Tài liệu Bài giảng Địa vật lý giếng khoan - Phần mở đầu: 1ðỊA VẬT Lí GIẾNG KHOAN
TS. Lờ Hải An
Bộ mụn ðịa vật lý, Khoa Dầu khớ,
TRƯỜNG ðẠI HỌC MỎ - ðỊA CHẤT
1. Cơ sở lý thuyết của cỏc phương phỏp ủịa vật lý giếng khoan
2. Minh giải tài liệu ủịa vật lý giếng khoan
Nội dung mụn học
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
Tài liệu tham khảo
1. Vai trũ của ðịa vật lý giếng khoan (ðVLGK)
2. Lịch sử phỏt triển của ðVLGK
3. ðo ghi ðVLGK
4. Cỏc tham số vật lý thạch học xỏc ủịnh từ tài liệu ðVLGK
5. Mụi trường xung quanh giếng khoan
Phần mở ủầu
Vai trũ của ðịa vật lý giếng khoan
2Vai trũ của ðịa vật lý giếng khoan Vai trũ của ðịa vật lý giếng khoan
Cú bao nhiờu hydrocarbon trong cỏc giếng khoan này, ở những khoảng nào ?
Cỏc tầng chứa này cú
liờn thụng với nhau khụng?
Tầng chứa này kộo dài ủến ủõu?
Sẽ khai thỏc sản phẩm như thế nào?
Xỏc ủịnh cột ủịa tầng / thành phần và tớnh chất ...
12 trang |
Chia sẻ: honghanh66 | Lượt xem: 995 | Lượt tải: 0
Bạn đang xem nội dung tài liệu Bài giảng Địa vật lý giếng khoan - Phần mở đầu, để tải tài liệu về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
1ðỊA VẬT LÝ GIẾNG KHOAN
TS. Lê Hải An
Bộ mơn ðịa vật lý, Khoa Dầu khí,
TRƯỜNG ðẠI HỌC MỎ - ðỊA CHẤT
1. Cơ sở lý thuyết của các phương pháp địa vật lý giếng khoan
2. Minh giải tài liệu địa vật lý giếng khoan
Nội dung mơn học
1. ðịa vật lý giếng khoan – PGS. TS Nguyễn Văn Phơn & TS Hồng Quý, 2004
2. Log Interpretation Principles/Applications – Schlumberger, 1989
3. Log Interpretation Charts – Schlumberger, 2000
Tài liệu tham khảo
1. Vai trị của ðịa vật lý giếng khoan (ðVLGK)
2. Lịch sử phát triển của ðVLGK
3. ðo ghi ðVLGK
4. Các tham số vật lý thạch học xác định từ tài liệu ðVLGK
5. Mơi trường xung quanh giếng khoan
Phần mở đầu
Vai trị của ðịa vật lý giếng khoan
2Vai trị của ðịa vật lý giếng khoan Vai trị của ðịa vật lý giếng khoan
Cĩ bao nhiêu hydrocarbon trong các giếng khoan này, ở những khoảng nào ?
Các tầng chứa này cĩ
liên thơng với nhau khơng?
Tầng chứa này kéo dài đến đâu?
Sẽ khai thác sản phẩm như thế nào?
Xác định cột địa tầng / thành phần và tính chất của thành hệ
Mẫu lõi (core): cho thơng tin chính xác nhưng giá thành cao và khơng liên tục
sét
Thạch học?
cát
sét
ðá vơi
ðộ rỗng?
ðộ thấm?
Chất lưu?
Bao nhiêu?
ðộ rỗng?
ðộ thấm?
Chất lưu?
Loại sét?
Nứt nẻ?
Liên tục đến
giếng lân cận ?
Xác định cột địa tầng / tính chất của thành hệ bằng tổ hợp các phương pháp ðVLGK
Xác định thành phần thạch học của thành hệ bằng tổ hợp các phương pháp ðVLGK
Cát kết ðá vơi ðơlơmít
Sét
Xác định cột địa tầng / tính chất của thành hệ bằng tổ hợp các phương pháp ðVLGK
3??????
Dầu
??????
????????
??????????
ðối tượng nghiên cứu: tầng chứa (reservoir)
Mũ khí
Dầu
ðá chứa: cát, đá vơi, đơlơmit
rỗng và thấm
ðá sinh
ðá chắn
Tầng chứa
Mũ khí
ðá chắn
Ranh giới
dầu - khí
Ranh giới
dầu – nước
Dầu
Nước
Cột địa tầng
Xác định các yếu tố của tầng chứa bằng tổ hợp các phương pháp ðVLGK
Xác định các yếu tố của tầng chứa bằng tổ hợp các phương pháp ðVLGK
Xác định các yếu tố của tầng chứa bằng tổ hợp các phương pháp ðVLGK
OWC
Xác định các yếu tố của tầng chứa bằng tổ hợp các phương pháp ðVLGK
GOC
4Lịch sử phát triển của ðVLGK
Lịch sử phát triển của ðVLGK
• ðường cong ðVLGK đầu tiên
(9/1927) do Henri Doll tiến hành: đo
điện trở suất biểu kiến của thành hệ
tại một giếng khoan dầu khí ở
Pechelbronn, Pháp.
Lịch sử phát triển của ðVLGK
• ðến 1927: thời kỳ phát triển quan niệm
• 1927 - 1949: thời kỳ được chấp nhận
• 1949 - 1985: thời kỳ vàng
• Sau 1985: thời kỳ phát minh lại
Lịch sử phát triển của ðVLGK
• 1869 First temperature log Lord Kelvin
• 1883 Single electrode resistivity log patented by Fred Brown
• 1912 First surface resistivity survey (Conrad Schlumberger)
• 1927 First multi-electrode electrical survey in a wellbore (in France)
ðến 1927
Lịch sử phát triển của ðVLGK
• 1929 First electrical survey in California (also Venezuela, Russia, India)
• 1931 First SP log, first sidewall core gun
• 1932 First deviation survey, first bullet perforator
• 1933 First commercial temperature log
• 1936 First SP dipmeter
• 1937 First electrical log in Canada (for gold in Ontario)
• 1938 First gamma ray log, first neutron log
• 1939 First electrical log in Alberta
• 1941 Archie's Laws published, first caliper log
• 1945 First commercial neutron log
• 1947 First resistivity dipmeter, first induction log described
• 1948 First microlog, first shaped charge perforator
• 1948 Rw from SP published
1927-1949
Lịch sử phát triển của ðVLGK
• 1949 First laterolog
• 1952 First microlaterolog
• 1954 Added caliper to microlog
• 1956 First commercial induction log, nuclear magnetic log described
• 1957 First sonic log, first density log
• 1960 First sidewall neutron log (scaled in porosity units)
• 1960 First thermal decay time log
• 1961 First digitized dipmeter log
• 1962 First compensated density log (scaled in density/porosity units)
• 1962 First computer aided log analysis, first logarithmic resistivity scale
• 1963 First transmission of log images by telecopier (predecessor to FAX)
• 1964 First measurement while drilling logs described
• 1965 First commercial digital recording of log data
• 1966 First compensated neutron log
• 1969 First experimental PE curve on density log
• 1971 First extraterrestrial temperature log Apollo 15
• 1976 First desktop computer aided log analysis system LOG/MATE
• 1977 First computerized logging truck
• 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
1949-1985
5Lịch sử phát triển của ðVLGK
Sau 1985
Phát minh các thiết bị đo ghi cĩ độ phân giải cao
Lịch sử phát triển của ðVLGK
Sau 1985
Phát minh các thiết bị đo ghi cĩ độ phân giải cao
Lịch sử phát triển của ðVLGK
Sau 1985
Phát triển các phần mềm phân tích tổng hợp tài liệu ðVLGK:
Schlumberger Geoquest QLA, IP, Geoframe PetroViewPlus, ELANPlus
Landmark Stratwork
Lịch sử phát triển của ðVLGK
Sau 1985
Phát triển các phần mềm phân tích tổng hợp tài liệu ðVLGK:
Schlumberger Geoquest QLA, IP, Geoframe PetroViewPlus, ELANPlus
Landmark PetroWork
ðo ghi ðịa vật lý giếng khoan
ðo ghi ðịa vật lý giếng khoan
6ðo ghi ðịa vật lý giếng khoan
Một hệ thống đo ghi hồn chỉnh vừa phát vừa đo bao gồm:
• Máy giếng (tools)
• Cáp truyền chuyên dụng (cables)
• Trạm đo (station)
ðo ghi theo kiểu “comes up logging”: thả thiết bị xuống đáy giếng rồi đo ghi trong
quá trình kéo lên
Tín hiệu thu được ghi vào phim (ghi ảnh – analog), ngày nay được ghi số trực tiếp
vào máy tính (digital)
ðo ghi ðVLGK ngay sau khi dừng khoan (kéo cần khoan ra khỏi giếng) trước khi
chống ống
ðo ghi ðịa vật lý giếng khoan
Log runs
Ngày khoan
C
h
i
ề
u
s
â
u
k
h
o
a
n
Tời
Cáp
Máy
giếng
Máy giếng (tools)
Máy giếng (tools)
Các máy giếng cĩ thể tích hợp (ghép
nối) với nhau để một lần kéo thả
(log run) cĩ thể đo ghi được nhiều
tham số khác nhau
7Biểu diễn kết quả đo ghi ðVLGK
Chiều sâu:
Thơng thường theo tỉ lệ 1:240 hoặc 1:600
Cũng cĩ thể theo tỉ lệ 1:1200, 1:120, 1:48, 1:5.
Giá trị đo 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 độ phân giải của các thiết bị ðVLGK
Máy giếng (logging tools)
Chiều sâu nghiên cứu
ð
ộ
p
h
â
n
g
i
ả
i
t
h
e
o
c
h
i
ề
u
d
ọ
c
Các tham số vật lý thạch học xác định từ ðVLGK
Các tham số vật lý thạch học của đá chứa
8Các tham số vật lý thạch học của đá chứa
1. ðộ sét (V
sh
)
2. ðộ rỗng (Φ)
3. ðộ thấm (K)
4. ðộ bão hịa (S
w
, S
o
, S
g
)
ðộ sét (Vsh)
Các loại sét khác nhau (phân lớp, phân tán, cấu trúc)
ðộ rỗng (Φ)
V
Vp
=Φ
ðộ rỗng (Φ)
Phụ thuộc kích thước hạt (grain size)
Phụ thuộc cách sắp xếp hạt (packing)
ðộ rỗng (Φ)
• ðộ rỗng hở
• ðộ rỗng tiềm năng
• ðộ rỗng hiệu dụng
• ðộ rỗng tồn phần (ðộ rỗng nguyên
sinh, ðộ rỗng thứ sinh)
ðộ thấm (K)
p
h
SKQ ∆=
µ
K - độ thấm
Q - lưu lượng
µ - độ nhớt
S - tiết diện
h - chiều dài
p – áp suất
9ðộ thấm (K)
2
3
22 )1(
1
e
e
grs SF
K
Φ−
Φ
=
τ
K - độ thấm (mm
2
)
F
s
- yếu tố hình dạng
t - độ uốn khúc
S
gr
- diện tích bề mặt trên một đơn vị thể tích hạt
F
e
- độ rỗng
ðộ rỗng – ðộ thấm
© Schlumberger
ðộ bão hịa (S
w
, S
o
, S
g
)
Xương đá (matrix)
Dầu Nước
0
1
01
Sw
ðộ rỗng
ðộ bão hịa (S
w
, S
o
, S
g
)
Hydrocarbon
Nước
Xương đá
ðộ bão hịa (S
w
, S
o
, S
g
)
w
nS = aφ m
Rw
Rt
Φ
=
w
w
VS
Φ
=
o
o
VS
Φ
=
g
g
V
S
1=++ gow SSS
ðộ bão hịa (S
w
, S
o
, S
g
)
10
Mơi trường xung quanh giếng khoan
Mơi trường xung quanh giếng khoan
Dung dịch khoan bao gồm sét bentonite, chất phụ gia (barite) được 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 độ của dung dịch khoan và chiều cao của cột dung dịch: P ~ H.ρ
ðể ngăn chặn hiện tượng phun dung dịch, phải thay đổi mật độ dung dịch sao
cho áp suất thủy tĩnh của cột dung dịch lớn hơn với áp suất vỉa
Sự chênh áp này gây nên hiện tượng ngấm (xâm nhập) của dung dịch khoan vào
thành hệ cĩ độ rỗng và độ thấm, tạo nên một mơi trường phức tạp xung quanh
thành giếng khoan, ảnh hưởng lên kết quả của các phép đo ðVLGK
Mơi trường xung quanh giếng khoan
Khi khoan qua thành hệ cĩ độ rỗng cao, thành hệ cĩ 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, cịn 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
đới khác nhau: đới ngấm (đới rửa + đới chuyển tiếp) và đới nguyên
Mơi trường xung quanh giếng khoan
Mơi trường xung quanh giếng khoan
đới chuyển tiếp
đới rửa
đới nguyên
vỏ bùn
Mơi trường xung quanh giếng khoan
Quá trình xâm nhập của filtrate dung dịch khoan vào thành hệ (invasion process)
ðường kính đới ngấm
phụ thuộc vào độ rỗng,
độ thấm cũng như thành
phần thạch học của
thành hệ
11
Mơi trường xung quanh giếng khoan
• ðới ngấm
– ðới rửa: filtrate dung dịch
khoan thay thế hồn tồn
nước vỉa
– ðới chuyển tiếp:filtrate
dung dịch khoan lẫn với
nước vỉa
• ðới nguyên khơng bị ảnh
hưởng của filtrate dung dịch
khoan:
– Nước vỉa
– Dầu
– Khí
Mơi trường xung quanh giếng khoan
• Khi R
w
<R
mf
Mơi trường xung quanh giếng khoan
• Khi R
w
>R
mf
Mơi trường xung quanh giếng khoan
• Xuất hiện đới vành
khuyên ngay sau
đới chuyển tiếp
• Bản chất là do
hydrocarbon
chuyển dịch nhanh
hơn nước vỉa nên
tạo ra một đới cĩ
độ bão hịa nước
vỉa cao ở giữa đới
rửa và đới nguyên
làm giảm đột ngột
điện trở suất
Thực tế là annulus profile
Các đường cong đo ghi
điện trở cĩ chiều sâu
nghiên cứu khác nhau cho
các giá trị điện trở suất
biểu kiến khác nhau
Quá trình xâm nhập của dung dịch khoan
© Schlumberger
12
Acknowledgments
Schlumberger
Baker Atlas
Halliburton
Các file đính kèm theo tài liệu này:
- lecture_1bw_39.pdf