Bài giảng Địa vật lý giếng khoan - Phần 4: Các phương pháp khác

1ðỊA VẬT LÝ GIẾNG KHOAN TS. Lê Hải An Bộ mơn ðịa vật lý, Khoa Dầu khí, TRƯỜNG ðẠI HỌC MỎ - ðỊA CHẤT Phần 4: Các phương pháp khác • Phương pháp đo đường kính giếng khoan (Caliper Log) • Phương pháp đo gĩc nghiêng và phương vị của trục giếng khoan • Phương pháp đo nhiệt độ giếng khoan • Carota khí (Mud Logs) • Các phương pháp lấy mẫu lõi (Conventional Coring & Sidewall Coring) • Các phương pháp thử vỉa (Formation Tester) Phương pháp đo đường kính giếng khoan Phương pháp đo đường kính giếng khoan – Caliper ðo ghi sự thay đổi về hình dạng và kích cỡ cuả giếng khoan theo chiều sâu Phương pháp đo đường kính giếng khoan – Caliper • ðo ghi đường 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 đường kính giếng khoan • Xác định đường kính giếng khoan thơng qua biến trở cĩ con chạy Càng Thành hệ T h à n h g i ế n g k h o a n A B Nhiều thiết bị máy giếng được lắp đặt hệ thống càng để đo đường kính giếng khoan: MSFL, LDT, CNL, FMI Thiết bị máy giếng đo đường kính giếng khoan 2ðường cong đo ghi đường kính ðường cong đo ghi đường kính ðường kính giếng khoan đo ghi bằng các thiết bị khác nhau Thiết bị Caliper Một càng: MSFL (option A), LDT, EPT • ðo ghi 1 giá trị của đường kính giếng khoan = 400 mm • Tính tốn thể tích của 100 m giếng khoan = 12.57m3 (+100% sai số) Thiết bị Caliper Hai càng: MSFL (option B) • ðo ghi 1 giá trị của đường kính giếng khoan = 400 mm • Tính tốn thể tích của 100 m giếng khoan = 12.57m 3 (+100% sai số) Thiết bị Caliper Hai càng: MSFL (option B) • ðo ghi giá trị thứ nhất của đường kính giếng khoan = 195 mm • ðo ghi giá trị thứ hai của đường kính giếng khoan = 195 mm • Tính tốn thể tích của 100 m giếng khoan = 2.9m 3 (-53% sai số) Thiết bị Caliper Hai càng: MSFL (option B) • ðo ghi giá trị thứ nhất của đường kính giếng khoan = 273 mm • ðo ghi giá trị thứ hai của đường kính giếng khoan = 273 mm • Tính tốn thể tích của 100 m giếng khoan = 5.85m 3 (-7% sai số) 3Thiết bị Caliper Ba càng: sonic logs • ðo ghi 1 giá trị của đường kính giếng khoan = 260 mm • Tính tốn thể tích của 100 m giếng khoan = 5.31m 3 (-15% sai số) Thiết bị Caliper Ba càng: CNL, LDT • ðo ghi giá trị thứ nhất của đường kính giếng khoan = 200 mm • ðo ghi giá trị thứ hai của đường kính giếng khoan = 382 mm • Tính tốn thể tích của 100 m giếng khoan = 6 m 3 (-4% sai số) Thiết bị Caliper • ðo ghi giá trị thứ nhất của đường kính giếng khoan = 200 mm • ðo ghi giá trị thứ hai của đường kính giếng khoan = 400 mm • Tính tốn thể tích của 100 m giếng khoan = 6.28 m 3 (0% sai số) Bốn càng: Dual-Dipmeter tool, FMS, FMI Thiết bị Caliper Xác định trạng thái kỹ thuật giếng khoan Ứng dụng của phương pháp Caliper • ðể hiệu chỉnh ảnh hưởng của giếng khoan lên các số đo của các phương pháp khác • Xác định các vỉa sản phẩm • Xác định thể tích giếng khoan để tính tốn lượng xi măng cần thiết khi trám xi măng Phương pháp đo gĩc nghiêng và gĩc phương vị của trục giếng khoan 4Tự nghiên cứu Phương pháp đo nhiệt độ giếng khoan • ðo liên tục • ðo khơng liên tục (BHT) Tự nghiên cứu Carota khí – Mud Logs Mud Logs • ðo ghi ngay trong quá trình khoan • Nghiên cứu và phân tích các thơng tin địa chất cĩ được trong bùn khoan (cuttings) và dung dịch khoan 5Mud Logs Mục đích • Nghiên cứu những đặc điểm địa tầng của lát cắt giếng khoan • Phát hiện và xác định vị trí của vỉa chứa dầu khí • Dự đốn được đặc tính sản phẩm (sự cĩ mặt của dầu hoặc khí trong thành hệ) • Cung cấp các thơng tin về dung dịch, phân tích khí thành phần • Theo dõi và cung cấp thơng tin về an tồn trong khi khoan: xác định áp suất vỉa, dự báo tầng áp suất cao để đưa ra các chế độ khoan tối ưu Mud Logs Mud Logs Quá trình cơ bản của carota khí 1. Tách khí ðể lấy mẫu khí liên tục từ dung dịch khoan, sử dụng một trong các phương pháp sau: 1. Hút chân khơng 2. Khuấy 3. Rung tạo sĩng 4. ðun nĩng 1. Phân tích khí 1. ðo khí tổng: dựa trên sự khác biệt về tính dẫn nhiệt của hydrocarbon và khơng khí 2. ðo khí thành phần: khí được đi qua các chất bắt giữ: silicagel (H 2 và C 1 ) và squalane (C 2 , C 3 , iC 4 và nC 4 ) Mud Logs GEOSCIENCES ANAX 500 Mud Logs GEOSCIENCES ANAX 500 Total Gas Detection High Speed Chromatograph Depth Processing Unit Mud Logs – Phân tích khí thành phần Sử dụng sắc khí ký: chromatograph Cho phép: 1. Xác định chính xác vỉa sản phẩm 2. Xác định các ranh giới Dầu/Khí/Nước 3. ðịnh hướng trong các giếng khoan ngang 4. Dự báo cách tiếp cận vỉa sản phẩm Phân tích khí thành phần từ C 1 đến C 5 trong khoảng thời gian dưới 30s Cĩ thể xác định H 2 S và CO 2 nếu cần 6Mud Logs – GasWizard Master Logs Tài liệu Master Log đo carota khí thường được ghi trên tỉ lệ 1:500 hoặc 1: 1000 gồm cĩ các cột (tracks) sau: 1. ROP vận tốc khoan 2. DEPTH độ sâu 3. CUTTINGS biểu hiện % thạch học theo mẫu bùn khoan 4. GAS: Gas chromatograph 5. LITHO cột địa tầng xây dựng theo cuttings và chỉ số khí 6. F thể hiện khoảng lấy mẫu lõi 7. DESCRIPTIONS mơ tả địa chất, thạch học, ghi các chỉ số khí, tỉ trọng lưu lượng, áp suất Master Logs Trạm đo Geoservices Phân tích tài liệu Mud Logs Dựa trên các kết quả thống kê sau đây để phân tích tài liệu: • Mỏ dầu: được đặc trưng bởi nồng độ hydrocarbon nặng lớn • Mỏ khí: hàm lượng hydrocarbon nặng khơng cao (< 3%), chủ yếu là Metan CH 4 (> 95%) • ðơi khi hàm lượng hydrocarbon nặng C 2 đến C 5 chiếm từ 3% đến 6%, đĩ là vỉa khí trong mỏ dầu Sử dụng hai phương pháp: • Phương pháp biểu đồ tam giác • Phương pháp tỉ số Phương pháp biểu đồ tam giác 0.17 0 0 0.17 0.17 0 nC 4 /ΣCC 2 /ΣC C 3 /ΣC 7Phương pháp biểu đồ tam giác 0.17 0 0 0.17 0.17 0 nC 4 /ΣCC 2 /ΣC C 3 /ΣC Tam giác thành phần cĩ đỉnh: • Quay xuống là vỉa dầu • Quay lên là vỉa khí Phương pháp biểu đồ tam giác Cần chú ý: • Nếu tâm đồng dạng nằm trong elip triển vọng thì biểu hiện hydrocarbon nặng là bình thường • Nếu tâm đồng dạng nằm ngồi elip triển vọng thì biểu hiện hydrocarbon nặng là dị thường và đây là vỉa chết Phương pháp biểu đồ tam giác Xác định đặc tính của các vỉa sản phẩm sau: 1. CΣ=2%, C1=1.02%, C2=0.09%, C3=0.05% 2. CΣ=3.2%, C1=1.1%, C2=0.5%, C3=0.1%, iC4=0.1%, nC4=0.1% 3. CΣ=2.4%, C1=0.9%, C2=0.08%, C3=0.06%, iC4=0.01%, nC4=0.015% 4. CΣ=4.2%, C1=2.8%, C2=1.2%, C3=0.4%, iC4=0.2%, nC4=0.1% 5. CΣ=5.1%, C1=3.6%, C2=0.7%, C3=0.18%, iC4=0.05%, nC4=0.08% Phương pháp tỉ số • Tính tỉ số của Metan C 1 với các khí nặng khác C 1 /C 2 , C 1 /C 3 , C 1 /C 4 , C 1 /C 5 • Chủ yếu dùng tỉ số C 1 /C 2 Phương pháp tỉ số C 1 /C 2 : • Từ 2 đến 15 là vỉa dầu • Từ 15 đến 65 là vỉa khí • Nhỏ hơn 2 hoặc lớn hơn 65 là khơng sản phẩm Chú ý: Nếu bất kỳ tỉ số sau nào nhỏ hơn tỉ số trước thì vỉa đĩ là vỉa nước D-exponent Cho phép xác định dị thường áp suất 8Phương pháp lấy mẫu lõi • Phương pháp lấy mẫu thơng thường • Phương pháp lấy mẫu sườn giếng khoan Mục đích của các phương pháp lấy mẫu lõi là mang mẫu của thành hệ và chất lưu trong lỗ rỗng của chúng lên mặt đất, bảo quản và đưa về phịng thí nghiệm để phân tích Phương pháp lấy mẫu thơng thường Phương pháp lấy mẫu thơng thường • Khi đến điểm cần lấy mẫu lõi, cần khoan được kéo lên và được lắp thêm ống lấy mẫu và mũi khoan lấy mẫu • Một tải trọng nhỏ sẽ đặt lên mũi khoan và quay rất chậm để bảo đảm mẫu lõi khơng bị vỡ Phương pháp lấy mẫu thơng thường Phương pháp lấy mẫu thơng thường Mẫu lõi thơng thường lấy được dài khoảng 10 - 60 ft. và đường kính từ 1 7 / 8 - 4 1 / 2 in 9Phương pháp lấy mẫu thơng thường ðo GR trên mẫu lõi vừa lấy được trước khi đưa về phịng thí nghiệm Phương pháp lấy mẫu thơng thường Whole core Slabbed core Phương pháp lấy mẫu thơng thường Core photo Phương pháp lấy mẫu sườn Sidewall Corgun Lấy mẫu ở thành giếng khoan bằng các ống lấy mẫu được gắn vào thân của thiết bị Phương pháp lấy mẫu sườn Sidewall Corgun Khi lấy mẫu, các ống này được bắn vào thành hệ bằng cách phát nổ Phương pháp lấy mẫu sườn Sidewall Corgun • Mỗi lần kéo thả cĩ thể lấy được 60 mẫu • ðường kính của mẫu lấy được từ ¾ đến 1 1 / 8 in phụ thuộc vào đường kính ống lấy mẫu • Chiều dài mẫu phụ thuộc vào nhiều yếu tố: sức nổ, kiểu của ống lấy mẫu, độ cứng của thành hệ và cĩ thể dao động từ 0 đến 2 in 10 Phương pháp lấy mẫu sườn Làm thế nào để lấy mẫu sườn cĩ kích thước đều nhau? Phương pháp lấy mẫu sườn Rotary Sidewall Coring • Sử dụng motor để đưa khoan đưa ống lấy mẫu vào thành hệ • Thiết bị cho phép lấy mẫu sườn cĩ kích cỡ giống nhau ở mọi thành hệ cứng và mềm • Mỗi lần kéo thả cĩ thể lấy được 50 mẫu Phương pháp lấy mẫu sườn Rotary Sidewall Coring Phương pháp lấy mẫu sườn Mechanical Sidewall Coring Tool Phân tích mẫu lõi (routine core analysis) Phân tích mẫu lõi 11 Phương pháp thử vỉa Mục đích chính của các phương pháp thử vỉa: • Thu thập các mẫu chất lưu của thành hệ • ðo áp suất thành hệ • ðo độ thấm thành hệ Drill Stem Test Modular Dynamic Tester MDT-SRFT © Schlumberger Acknowledgments Schlumberger Baker Atlas Halliburton Geoservices