L&TD

Phương pháp đo điện thế tự phân cực – SP

Tồn tại một hiệu điện thế giữa điện cực M trong giếng khoan và điện cực N đặt trên mặt đất mặc dù không có dòng điện phát, điện thế này thường được gọi là điện thế đất đá. Nó thay đổi từ lớp đất đá này sang lớp đất đá khác, với giá trị từ một vài mV đến vài trăm mV. Điện thế đó có tên gọi là điện thế tự phân cực. Phương pháp đo này gọi là phương pháp đo điện thế tự phân cực - SP (Spontaneous Potential).

a) Sơ đồ đo:

Các điện cực M và N làm bằng chất liệu kim loại ít bị phân cực điện cực trong môi trường dung dịch khoan và có độ khoáng hoá khác nhau. Thường người ta dùng kim loại chì (Pb) để chế tạo các điện cực thu M, N. Bộ bù phân cực (BPC) sẽ tạo ra một thế điện để khử thế điện phân cực điện cực (nếu có). Điện thế kế V sẽ ghi giá trị độ chênh thế điện giữa điện cực M so với điện cực N.

Nếu cả hai điện cực M và N cùng dịch chuyển trong giếng khoan (Hình 4.6a) thì phép đo có giá trị là gradien SP. Khi N đặt cố định trên mặt đất, M là điện cực chạy trong giếng khoan thì phép đo có giá trị đo là thế SP tại điểm M. Phổ biến người ta dùng sơ đồ đo thế SP và chỉ phải dùng sơ đồ đo gradien SP khi có nhiễu mạnh. Về nguyên tắc, từ số đo đo gradien SP có thể tính chuyển thành thế U_SP.

b) Đường cong đo SP trong giếng khoan:

Trong giếng khoan,đồ thị hay biểu đồ đo SP là đường liên tục biểu diễn sự thay đổi thế điện tự phân cực SP theo chiều sâu. Các lớp đá khác nhau trong lát cắt thể hiện khác nhau theo hình dáng, biên độ và dấu của dị thường ∆USP.

Tỷ lệ ngang và dấu của biểu đồ SP được ấn định trên dấu ký hiệu - |↔| + ở đầu băng ghi (Hình 4.7). Các dấu “-” và “+” chỉ chiều giảm và tăng của giá trị U_SP. Chiều dài của mũi tên hai đầu là giá trị thay đổi của giá trị đo tương ứng trên băng ghi tính bằng mV. Trên hình 4.7, dấu hiệu đó biểu thị thay đổi của giá trị đo 20mV trên chiều dài tương ứng.

c) Đường zero của biểu đồ SP:

Đường cong đo U_SP gần như không đổi trên đường thẳng ở các đoạn chiều sâu giếng khoan đi qua các lớp sét hay đá có chiều dày đủ lớn (Hình 4.8 ). Người ta chọn đường nối các giá trị SP đi qua các lớp sét để dựng một đường thẳng kéo dài theo chiều sâu giếng khoan. Đường đó được gọi là đường cơ sở hay đường zero của biểu đồ đo SP. Đường này vì vậy cũng có tên gọi khác là đường sét.

Dị thường ∆U_SP tính bằng mV sẽ được vạch so với giá trị “0” trên đường sét. Đường “không” (đường sét) trên biểu đồ đo SP có thể thay đổi do một số nguyên nhân khác nhau:

- Thay đổi độ khoáng hoá của dung dịch khoan.
- Thay đổi thành phần hoá học khoáng vật của vỉa sét.
- Trong lát cắt, ở một chiều sâu nào đó, có một lớp sét không kín hoàn toàn để ngăn cách phân chia các lớp cát có độ khoáng hoá khác nhau.
- Có sự phân cực ở các điện cực thu ở giữa lát cắt có tồn tại một bất chỉnh hợp địa tầng.

Trên hình 4.8, chèn giữa các lớp cát B và D có độ khoáng hoá khác nhau là lớp sét C không kín. Thành phần khoáng vật sét ở các lớp G và E khác với sét ở lớp A. Nếu U_SP trong vỉa sét có thành phần Ef thì giá trị của thành phần thấm lọc này cũng gần giống như ở phần lớp cát có vỏ sét. Vì thế, đường sét trong trường hợp đó xem như không đổi và không ảnh hưởng đến dị thường ∆U_SP.

Các yếu tố ảnh hưởng đến hình dáng và biên độ dị thường ∆USP

Biên độ và hình dáng của dị thường SP ở đoạn giếng đi qua các vỉa thấm phụ thuộc vào một loạt các yếu tố khác nhau:

- Độ lớn của trường điện tự phân cực E_SP.
- Chiều dày h và điện trở Rt của đới nguyên.
- Điện trở Ri và đường kính Di của đới ngấm.
- Điện trở suất Rs của các lớp vây quanh.
- Hàm lượng sét trong vỉa nghiên cứu.

Giá trị U_SP mà ta đo được trong giếng khoan là hàm số phụ thuộc vào các yếu tố nói trên. Giá trị đo SP sẽ bị giảm dần khi đường kính giếng tăng. Tất cả các yếu tố khác của nó không thay đổi, giá trị SP giảm khi đới ngấm sâu.

Điện thế U_SP là giá trị đo trường điện giữa một điện cực M chạy trong giếng khoan so với điện cực N đặt trên mặt đất. Nó được hình thành do dòng điện đi trong dung dịch khoan. Biên độ ∆U_SP gần bằng với E_SP chỉ trong trường hợp trở kháng đối với dòng I_SP trong đới nguyên và các vỉa vây quanh là không đáng kể so với trở kháng trong dung dịch. Điều đó chỉ xảy ra khi vỉa có chiều dày rất lớn, còn nói chung trong mọi trường hợp thường gặp thì U_SP đều bị giảm do chiều dày vỉa mỏng.

NXQ