Bài giảng Địa vật lý giếng khoan - Phần 8 Minh giải tài liệu Địa vật lý giếng khoan

1ðỊA VẬT LÝ GIẾNG KHOAN TS. Lê Hải An Bộ mơn ðịa vật lý, Khoa Dầu khí, TRƯỜNG ðẠI HỌC MỎ - ðỊA CHẤT Minh giải tài liệu ðVLGK (Log Interpretation) 2Mục đích Những câu hỏi cơ bản cần trả lời: • Cột địa tầng của giếng khoan gồm các loại đá (thạch học) nào? • Cĩ hydrocarbon ở trong giếng khơng? Nếu cĩ thì ở chiều sâu nào? Cĩ cần phải thử vỉa hay khơng? • Loại hydrocarbon nào: dầu, khí, condensate? • Cĩ bao nhiêu hydrocarbon? Mục đích ðể trả lời các câu hỏi trên, việc đầu tiên cần phải xác định từ tài liệu đo ðVLGK: • Thành phần thạch học: cát kết, bột kết, sét, đá vơi,.. • Chiều dày của vỉa sản phẩm: h • ðộ rỗng: độ rỗng nguyên sinh và độ rỗng thứ sinh (nứt nẻ và hang hốc): Φ, Φe, • ðộ bão hịa nước S w 3Mục đích Cịn cĩ thể xác định được từ tài liệu đo ðVLGK: • ðộ thấm • Tướng trầm tích, mơi trường trầm tích • Thành hệ (gĩc cắm, gĩc phương vị) • Dị thường áp suất • Tổng hàm lượng hydrocarbon (TOC) • .. Ví dụ minh giải tài liệu ðVLGK Tài liệu gốc 4Ví dụ minh giải tài liệu ðVLGK Tài liệu gốc Vỉa khơng chứa • GR cĩ giá trị cao • Các đường cong điện trở suất trùng nhau Ví dụ minh giải tài liệu ðVLGK 1. Xác định vỉa chứa: Vỉa chứa • GR cĩ giá trị thấp • Cĩ sự phân tách của các đường cong điện trở suất Bài tập 1: Xác định vỉa chứa trên tài liệu DualLaterolog - GR 5Ví dụ minh giải tài liệu ðVLGK 2. Xác định độ rỗng: Bài tập 2: Cho một mẫu đá cát kết bão hịa nước nặng 215.5g, sau khi lấy hết nước ra thì cịn nặng 185.5g. Xác định độ rỗng của mẫu đá biết mật độ của cát kết là 2.65g/cc, mật độ của nước là 1g/cc. Bài tập 3: Xác định độ rỗng trung bình của vỉa sản phẩm 5350 ft. – 5400 ft. từ đường cong độ rỗng mật độ Ví dụ minh giải tài liệu ðVLGK 3. Xác định độ bão hịa: Trong đĩ: R 0 – điện trở suất của vỉa chứa bão hịa 100% nước (wet zone) R t – điện trở suất của vỉa chứa cĩ cùng độ rỗng Mối quan hệ giữa điện trở suất của vỉa chứa và độ bão hịa nước: 2 1 0     = t w R RS 6Ví dụ minh giải tài liệu ðVLGK Bài tập 4: Xác định độ bão hịa nước tại độ sâu 5327 ft. bằng cách đọc giá trị R 0 (wetzone) tại độ sâu 5410 ft. Ví dụ minh giải tài liệu ðVLGK Trong trường hợp khơng xác định được R 0 tại vỉa bão hịa 100% nước cĩ cùng độ rỗng thì phải xác định theo cơng thức: t wn w R FRS = 7Ví dụ minh giải tài liệu ðVLGK Cần phải xác định điện trở suất của nước vỉa R w và yếu tố thành hệ F wR RF 0= m aF Φ = Ví dụ minh giải tài liệu ðVLGK ðộ bão hịa nước: t m wn w R aRS Φ = 8Ví dụ minh giải tài liệu ðVLGK Bài tập 5: • Xác định R o trên khoảng 5400 ft. đến 5410 ft. • Xác định độ rỗng mật độ Φ D trên khoảng đĩ • Giả thiết là cát kết sạch a =0.62, m=2.15 • Tính điện trở suất nước vỉa R w Bài tập 6: • Xác định độ rỗng tại độ sâu 5327 ft. • Tính yếu tố thành hệ F cho cát kết sạch a =0.62, m = 2.15 • Xác định điện trở suất tại độ sâu 5327 ft. • Giả thiết R w = 0.18 Ohmm • Tính độ bão hịa nước Sw Ví dụ minh giải tài liệu ðVLGK Bài tập 7: • Xác định độ bão hịa nước tại các độ sâu: 5330 ft., 5360 ft., 5390 ft., 5405 ft. • Tại độ sâu nào thì S w = 60%? 9Ví dụ minh giải tài liệu ðVLGK 4. Xác định loại hydrocarbon: ðể phân biệt dầu và khí, sử dụng hai đường cong đo độ rỗng là NPHI và RHOB. Trong thành hệ bão hịa khí thì độ rỗng theo NPHI sẽ nhỏ hơn độ rỗng theo RHOB – gas effect. Bài tập 8: • Xác định các thành hệ chứa khí: tơ màu đỏ giữa NPHI và RHOB ở những khoảng mà NPHI nhỏ hơn Φ D • Xác định ranh giới dầu - khí Ví dụ minh giải tài liệu ðVLGK 10 Ví dụ minh giải tài liệu ðVLGK Hiệu chỉnh ảnh hưởng của mơi trường 11 Hiệu chỉnh ảnh hưởng của mơi trường Gamma Ray Hiệu chỉnh ảnh hưởng của mơi trường Gamma Ray Bài tập: Hiệu chỉnh giá trị đo GR biết: • GR = 60 API • ðường kính giếng khoan h = 8 in • Mật độ dung dịch W mud = 16 lbs/gal 12 Hiệu chỉnh ảnh hưởng của mơi trường MSFL Hiệu chỉnh ảnh hưởng của mơi trường Bài tập: Hiệu chỉnh giá trị đo MSFL biết: • R MSFL = 14 Ohmm • R mc = 1 Ohmm @ FT • h mc = 0.175 in • Bit size = 12.25 in MSFL 13 Hiệu chỉnh ảnh hưởng của mơi trường LLD Hiệu chỉnh ảnh hưởng của mơi trường Bài tập: Hiệu chỉnh giá trị đo LLD biết: • R LLD = 50 Ohmm • R m = 0.25 Ohmm @ FT • CAL = 14 in LLD 14 Hiệu chỉnh ảnh hưởng của mơi trường LLS Hiệu chỉnh ảnh hưởng của mơi trường Bài tập: Hiệu chỉnh giá trị đo LLS biết: • R LLS = 10 Ohmm • R m = 0.25 Ohmm @ FT • CAL = 14 in LLS 15 Hiệu chỉnh ảnh hưởng của mơi trường Xác định điện trở suất thực của vỉa – Tornado Chart Hiệu chỉnh ảnh hưởng của mơi trường Bài tập: Xác định R t và d i : • R LLD = 176 Ohmm • R LLS = 44 Ohmm • R MSFL = 11 Ohmm Xác định điện trở suất thực của vỉa – Tornado Chart 16 Hiệu chỉnh ảnh hưởng của mơi trường Bài tập: Xác định R t và d i : • R LLD = 50 Ohmm • R LLS = 58 Ohmm • R MSFL = 126 Ohmm Xác định điện trở suất thực của vỉa – Tornado Chart Xác định thạch học / độ rỗng 17 Thành hệ cĩ thể là - Thành hệ sạch (cát kết, đá vơi, đơlơmít) - Thành hệ lẫn sét . 1. Từ mẫu bùn khoan. 2. Từ các thơng tin địa chất khu vực 3. Từ thơng tin đã biết về mơi trường trầm tích 4. Từ phương pháp Quicklook 5. Từ các giá trị đo ghi đơn lẻ của đường cong ðVLGK. 6. Từ phương pháp vẽ đồ thị trực giao (cross-plot) Xác định thành phần thạch học của thành hệ từ một trong các cách sau đây: 18 Phương pháp đồ thị trực giao Mơ hình một khống vật ( )φρφρρ −+= 1mamfb ( )φφφφφ −+= 1mamfnðá vơi: Φma= 0 Cát: Φ ma = 0.04 19 Cross-plot mật độ - neutron ðường thẳng nối 2 điểm: 1. 100% độ rỗng 2. 100% matrix ρ f =1 Cross-plot mật độ - neutron 20 ρ f =1 Cross-plot mật độ - neutron Cross-plot mật độ - sonic 21 Cross-plot neutron - sonic Mơ hình hai khống vật 22 Mơ hình hai khống vật Phương trình cho mật độ và neutron ????????? Mơ hình hai khống vật ðồ thị trực giao Mật độ - Neutron 23 Mơ hình hai khống vật ðồ thị trực giao Mật độ - Neutron Mơ hình hai khống vật ðồ thị trực giao trong thực tế 24 Mơ hình hai khống vật ðồ thị trực giao 3 chiều Thêm trục Z để xác định khuynh hướng (ví dụ GR – sét) Mơ hình hai khống vật Bài tập 1 Xác định thành phần thạch học và độ rỗng theo RHOB-CNL crossplot CNL (%) RHOB (g/cc) Thạch học ðộ rỗng Xplot 9 2.8 11 2.52 25.1 2.39 21 2.24 5 2.84 5 2.74 5 2.4 Bài tập 2 Xác định giá trị của DT ở các vỉa nĩi trên 25 Các biểu đồ trực giao khác 1. ðồ thị trực giao PEF – Mật độ 2. ðồ thị trực giao ρma – Uma 3. MID – Matrix Identification Plot 4. MN Plot ðồ thị trực giao PEF – Mật độ 26 ðồ thị trực giao PEF – Mật độ ðồ thị trực giao ρma – Uma 27 ðồ thị trực giao ρma – Uma ðồ thị trực giao ρma – Uma ðồ thị trực giao 3 chiều ρma – Uma Trục Z là PEF 28 Sử dụng đồng thời cả 3 đường cong: neutron, mật độ và âm 1. MID Plot 2. M-N Plot MID plot 1. Xác định độ rỗng biểu kiến theo Xplot neutron-mật độ và âm-neutron 2. Xác định thời gian truyền sĩng và mật độ biểu kiến của matrix (theo Chart) 3. Xác định thành phần thạch học (theo Chart) 29 MID plot MID plot 30 MN plot Mơ hình 3 khống vật: ma 1 , ma 2 , ma 3 Về bản chất là giải hệ phương trình gồm 4 phương trình và 4 ẩn số MN plot 31 MN plot MN plot 32 MID Plot Bài tập 1 Xác định thành phần thạch học sử dụng MID plot Cho biết ρ f =1 g/cc; DT f =189µs/ft, ΦΝf=1 CNL (%) RHOB (g/cc) DT (µs/ft) Thạch học 5 2.9 50 7 2.85 45 1 2.69 48.9 1 2.57 62.2 49 2.32 52.6 11 2.60 51 1 2.70 50.45 4 2.65 50.45 5 2.71 52.96 1 2.75 47.25 M-N Plot Bài tập 2 Xác định thành phần thạch học sử dụng M-N Xplot Cho biết ρ f =1 g/cc; DT f =189µs/ft, ΦΝf=1 CNL (%) RHOB (g/cc) DT (µs/ft) M N Thạch học 1 2.57 62.2 1 2.69 48.9 49 2.32 52.6 7 2.85 45 5 2.90 50 1 2.75 47.25 14 2.69 56.7 1 2.70 50.45 6 2.79 52.96 4 2.77 47.25 33 Tổng quát Xác định hàm lượng sét 34 Các dạng tồn tại của sét trong thành hệ 1. Sét phân lớp 2. Sét xâm tán 3. Sét trong cấu trúc Clean formation Structural shale Porosity Porosity Matrix Matrix Porosity Matrix Porosity Shale Shale Matrix Porosity Matrix Laminar shale Dispersed shale Sh a le Sh a le Sét phân lớp Sét xâm tán Cát sạch Sét cấu trúc Ảnh hưởng của sét Ảnh hưởng của khống vật sét lên các tính chất vật lý thạch học của thành hệ ? 35 Ảnh hưởng của sét 4 loại khống vật sét chủ yếu • Kaolinite • Chlorite • Smectite • Illite Kaolinite Al, Si, rất ít K Illite K, Fe, Mg, Si Smectite cĩ độ rỗng rất cao Chlorite Fe, Mg, khơng cĩ K Ảnh hưởng của sét 36 Xác định hàm lượng sét từ tài liệu ðVLGK Chủ yếu là từ các đường cong sau: 1. Gamma tự nhiên (GR) 2. Phổ Gamma (SGR) 3. Thế tự nhiên (SP) Ngồi ra cũng cĩ thể xác định từ các đường cong: 1. ðiện trở suất (LLD) 2. Neutron (NPHI) 3. Mật độ (RHOB) 4. Âm (DT) Cơng thức cho đá già (consolidated rocks) Cơng thức cho đá trẻ đệ Tam (unconsolidated rocks) )12(33.0 2 −= GRIshV )12(083.0 7.3 −= GRIshV Vsh G R I Xác định hàm lượng sét từ đường cong GR 37 Cơng thức Clavier Cơng thức Bateman Cơng thức Steiber Hệ số k cho từng vùng địa chất riêng biệt 2)7.0(38.37.1 +−−= GRIVsh GRI GRIV sh − = 5.1 5.0 )7.12.1( )( ÷= + = n nGRI sh GRIV Xác định hàm lượng sét từ đường cong GR kGRIV sh = minmax min 4040 4040 KK KKV sh − − = Xác định hàm lượng sét từ đường cong SGR minmax min ThTh ThThV sh − − = 38 cátsét cát sh SPSP SPSPV − − = Xác định hàm lượng sét từ đường cong SP SSP PSPV sh −= 1Tương đương PSP: Pseudo-SP → SP tại thành hệ nghiên cứu SSP: Static-SP → maximum SP ở thành hệ cát sạch Xác định hàm lượng sét từ tài liệu ðVLGK Bài tập 1 Xác định hàm lượng sét của các vỉa chứa tuổi đệ tam theo các cách khác nhau Cho biết GR min =10 API, GR max = 100 API; K 40min =0.2%, K 40max = 3.5%; Th min =2ppm, Th max = 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 39 Acknowledgments Schlumberger Baker Atlas Halliburton