∙ng Dresser Atlas. Trong s¶n xuÊt cßn dïng nh÷ng m¸y ®o gãc c¾m kh¸c cña Schlumberger, Halliburton cã c¸c ®Æc tÝnh kü thuËt kh¸c nhau nh−ng nguyªn t¾c chung th× nhiÒu phÇn gièng nhau. Bé con l¾c bªn trªn vµ c¸c vßng gãp lµ ®Ó ®o gãc nghiªng cña giÕng. Thanh nam ch©m cïng c¸c cæ gãp lµ bé phËn x¸c ®Þnh ph−¬ng vÞ cña cµng sè mét (N01). PhÇn cuèi cña s¬ ®å lµ c¸c cµng g¾n ®iÖn cùc 1- 2 vµ 3 (COM) hoÆc No 1,2,3 vµ 4 (HDT). C¸c cµng nµy còng dïng ®Ó ®o ®−êng kÝnh giÕng khoan. PhÇn bªn ph¶i phÝa d−íi h×nh vÏ lµ c¸c ®−êng cong ®o ®iÖn trë b»ng c¸c ®iÖn cùc ®Æt ë c¸c cµng t−¬ng øng. Khi thiÕt bÞ ®i qua mÆt ph©n c¸ch gi÷a hai líp ®¸ cã ®iÖn trë kh¸c nhau c¸c ®−êng cong thay ®æi ®ét ngét ë c¸c chiÒu s©u t−¬ng ®èi 1,2,3 vµ 4. Dùa vµo chiÒu s©u t−¬ng ®èi nµy vµ c¸c tham sè kh¸c nh− ®−êng kÝnh giÕng, ta cã thÓ tÝnh ®−îc gãc cña trôc giÕng khoan víi mÆt ph©n c¸ch. Dùa vµo gãc nghiªng cña trôc giÕng khoan víi ph−¬ng th¼ng ®øng cã thÓ tÝnh ®−îc gãc c¾m cña mÆt, dùa vµo ph−¬ng vÞ cña c¸nh thø nhÊt (No1) sÏ tÝnh ®−îc h−íng ®æ hay gãc ph−¬ng vÞ cña mÆt ph©n c¸ch. Ta l−u ý r»ng gãc c¾m thay ®æi trong ph¹m vi tõ 00- 900, cßn gãc ph−¬ng vÞ trong kho¶ng tõ 00 - 3600, hÕt vßng thay ®æi 3600 gãc ph−¬ng vÞ l¹i trë vÒ 00. Trong thùc tÕ gãc ph−¬ng vÞ x¸c ®Þnh ®−îc ϕ = 3600 hay 00 cã nghÜa lµ h−íng ®æ cña mÆt ph©n c¸ch lµ nh− nhau. 8.3.2. TÝnh gãc c¾m cña vØa C¸c gi¸ trÞ gãc nghiªng λ cña trôc giÕng so víi ph−¬ng th¼ng ®øng ®−îc ghi ë d¹ng ®−êng cong ®o liªn tôc (th−êng s¾p xÕp ë cét bªn tr¸i cña b¨ng ghi , víi thang 0- 90/180/360/720), trong ®ã thang 360 hay ®−îc sö dông h¬n c¶. Trong tr−êng hîp cña hÖ thang 360 c¸c ®−êng cong chØ gãc ph−¬ng vÞ ϕ cña ®iÖn cùc N01 so víi h−íng b¾c tõ, ®−êng cong chØ ph−¬ng cña ®iÖn cùc N01 so víi h−íng cña trôc giÕng (vßng β) còng ®−îc ghi liªn tôc theo chiÒu s©u cña giÕng khoan (h×nh 8.10). C¸c b−íc tiÕn hµnh tÝnh to¸n : 234
  8. a) X¸c ®Þnh gãc c¾m vµ ph−¬ng vÞ biÓu kiÕn so víi h−íng cña giÕng (θ, F). H×nh 8.10. ThÝ dô b¨ng ®o gãc c¾m ë giÕng khoan (Cét bªn tr¸i c¸c ®−êng cong chØ h−íng ph−¬ng vÞ, cét bªn ph¶i lµ c¸c ®−êng cong ®iÖn trë dïng ®Ó liªn kÕt) b) X¸c ®Þnh gãc vµ ph−¬ng vÞ tõ sau khi hiÖu chØnh gãc nghiªng δ cña trôc giÕng (α, AZM). c) X¸c ®Þnh ph−¬ng vÞ ®Þa lý cña gãc c¾m theo phÐp hiÖu chØnh cho gãc lÖch tõ (AZG). d) X¸c ®Þnh gãc c¾m biÓu kiÕn vµ ph−¬ng vÞ cña ®iÖn cùc N01. 235
  9. C¸c tÝnh to¸n nµy kh¸ phøc t¹p, ë ®©y xin tr×nh bÇy ng¾n gän c¬ së cña ph©n tÝch ®o gãc c¾m (Fundamentals of Dipmeter Interpretation) theo tµi liÖu cña Schlumberger. H×nh 8.11 thÓ hiÖn mét l¸t c¾t cña giÕng khoan qua mét mÆt ph©n líp B. Trong h×nh trôc giÕng OA n»m theo ph−¬ng th¼ng ®øng dÔ dµng cho viÖc x¸c ®Þnh gãc c¾m θ vµ ph−¬ng vÞ biÓu kiÕn Φ. MÆt DOF vu«ng gãc víi trôc OA. C¸c ®iÖn cùc 1, 2 vµ 3 ®i tõ d−íi lªn gÆp mÆt B ë c¸c ®é cao lÇn l−ît l1, l2, vµ l3 ë phÝa trªn DOF. MÆt AOD chøa ®iÖn cùc 1. Qui −íc lµ Φ Zond ®o kh«ng quay theo h−íng vu«ng gãc víi mÆt B. Theo dÊu vÕt cña mÆt B trªn thµnh giÕng, chän ®iÓm thÊp nhÊt M lµ ®iÓm n»m trªn mÆt n»m ngang FOD. Dùng mÆt ph¼ng H×nh 8.11. Mèi quan hÖ gi÷a c¸c chøa trôc OA vµ M vu«ng gãc víi mÆt B. ®−êng cong, gãc c¾m vµ ph−¬ng vÞ Giao tuyÕn MC cña mÆt ph¼ng míi dùng víi biÓu kiÕn so víi ®iÖn cùc N01 B t¹o víi mÆt n»m ngang mét gãc θ; lµ gãc dèc lín nhÊt vµ lµ gãc c¾m biÓu kiÕn cña mÆt B. V× M sÏ lµ h−íng ®æ dèc (xuèng) cña mÆt B, nªn gãc DOM sÏ lµ gãc ph−¬ng vÞ biÓu kiÕn Φ cã chiÒu d−¬ng theo kim ®ång hå tõ D ®Õn M. Cho a lµ b¸n kÝnh cña giÕng (a = dh/2 ) ta cã thÓ tÝnh: l1 = atgθ (1 − CosΦ )  2π   l 2 = atgθ 1 − Cos − Φ  (8.4) 3    4π   l 3 = atgθ 1 − Cos − Φ  3   V× vËy, c¸c kho¶ng lÖch cña c¸c sè ®o gi÷a c¸c ®−êng cong sÏ lµ:  2π   h1− 2 = l 2 − l1 = atgθ CosΦ  − Φ  3    4π   h1−3 = l 3 − l1 = atgθ CosΦ  − Φ  3   () () () () Chó ý: Sin 2π 3 = − Sin 4π 3 = 3 2 vµ Cos 2π 3 = Cos 4π 3 = − 1 2 Nªn cã thÓ biÕn ®æi thµnh: 236
  10.   3 1 atgθ CosΦ − SinΦ  h1− 2 = 2   3 (8.5)   3 1 = atgθ CosΦ + SinΦ  h1−3 2   3 Khi biÕt a th× cã thÓ t×m θvµ Φ qua hÖ ph−¬ng tr×nh (8.5). §Ó tiÖn viÖc gi¶i hÖ ph−¬ng tr×nh (8.5) b»ng ph−¬ng ph¸p ®å thÞ ta sö dông c¸ch tÝnh kÕt hîp kho¶ng lÖch. Ta ®Æt K = 3 2 atgθ = kho¶ng lÖch kÕt hîp 1 I 2 = CosΦ − SinΦ 3 1 I 3 = CosΦ + SinΦ 3 h1− 2 = K .I 2 (8.5)’ vµ h1−3 = K .I 3 C¸c ph−¬ng tr×nh trong (8.5)’ lµ nh÷ng ph−¬ng tr×nh cña l−íi c¸c elip nh− h×nh (8.12a). Mçi elip víi mét gi¸ trÞ K. §o c¸c kho¶ng lÖch h1-2 vµ h1-3 trªn c¸c trôc t−¬ng øng. NÕu ®iÖn cùc 2 ë trªn ®iÖn cùc 1 th× h1-2 sÏ lµ d−¬ng vµ t−¬ng tù nh− thÕ ®èi víi ®iÖn cùc 3 vµ h1-3. NÕu ng−îc l¹i th× c¸c gi¸ trÞ lÖch mang dÊu ©m. NÕu c¸c ®iÖn cùc 2 vµ 3 ®Òu n»m cao h¬n ®iÖn cùc 1 th× c¸c sè ®o sÏ r¬i vµo gãc trªn bªn ph¶i cña h×nh vÏ 8.12a. §iÖn cùc 3 ë cao h¬n cßn ®iÖn cùc 2 n»m thÊp h¬n ®iÖn cùc 1 th× c¸c sè tÝnh to¸n r¬i vµo gãc d−íi bªn ph¶i cña to¸n ®å,... §Æt c¸c gi¸ trÞ h1-2 vµ h1-3 trªn c¸c trôc t−¬ng øng víi chóng. §iÓm giao cña c¸c kho¶ng lÖch h1-2 vµ h1-3 sÏ x¸c ®Þnh gi¸ trÞ K vµ ph−¬ng vÞ biÓu kiÕn Φ. NÕu ®iÓm giao nãi trªn n»m gi÷a hai elip thø i vµ thø (i+1) th× ph¶i tÝnh gi¸ trÞ K b»ng phÐp néi suy tõ c¸c gi¸ trÞ Ki vµ Ki+1. Còng lµm néi suy t−¬ng tù nÕu ®iÓm giao r¬i vµo gi÷a hai gãc Φk vµ Φk+1 PhÇn d−íi cña to¸n ®å 8.12b dïng ®Ó tÝnh gãc c¾m biÓu kiÕn θ khi biÕt K vµ ®−êng kÝnh giÕng cho tr−íc. VÝ dô :1, Kho¶ng lÖch gi÷a c¸c ®−êng cong: §−êng cong 1 vµ 2, 2 up (2 ë trªn) = 3 mm. §−êng cong 1 vµ 3, 3 up = 1,5mm. B¸n kÝnh giÕng a = 4,125in. Trªn l−íi h×nh elip cña to¸n ®å 8.12a, x¸c ®Þnh K = 2,65 mm, víi tû lÖ 1/20, nªn K = 2,65x20 = 53mm. 237
  11. Φ biÓu kiÕn 1 H×nh 8.12. To¸n ®å tÝnh gãc c¾m vµ ph−¬ng vÞ biÓu kiÕn Vµ a= 4.125x 25,4 =104,775mm. 2K 106 = 0 ,33723 gãc θ = 18038’. V× vËy: tgθ = = 3a 314.325 So s¸nh kÕt qu¶ trªn víi viÖc dïng to¸n ®å h×nh 8.12 cho kÕt qu¶ nh− sau: To¹ ®é cña ®iÓm giao (h1-3, h1-2) b»ng (1.5,3.0) t−¬ng ®−¬ng víi elip cã kho¶ng lÖch kÕt hîp K= 2,65. Ph−¬ng vÞ biÓu kiÕn Φ = 3300. 238
  12. 1 Dïng phÇn d−íi cña to¸n ®å víi c¸c gi¸ trÞ K= 2,65, d h = 8 inch ta nhËn ®−îc 4 θ = 18030’. VÝ dô 2: cho ph−¬ng vÞ ®iÖn cùc N01 AZM 1= 1200. β= 600. Gãc quay t−¬ng ®èi λ = 6 030’. Gãc nghiªng cña trôc giÕng 1 d h = 8 inch §−êng kÝnh giÕng 4 Kho¶ng lÖch gi÷a c¸c ®−êng cong: H1-2; 2 ë trªn 3.0mm H1-3; 3 ë trªn 1.5mm H×nh 8.13. ThÝ dô tÝnh gãc c¾m thùc tÕ α vµ gãc ph−¬ng vÞ thùc G cña vØa b»ng to¸n ®å l−íi lËp thÓ TÝnh to¸n: Ph−¬ng vÞ trÝ cña h−íng lÖch 239
  13. AZMd= AZM 1- β = 1200- 600 Gãc c¾m biÓu kiÕn so víi ®iÖn cùc 1. Tõ to¹ ®é cña ®iÓm (1,5; 3,0) trªn to¸n ®å 8.12a x¸c ®Þnh Φ =AZMa = 3300 ®èi víi vµnh elip K = 6,25 (®iÓm A). Tõ to¸n ®å 8.12b x¸c ®Þnh gãc θ = 180 30’(®iÓm B). Ph−¬ng vÞ F cña gãc c¾m biÓu kiÕn so víi h−íng nghiªng cña trôc giÕng: F = AZMa + β = 330 +600 - 3600 = 300 TÝnh gãc c¾m thùc tÕ α vµ ph−¬ng vÞ G cña gãc c¾m thùc tÕ so víi h−íng dèc cña trôc giÕng. Trªn to¸n ®å l−íi lËp thÓ ë 8.13, tõ gãc F = 300 v¹ch ®−êng th¼ng vµo t©m ®iÓm c¾t vßng trßn 18030’ t¹i ®iÓm C. Tõ C dÞch xuèng ph¸i d−íi mét ®o¹n vµo vßng nhá h¬n b»ng gãc σ ta cã ®iÓm D n»m trªn vßng α = 130. Tõ t©m ®iÓm v¹ch ®−êng th¼ng qua D ta sÏ ®äc ®−îc gãc ph−¬ng vÞ G cña gãc c¾m α. Cßn mét sè c¸ch xö lý vµ tÝnh c¸c gãc ph−¬ng vÞ vµ gãc c¾m kh¸c phøc t¹p h¬n nh−ng chÝnh x¸c h¬n. Tuy nhiªn, tÊt c¶ c¸c phÐp tÝnh ®Òu cã ®iÓm chung lµ dùa vµo phÐp tÝnh trong to¹ ®é cÇu ®Ó x©y dùng c¸c to¸n ®å lËp thÓ gióp cho viÖc tÝnh to¸n ®−îc nhanh vµ chÝnh x¸c h¬n. Trong thùc tÕ s¶n xuÊt, viÖc tÝnh to¸n c¸c gãc θ, α vµ G ®Òu ®−îc thùc hiÖn nhê c¸c phÇn mÒm cña m¸y tÝnh. 8.3.3. BiÓu diÔn c¸c kÕt qu¶ ®o gãc c¾m vµ ph−¬ng vÞ Cã nhiÒu c¸ch biÓu diÕn kÕt qu¶ ®o gãc c¾m α vµ gãc ph−¬ng vÞ G, gãc lÖch σ. C¸c c¸ch biÓu diÔn b»ng biÓu ®å ph¶i thÓ hiÖn chiÒu s©u thÕ n»m cña mÆt B (Xem h×nh 8.11). Gãc §é §−êng cong liªn kÕt Gãc vµ h−íng c¾m thùc cña vØa nghiªng s©u H×nh 8.14 MÉu biÓu diÔn gãc vµ h−íng c¾m cña vØa vµ ®é nghiªng cña giÕng khoan b»ng ®Çu con nßng näc 240
  14. H×nh 8.14 lµ mét thÝ dô ®o¹n b¨ng biÓu diÔn kÕt qu¶ ®o gãc c¾m cña vØa gãc nghiªng vµ h−íng dèc cña trôc giÕng khoan. Cét thø nhÊt (bªn tr¸i) lµ ®−êng cong liªn kÕt (trong tr−êng hîp h×nh vÏ nµy lµ ®−êng SP). Cét thø hai lµ chiÒu s©u. Cét thø ba lµ phÇn biÓu diÔn gãc vµ h−íng c¾m cña vØa. Gãc c¾m thay ®æi tõ 0- 900, ph−¬ng vÞ tõ 00 (h−íng b¾c ®Þa lý) ®Õn 3600 . Dïng h×nh ¶nh cña con nßng näc hoÆc mòi tªn ®Ó biÓu diÔn chiÒu s©u, gãc vµ h−íng c¾m cña vØa. §Çu nßng näc x¸c ®Þnh chiÒu s©u vµ gãc c¾m thùc cña vØa, ®u«i nßng näc chØ h−íng dèc (ph−¬ng vÞ) cña vØa so víi h−íng b¾c ®Þa lý. Cét cuèi cïng (bªn ph¶i) chØ gãc nghiªng (λ) vµ h−íng ®i cña trôc giÕng khoan (còng chÝnh lµ h−íng dèc cña trôc Zond ®o). 8.3.4. Ph¹m vi øng dông C¸c kÕt qu¶ ®o gãc c¾m lµ tµi liÖu c¬ së quan träng ®Ó x¸c ®Þnh gãc ®æ cÊu t¹o hay khu vùc cña l¸t c¾t ®Þa chÊt, ph¸t hiÖn c¸c dÞ th−êng gãc ®æ cã liªn quan ®Õn c¸c biÕn d¹ng kiÕn t¹o nh− ®øt g∙y uèn nÕp (H×nh 8.15). C¸c ®−êng cong ®iÖn trë khi tiÕn hµnh ®o gãc c¾m cã thÓ ®−îc dïng ®Ó ph¸t hiÖn c¸c ®íi nøt nÎ. ¸p dông phÐp ®o gãc c¾m trong nghiªn cøu ®Þa tÇng cã thÓ nhËn ®−îc c¸c th«ng tin H×nh 8.15. Mét thÝ dô ®o gãc c¾m x¸c ®Þnh d¹ng vÒ c¸c hiÖn t−îng bÊt uèn nÕp cña vïng ®Þa chÊt chØnh hîp ®Þa tÇng hay bÊt chØnh hîp gãc (H×nh 8.16). 241
  15. Trªn h×nh vÏ chØ râ mÆt bÊt chØnh hîp ®Þa tÇng ë chiÒu s©u 580m. Trªn ®−êng cong liªn hÖ ë cét thø nhÊt còng thÓ hiÖn nh− vËy. Tõ d−íi lªn sau ®íi phong ho¸ bµo mßn ®iÖn trë gi¶m râ rÖt vµ ®−êng cong Ýt zÝc z¾c h¬n. 8.4. §o nhiÖt ®é trong giÕng khoan 8.4.1. Tr−êng nhiÖt ®é trong giÕng khoan Ph−¬ng ph¸p nhiÖt trong ®Þa vËt lý giÕng khoan b¾t ®Çu tõ viÖc ®o nhiÖt ®é cña cét dung dÞch khoan sau khi ngõng tuÇn hoµn dung dÞch trong giÕng. Trong giÕng khoan dung dÞch vµ ®Êt ®¸ v©y quanh lu«n cã sù trao ®æi nhiÖt. Sù trao ®æi nhiÖt gi÷a pha láng (dung dÞch) víi ®Êt ®¸ v©y quanh (pha r¾n) x¶y ra nhanh hay chËm phô thuéc vµo ®é dÉn nhiÖt vµ nhiÖt dung cña c¸c pha MÆt bÊt chØnh hîp ®ã. Nãi chung nhiÖt dung cña dung dÞch th× §íi phong ho¸ lín nh−ng ®é dÉn nhiÖt th× nhá h¬n cña ®Êt ®¸ v©y quanh. Trªn ®¹i thÓ ®é dÉn nhiÖt cña ®¸ phô thuéc vµo mËt ®é cña ®¸ mµ mËt ®é cña mét lo¹i ®¸ l¹i phô thuéc vµo ®é nÐn ep hay chiÒu s©u, thÕ n»m cña lo¹i ®¸ ®ã. Trong quan hÖ phô thuéc phøc t¹p ®ã lµm cho nhiÖt ®é cña cét dung dÞch trong giÕng khoan kh«ng gièng víi nhiÖt ®é cña ®Êt ®¸ cã cïng chiÒu s©u ë thµnh giÕng khoan. Muèn cho nhiÖt ®é cña dung dÞch vµ cña ®Êt ®¸ cïng chiÒu s©u ë thµnh giÕng b»ng nhau ph¶i chê mét thêi gian ∆t (tÝnh tõ lóc ngõng khoan) ®ñ dµi ®Ó cã sù c©n b»ng nhiÖt gi÷a hai pha ®ã . H×nh 8.16. ThÝ dô x¸c ®Þnh bÊt chØnh hîp ®Þa tÇng theo tµi liÖu ®o gãc c¾m Ngay sau khi ngõng tuÇn hoµn ë phÇn d−íi gÇn ®¸y giÕng dung dÞch lµm cho ®Êt ®¸ v©y quanh nguéi ®i (h×nh 8.17), cßn ë phÇn trªn gÇn mÆt ®Êt, ng−îc l¹i dung dÞch lµm nãng ®Êt ®¸ ë thµnh giÕng. Së dÜ nh− vËy lµ v× ®íi (A) gÇn ®¸y giÕng lµ dung dÞch míi ®−îc b¬m xuèng cã nhiÖt ®é th−êng nhá h¬n nhiÖt ®é cña ®Êt ®¸ xung quanh; dung dÞch ë ®íi (B) gÇn mÆt ®Êt lµ dung dÞch míi ®−îc ®èi l−u ngù¬c tõ ®¸y giÕng ®∙ Êm lªn do lµm nguéi choßng vµ nhËn thªm nhiÖt cña ®Êt ®¸ ë phÇn d−íi. V× vËy sau khi ngõng tuÇn hoµn nhiÖt ®é cña dung dÞch ë phÇn d−íi (A) th−êng thÊp h¬n nhiÖt ®é thùc cña ®Êt ®¸ vµ ë phÇn trªn gÇn mÆt ®Êt nhiÖt ®é cña dung dÞch th× lín h¬n nhiÖt ®é cña ®Êt ®¸ (h×nh 8.17). 242
  16. T (0C) Gi÷a c¸c ®íi (A) vµ (B) cã mét ®íi (B) (C), ë ®ã nhiÖt ®é cña dung dÞch vµ cña ®Êt NhiÖt ®é cét dung dÞch NhiÖt ®é ®Êt ®¸ tÝnh theo ®¸ b»ng nhau ngay sau khi ngõng tuÇn hoµn. (C) gradien nhiÖt ®é ChiÒu s©u cña ®íi C phô thuéc vµo nhiÖt ®é dung dÞch ë bÓ chøa vµ gradien nhiÖt ®é cña khu vùc. 8.4.2. PhÐp ®o nhiÖt ®é 8.4.2.1. §o kh«ng liªn tôc Dïng c¸c nhiÖt kÕ maximum1, ®o (A) nhiÖt ®é cña cét dung dÞch ë c¸c chiÒu s©u kh¸c nhau. Dùa vµo c¸c sè ®o vµ chiÒu s©u t−¬ng øng ta x©y dùng biÓu ®å nhiÖt ®é cét H dung dÞch theo chiÒu s©u giÕng khoan. C¸c H×nh 8.17. Tr−êng nhiÖt ®é trong biÓu ®å nh− vËy ®−îc lËp theo c¸c thêi gian giÕng khoan ∆t kh¸c nhau ta cã thÓ quan s¸t thÊy sù thay ®æi nhiÖt ®é cña cét dung dÞch theo thêi gian t¹i chiÒu s©u bÊt kú. Sù thay ®æi ®ã nãi lªn r»ng ®Êt ®¸ ®ang dÇn dÇn trao ®æi nhiÖt víi dung dÞch ë cïng chiÒu s©u ®Ó cã nhiÖt ®é b»ng nhiÖt ®é thùc ban ®Çu cña ®¸. Tõ c¸c sè ®o nh− vËy ta cã thÓ ngo¹i suy ®−îc nhiÖt ®é thùc tÕ cña ®Êt ®¸ ë thµnh giÕng b»ng s¬ ®å Horner. 1. Nguyªn t¾c chung Lachenbruch A. H et al(1954), Schoeppel R.J (1966), Daxnov V.N vµ Dowdle W.L (1975) lµ nh÷ng ng−êi ®−a ra vµ lÇn l−ît sö dông mét biÓu thøc thÓ hiÖn sù thay ®æi cña nhiÖt ®é theo thêi gian nh»m ngo¹i suy nhiÖt ®é æn ®Þnh (T∞ ®−îc xem b»ng nhiÖt ®é thùc) cña ®Êt ®¸ ë thµnh giÕng khoan. C¸c sè liÖu cÇn thiÕt ®Ó x©y dùng c«ng thøc nµy gåm: Thêi gian lµm nguéi ë trong giÕng (thêi gian khoan+ thêi gian tuÇn hoµn): tk Thêi gian s−ëi Êm “t1”, t−¬ng ®−¬ng víi thêi gian lÊy sè ®o nhiÖt ®é ®Çu tiªn. t1 tÝnh tõ lóc kÕt thóc tuÇn hoµn. Sè ®o nhiÖt ®é ë thêi gian t1 lµ T1. Vµ nãi chung th× nhiÖt ®é T1 ®−îc ®o ë thêi gian t1 ®èi víi mçi Zond ®o. BiÓu thøc cã d¹ng:  t T = K log  1 + k  + T∞ (8.6) ∆t   1. NhiÖt kÕ dïng thuû ng©n ®o th©n nhiÖt lµ mét lo¹i nhiÖt kÕ max 243
  17.  ∆t + t k  BiÓu thøc (8.6) lµ hµm tuyÕn tÝnh cña ®èi sè log   cã d¹ng y= ax + b, víi  ∆t   ∆t + t k  y= T, x = log   ; a =k, lµ hÖ sè , b = T∞ nhiÖt ®é thùc cña ®¸.  ∆t  Tõ thêi ®iÓm ngõng tuÇn hoµn dung dÞch, sau c¸c kho¶ng thêi gian ∆t1vµ ∆t2 ®o ®−îc c¸c gi¸ trÞ nhiÖt ®é t−¬ng øng T1 vµ T2, ta dÔ dµng tÝnh ®−îc hai cÆp sè (x,y) lµ to¹ ®é cña c¸c ®iÓm A vµ B:      ∆t + t  ∆t + t AT1 ,log  1 k  vµ B T2 ,log  2 k  (8.7)  ∆t   ∆t        1 2  ∆t + t k  Dùng hÖ to¹ ®é b¸n loga, trôc x lµ log   , trôc y lµ T, khi x¸c ®Þnh vÞ trÝ  ∆t  c¸c ®iÓm A vµ B trªn hÖ to¹ ®é nµy ta dÔ dµng x¸c ®Þnh ®−êng th¼ng ®å thÞ biÓu diÔn cña ph−¬ng tr×nh (8.6) nh− h×nh 8.18. Gi¸ trÞ nhiÖt ®é T(∞) cña ®iÓm (O,T) trªn hÖ to¹ ®é ë h×nh 8.18 khi x = ∆t + t k  ∆t + t k  = 1. log   = 0 nghÜa lµ ∆t  ∆t  T VËy T(∞) lµ ®iÓm c¾t nhau gi÷a ®−êng  ∆t + t  biÓu ®å Horner víi trôc tung. x1 = log  1 k  T(∞)  ∆t    1 NhËn xÐt: §Ó cã thÓ tÝnh to¸n  ∆t + t  x 2 = log  2 k  ®−îc nhiÖt ®é cña vØa, phÐp ®o T ®−îc  ∆t  thùc hiÖn ë thêi gian ∆t, tÝnh tõ lóc   2 T2 B ngõng tuÇn hoµn. Kho¶ng thêi gian ∆t chê cho ®¸ “Êm” lªn cµng dµi cµng chÝnh x¸c. Tuy nhiªn, trong thùc tÕ kh«ng cho phÐp ∆t kÐo dµi ®Õn v« cïng. T1 A V× thÕ cÇn x¸c ®Þnh Ýt nhÊt hai cÆp sè theo (8.7) ë ®iÒu kiÖn thuËn lîi cho phÐp. Muèn vËy: a. Sù ®o ghi nhiÖt ®é cùc ®¹i ph¶i kÌm víi thêi gian ∆t ë chiÒu s©u cña 10 x2 x1 1 X 5 Zond ®o. H×nh 8.18. Nguyªn t¾c x©y dùng biÓu ®å Horner cho mét giÕng khoan b. Gi¶m thêi gian tuÇn hoµn ®Õn tèi thiÓu ®Ó c¸c líp ®¸ kh«ng bÞ lµm nguéi nhiÒu tr−íc khi ®o (gi¶m thêi gian tuÇn hoµn, ®ång nghÜa víi gi¶m thêi gian lµm nguéi tk). c. TËp hîp sã liÖu ®Çy ®ñ cho viÖc x¸c ®Þnh ∆t vµ tk ®−îc tèt. 244
  18. 2. øng dông cña ph−¬ng ph¸p biÓu ®å Horner a. Thu thËp c¸c sã liÖu sau: Tr−íc khi ®o nhiÖt ®é: + ChiÒu s©u ®¸y giÕng + Thêi gian ngõng khoan (ngµy, giê, phót). + Thêi gian ngõng tuÇn hoµn (ngµy, giê, phót). + Thêi gian xuyªn cña choßng khoan trong 10m cuèi cïng + Thêi gian khoan mÐt cuèi cïng (tk1) tÝnh b»ng phót. + Thêi gian tuÇn hoµn (tk2) tÝnh b»ng phót. tk = tk1 + tk2. Khi phÐp ®o tiÕn hµnh: + Lo¹i m¸y giÕng (nhiÖt kÕ). + ChiÒu s©u tiÕn hµnh ®o (tÝnh chiÒu s©u lín nhÊt). +Thêi gian b¾t ®Çu tiÕn hµnh. + Kho¶ng thêi gian tõ lóc ngõng tuÇn hoµn ®Õn lóc b¾t ®Çu ®o nhiÖt ®é, ∆t. + NhiÖt ®é ®o ®−îc lín nhÊt. b. BiÓu ®å Horner: NhiÖt ®é (0C) X©y dùng biÓu ®å Horner còng kh«ng ®Æc biÖt khã l¾m. lËp mét hÖ to¹ ®é b¸n loga,  ∆t + t k  1 trôc tung Y = T, trôc hoµnh log   (xem  ∆t  h×nh 8.18). 2 §Ó dùng ®−êng th¼ng biÓu ®å Horner §å thÞ nhiÖt ®é ta c©n Ýt nhÊt hai cÆp sè tÝnh theo (8.7) ®Ó x¸c tõng phÇn 3 ®Þnh ®−îc c¸c ®iÓm A, B. KÐo dµi ®−êng AB c¾t trôc T t¹i T(∞). ë mçi chiÒu s©u lÊy sè ®o §å thÞ nhiÖt ®é ∆t, vµ ∆t2 ta tÝnh ®−îc mét gi¸ trÞ T(∞). Nèi trung b×nh 4 c¸c ®iÓm T(∞) ë c¸c chiÒu s©u kh¸c nhau cña giÕng khoan, ta cã biÓu ®å ®Þa nhiÖt cña l¸t (m) c¾t giÕng khoan (h×nh 8.19). §é dèc cña H×nh 8.19. X©y dùng tuyÕn ®Þa ®o¹n th¼ng nèi hai ®iÓm ®o liÒn nhau trong nhiÖt cña mét giÕng khoan l¸t c¾t cña giÕng khoan sÏ thÓ hiÖn gradien 245
  19. ®Þa nhiÖt cña phÇn l¸t c¾t gi÷a hai ®iÓm ®ã gäi lµ gradien ®Þa nhiÖt tõng phÇn. Dùa vµo c¸c ®−êng biÓu diÔn gradien nhiÖt (h×nh 8.19) ta cã thÓ v¹ch mét ®−êng xu thÕ hay gradien ®Þa nhiÖt trung b×nh. 8.4.2.2. §o liªn tôc PhÐp ®o liªn tôc nhiÖt ®é cña cét dung dÞch khoan ®−îc thùc hiÖn nhê mét nhiÖt kÕ ®iÖn trë. S¬ ®å nhiÖt kÕ ®iÖn trë ®o trong giÕng khoan ®−îc thÓ hiÖn trong h×nh 8.20, ho¹t ®éng trªn nguyªn t¾c cña cÇu ®iÖn trë Wheatston. CÇu cã 4 ®iÖn trë trong sè ®ã cã 1 hoÆc 2 lµ c¸c ®iÖn trë nh¹y nhiÖt, chÕ t¹o tõ c¸c kim lo¹i cã kh¶ n¨ng thay ®æi gi¸ trÞ trë kh¸ng theo nhiÖt ®é cña m«i tr−êng xung quanh. Trong thùc tÕ ng−êi ta chän c¸c kim lo¹i cã ®Æc tÝnh thay ®æi tuyÕn tÝnh gi¸ trÞ ®iÖn trë cña nã trong kho¶ng thay ®æi nhiÖt ®é tõ 0 - 3500F. C¸c ®iÖn trë nh¹y nhiÖt tiÕp xóc víi m«i ∆U tr−êng (dung dÞch khoan), khi nhiÖt ®é m«i tr−êng thay ®æi lµm cho trÞ sè cña c¸c ®iÖn trë ®ã còng thay ®æi dÉn ®Õn sù mÊt th¨ng b»ng cña cÇu vµ g©y ra hiÖu ®iÖn thÕ ∆U ë c¸c ®iÓm M vµ N trªn ®−êng chÐo cña cÇu. NhiÖt ®é T cña m«i tr−êng t¹i ®iÓm ®o ®−îc tÝnh : ∆U T = T0 + C (8.8). I Trong ®ã: T0: NhiÖt ®é ë mÆt ®Êt t¹i n¬i chuÈn cho cÇu th¨ng b»ng. C: HÖ sè cña thiÕt bÞ ®o (0C/Ω), ®−îc x¸c ®Þnh theo kÕt quÈ chuÈn ®Þnh cì. ∆U: HiÖu thÕ lÖch cÇu (mV). H×nh 8.20. S¬ ®å nhiÖt kÕ ®iÖn dïng cÇu Wheatstone vµ c¸p 3 ruét I: Dßng nu«i cÇu. ∆U = 2.5 mV Vµ nÕu ®é nhËy cña m¸y ®o b»ng ξ o = th× dßng t−¬ng øng 0 C T − T0 ).C . Tõ ®ã C = 2I.5 [mA / mV / ( ] víi ®é nh¹y nµy sÏ lµ I 0 = Cξ 0 = 2.5 mV 0 0 C. 0 C Thay C vµo (8.8) ta cã: I 0 ∆U I  = T0 + 0 ,4 ∆U . 0 . T = T0 + . (8.9) 25 I I 246
  20. SP §iÖn trë Trong qu¸ tr×nh ®o c−êng ®é NhiÖt ®é (0C) dßng muèi I ®−îc duy tr× kh«ng ®æi vµ b»ng I0. I = Io = const (8.10) Th× ta cã: NhiÖt ®é trung b×nh cña ®¸ ë thµng T= To + 0,4∆U giÕng khoan (8.11) PhÐp ®o ®−îc tiÕn hµnh tõ miÖng giÕng ®Õn ®¸y giÕng khoan. Trªn b»ng ®o nhiÖt ®é ph¶i ghi ngµy, giê, phót b¾t ®Çu ®o vµ ngµy, giê, phót kÕt thóc ®o ë ®¸y giÕng. Tèc ®é th¶ kÐo c¸p kh«ng cho phÐp v−ît qu¸ NhiÖt ®é cña 3000m/h. cét dung dÞch PhÐp ®o ghi thùc hiÖn tõ trªn (m) xuèng cho nªn mçi gi¸ trÞ ®o chiÒu s©u H sÏ lµ gi¸ trÞ nhiÖt ®é “cùc ®¹i” H×nh 8.21. B¨ng ®o ghi nhiÖt ®é ë giÕng khoan cña dung dÞch t¹i chiÒu s©u ®ã trong thêi ®iÓm ®o ghi. H×nh 8.21 lµ mét thÝ dô kÕt qu¶ ®o nhiÖt ®é ë giÕng khoan. 8.4.3. C¸c øng dông cña ph−¬ng ph¸p ®o nhiÖt ®é ë giÕng khoan Trong c¸c giÕng khoan trÇn tµi liÖu cña c¸c phÐp ®o nhiÖt ®é ®−îc sö dông ®Ó x¸c ®Þnh c¸c thay ®æi c©n b»ng nhiÖt ë l¸t c¾t nghiªn cøu (n¨ng l−îng, dßng nhiÖt, ®é tr−ëng NhiÖt ®é thµnh vËt chÊt h÷u c¬...). Dùa vµo c¸c tµi liÖu ®ã ta cã thÓ x¸c ®Þnh c¸c ho¹t ®éng ®Þa nhiÖt cña giÕng khoan cña vïng. Sù c©n b»ng nhiÖt khi ®−îc chi tiÕt bëi chÝnh c¸c cö liÖu khoan, sÏ Ýt nhiÒu phï hîp víi ®é dÉn nhiÖt cña ®¸. Sù thay ®æi nhiÖt ®é cã thÓ xem nh− lµ mét chØ thÞ cña ®Þa tÇng. §íi mÊt tuÇn hoµn Dùa vµo c¸c chØ thÞ ®ã ®Ó ph¸t hiÖn c¸c líp sÐt cã nÐn Ðp thÊp (nhiÖt ®é t¨ng nhanh, gradien nhiÖt t¨ng ®ét ngét). Còng cã thÓ khoanh ®−îc vïng mÊt tuÇn hoµn (H×nh 8.22). MÆt kh¸c, ng−îc l¹i còng cã thÓ x¸c ft ®Þnh ®−îc vÞ trÝ dßng n−íc hoÆc khÝ tõ vØa H×nh 8.22. Ph¸t hiÖn ®íi mÊt ch¶y vµo giÕng (khÝ ch¶y qua thµnh vµo giÕng dung dÞch tuÇn hoµn khoan lµm cho dung dÞch ë ®ã nguéi l¹nh 247
ADSENSE
ADSENSE

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

 

Đồng bộ tài khoản
2=>2