L&TD

Trong kỹ thuật đo lường, luôn tồn tại nhiễu do ảnh hưởng của môi trường lên tín hiệu đo. Bây giờ hãy xem xét đến tầm quan trọng của một số đặc điểm của các thành hệ về khía cạnh địa chất như: thành phần, kiến trúc, thế nằm của vỉa, môi trường trầm tích, nhiệt độ, áp suất...

1. Thành phần
- Bản chất của pha rắn, gồm các hạt vụn xi măng gắn kết trong đá không dẫn điện hoặc có điện trở rất cao.
- Các chất lưu bão hoà trong lỗ rỗng của đá: hydrocacbon cũng có điện trở suất rất lớn, nước là thành phần chất lưu có độ dẫn điện tốt phụ thuộc vào độ khoáng hoá và nhiệt độ.
- Ma trận xương và độ bão hoà

2. Kiến trúc đá
Hình dáng kích thước phân bố sắp xếp của các hạt có ảnh hưởng nhiều đến ma trận xương; kích thước, đặc điểm phân bố của các lỗ rỗng và kênh dẫn trong đá lại có ảnh hưởng rất lớn đến điện trở suất của đá.

Cấu trúc lỗ rỗng trong các đá là một cấu trúc fractal. Độ cong lỗ rỗng thể hiện lên các tham số “a” và “m” trong quan hệ giữa ma trận xương F và độ rỗng Ф.

Độ thấm khác nhau sẽ làm thay đổi trong đới ngấm và độ bão hoà cả về bản chất cũng như kích thước của đới ngấm.

Trong khi hệ điện cực phát dòng theo hướng nằm ngang, nếu không đẳng hướng mà lệch theo một hướng nhất định (bất đẳng hướng nhỏ) thì số đo sẽ thay đổi không có quy luật. Kiểu phân bố của sét hay các khoáng vật dẫn điện khác trong đá cũng có vai trò quan trọng làm cho điện trở của đá thay đổi.

Trong các hang hốc, khe nứt nếu có chứa dung dịch dẫn điện hay chứa nước sẽ ưu tiên cho một phần dòng đi từ các hệ cực và từng khe nứt sẽ có ảnh hưởng khác nhau lên kết quả đo. Các tham số “a” và “m” cũng vì thế mà thay đổi.

3. Độ dốc và cấu trúc các lớp đá
Thế nằm của các lớp đá không luôn luôn nằm ngang, trục giếng khoan cũng không luôn luôn theo phương thẳng đứng, nghĩa là các mặt phân lớp không luôn luôn vuông góc với trục giếng khoan, nên điện trở suất biểu kiến có thể có sai số. Đây cũng là một kiểu sai số giống như khi gặp bất đồng nhất nhỏ.

Chiều dày, cách tổ chức sắp xếp bên trong của vỉa nghiên cứu và các vỉa vây quanh (đây là một kiểu bất đẳng hướng vĩ mô) phụ thuộc vào lịch sử lắng đọng, đặc điểm môi trường trầm tích trong từng nhịp địa chất...Các dạng cấu trúc vĩ mô đó đều thể hiện rất rõ ràng theo sự thay đổi giá trị điện trở của các lớp trong lát cắt.

4. Nhiệt độ, áp suất nén ép
Số đo nhiệt độ ở đáy giếng là cần thiết đối với phương pháp điện trở nếu ta chưa biết rõ gradien địa nhiệt của vùng. Áp suất vỉa là hàm số của nhiều yếu tố - bao gồm lực nén ép kiến tạo, thiểu nén ép. Sự nén ép làm cho đá chặt xít, các hạt đá bị biến dạng và ma trận xương thay đổi theo chiều giảm khi lực nén ép tăng.

Phép thử nghiệm được thực hiện ở phần lát cắt có đối tượng nghiên cứu dựa vào sự khác biệt áp suất thuỷ tĩnh của cột dung dịch và áp suất vỉa

5. Các ứng dụng
a) Độ bão hoà
Phần lớn các ứng dụng của phép đo điện trở suất / độ dẫn điện ở giếng khoan là để xác định độ bão hoà nước (hoặc độ bão hoà dầu) trong đới rửa và đới nguyên.

Rxo có thể được đo trực tiếp bằng các vi hệ điện cực. Rt thường không đo trực tiếp vì luôn luôn có ảnh hưởng của cột dung dịch, lớp vỏ sét và đới ngấm, ngoài ra còn ảnh hưởng của các lớp vây quanh. Chỉ trong các điều kiện thật thuận lợi, các Zond đo có hội tụ (LLd, ILd) mới có khả năng cho số đo gần với giá trị Rt, không cần phải hiệu chỉnh.

Bình thường các số đo điện trở bằng các hệ cực sâu vẫn phải hiệu chỉnh nhờ các bản chuẩn chuyên dụng để loại bỏ ảnh hưởng của giếng khoan, đới ngấm và các vỉa vây quanh. Phép hiệu chỉnh đối với đới rửa thường kết hợp số đo của ba phép đo có chiều sâu nghiên cứu khác nhau để tìm ba ẩn số: Di, Rxo và Rt. Chẳng hạn ta có:

(Ra)cor = RxoGxo + RiGi + RtGt
Gxo(Di) + Gi(Di) + Gt(Di) = 1

là tổng yếu tố hình học của cỏc đới tương ứng. Nếu loại trừ ảnh hưởng của đới chuyển tiếp (Gi = 0) thì phương trình trên được rút gọn:

(Ra)cor = RxoGxo + RtGt
với 1 = Gxo(Di) + Gt(Di)

ở đây Gxo, Gi được xác định theo đường kính đới ngấm Di (trong cỏc phương pháp cảm ứng yếu tố hình học lấy ký hiệu G, còn trong các phương pháp laterolog ký hiệu đó là J).

Lấy các số đo điện trở từ ba Zond đo có chiều sâu nghiên cứu khác nhau, hoặc giả thiết gần đúng. Rxo, Di, Rt có thể được tính theo phương trình hoặc dựng bản chuẩn thích hợp.

b) Ma trận xương
Nếu đá chứa được xem là đá sạch (độ sét dưới 5%) và bão hoà nước 100% thì ma trận xương của đá có thể tính theo hệ số (yếu tố) thành hệ:

F = Rxo/Rmf = Ro/Rw (3.108)

Mặt khác: F = a/Ф^m

với “a” và “m” là các tham số fractal được xác định bằng thực nghiệm, Ф là độ rỗng.

c) Điện trở suất nước vỉa
Xác định được độ rỗng Ф, ta có thể tìm được Rw hay Rmf trong lớp đá sạch chứa nước.

Rwa = Re/F
Rmfa = Rxo/F (3.109)

ở đây Rwa, Rmfa chỉ là điện trở suất biểu kiến tương ứng với Rw và Rmf của nước và của filtrat dung dịch trong đá sạch bão hoà nước 100%. Nếu vỉa chứa có hydrocacbon thì sẽ có Rwa > Rw và Rmfa > Rmf.

d) Liên kết vỉa
Liên kết lát cắt giữa các giếng khoan là một ứng dụng đơn giản nhất của phương pháp điện trở. Dựa vào các dấu hiệu giống nhau về hình dạng của các đường cong giá trị tương đương Ra đo ở các giếng khoan khác nhau trong cùng một đơn vị cấu tạo, vùng địa chất. Bình thường mỗi tập đá trầm tích thành tạo trong môi trường nhất định nên các đặc điểm về hình dạng đường cong Ra, đặc điểm thay đổi điện trở của tập vỉa cũng để lại các dấu hiệu nhận biết trên biểu đồ đo.

Khi liên kết lát cắt giữa các giếng khoan chiều sâu đáy hoặc nóc của một tập vỉa không nhất thiết phải bằng nhau ở các giếng khoan khác nhau vì giữa các giếng khoan có thể tồn tại các đứt gãy địa chất, hoặc có sự thay đổi góc dốc của vỉa từ giếng khoan này đến giếng khoan khác. Cũng như vậy, chiều dày của tập vỉa hay của lớp đá nào đó không nhất thiết bằng nhau ở hai giếng khoan khác nhau. Hiện tượng đó là do sự vát nhọn của các lớp đá theo chiều ngang của lát cắt địa chất.

(còn tiếp)

 NXQ