Xem mẫu
- 682 BÁCH KHOA THƯ ĐỊA CHÁT
Tuổi (triệu năm) N goài sự đảo cực tử, cư ờ n g độ trường địa từ
Tuổi (triệu năm) Tuổi (triệu năm)
Cực từ Cực từ Cực từ củng thay đối. Theo tài liệu đ o đ ư ợc từ các mẫu cô từ
- 0 -
thì cường đ ộ trường địa tù’ lúc tăng lúc giám , nhưng
các giai đoạn tăng giảm đ ó thư ờng chi kéo dài vài
60
nghìn năm, quá ngắn so với thời gian địa châ't. Qua
quan sát ở các trung tâm đ o đạc thì cư ờng đ ộ trường
10 120
địa tử trong th ế kỳ 20 đã giảm đi khoảng 5%.
70 Tài liệu tham khảo
K e n t D .V ., G r a d s t e i n F .M ., 1986. A J u r a s s ic to r e c e n t c h r o n o lo -
20' 130
g y . In: T h e G e o lo g y o f N o r t h A m e r ic a V ol. M , T h e Y V estem
N o r t h A tla n tic R e g io n .The Geological Society o f America 1986,
80 p g s . 45-50.
L o v v rie w ., 201 1 . P a le o m a g n e ti s m P r in c ip le s . In: E n c y c lo p e đ ia
30 140 o f E a rth S c ie n c e s S e rie s , E n c y c lo p e d ia o f E a rth G e o p h y s ic s .
Springer. P a r t 14: 95 5 -9 6 4 .
90 M c E lh in n y M.YV., M c F a d d e n P .L ., 2 0 0 0 . P a le o m a g n e ti s m -
C ontinents and Oceans. Academ ic Press. 386 pgs.
40 150
N g u y ễ n T h ị K im T h o a , 200 7 . T r ư ờ n g đ ị a t ừ v à k ế t q u à k h á o s á t
tạ i V iệ t N a m . N X B Khoa học T ự nhiên và Côtĩg nghệ. 3 3 4 tr.
10G H à N ộ i.
T o r s v ik T .N ., 2005. P a le o m a g n e ti s m . In: S e lle y R. c , C o c k s
50 160 L .R .M ., P li m e r I.R . 2005: E n c y c lo p e d ia o í G e o lo g y . Acadcmic
Pressì, V o l. 4: 147-156.
110J V V estphal M ., 1986. P a lé o m a g n é t i s m e et m a g n é tis m e des
WÊ Trường ƠỊa từ thuận □ Trường đ|a từ ngược
r o c h e s . Doin. P a ris . 131 p g s .
Hình 3. Cột từ địa tầng - màu đen chỉ thời gian cực từ thuận,
màu trắng - cực từ ngược.
Địa vật lý giếng khoan
L ê H ả i A n . T r ư ờ n g Đ ạ i h ọ c M ỏ - Đ ịa c h ấ t.
N g u y ễ n V ă n P h ơ n . T r ư ờ n g Đ ạ i h ọ c M ỏ - Đ ịa c h ấ t.
N g u y ễ n H ồ n g B à n g . L iê n đ o à n Q u y h o ạ c h v à Đ iề u tr a T à i n g u y ê n n ư ớ c M iề n N a m .
Giới thiệu
Phương pháp địa vật lý giến g khoan (ĐVLGK),
còn gọi là carota, bao gổm các phương pháp carota Carota trong giếng thân trần
đ o trong giến g thân trần và trong giếng đã chống Các p hư ơn g pháp địa vật lý đ ư ợc khảo sát trong
Ống. C húng là các p hư ơn g pháp chủ đạo và thông g iến g thân trần đ ê nghiên cứu đá xu ng quanh thành
d ụng trong tìm kiếm, thăm dò và khai thác dầu khí, giếng khoan, xác định thành phẩn thạch học, tướng,
khoáng sản, nước dưới đâ't, V . V . . . . N gười ta thường m ôi trường trầm tích của đá, xác định các tầng chắn,
sử d ụn g tô hợp m ột s ố p hư ơn g pháp địa vật lý giếng chứa dầu khí, xác định các tham s ố vật lý thạch học
khoan nham xác định và giải quyết các bài toán địa của tầng chứa n hư hàm lư ợng sét, đ ộ rỗng, độ bão
chất khác nhau như xác định thành phẩn thạch học, hòa dẩu/nước, xác định tống chiểu dày hiệu d ụ n g
tướng trầm tích và m ôi trường thành tạo cùa đá; của các via chứa dầu khí, d ự báo dị thường áp suât
nghiên cứu và đánh giá các tầng sinh, chứa, chắn và xác định tổng hàm lư ợ n g hữu cơ (TOC) nghiên
dầu; xác định hàm lượng các n guyên tố nặng, tính cứu tầng sinh, xác định trạng thái kỹ thuật của giến^
toán các tham sô'vật lý thạch học, v.v ... khoan, vị trí của thân g iến g khoan, v .v ...
- ĐỊA VẬT LÝ 683
G iếng khoan thân trần có hình trụ chứa dung Phương pháp gam m a tự nhiên (Natural Gam ma
dịch khoan, xu n g quan h thành giến g là các lớp đá Ray Log) đo ghi cường độ bức xạ gam m a tự nhiên từ
có thành phẩn thạch học, lỗ rỗng, bào hoà các chât các lớp đá xu ng quanh thành g iến g khoan. Cát kết,
lưu khác nhau, ơ trong giến g khoan, áp suât thủy đá vôi và dolom it thường có cường độ bức xạ nhỏ còn
tĩnh của cột d u n g d ịch đ ư ợc d u y trì cân bằng hoặc sét lại có bức xạ gam m a lớn do các đ ổng vị phóng xạ
lớn hơn áp suất của thành hệ. Tổ hợp các p h ư ơ n g u , Th và K tích tụ trong sét. Biểu đổ gam m a tự nhiên
pháp địa vặt lý cơ ban n gh iên cứu giến g khoan (GR) cho phép xác định thạch hợc, m ôi trường trầm
thán trần bao gổm các p hư ơn g pháp đ o trường tự tích, phát hiện các thân quặng p hón g xạ và tính độ
nhiên (th ế tự nhiên, gam m a tự n hiên, phô gam m a), sét trong đá chứa.
đo trường nhân tạo (các p h ư ơ n g p háp điện, các
Phương pháp phô gam m a (Spectral Gam m a Ray
phương p h áp lỗ rồng) và các p h ư ơ n g pháp đ o kiểm
Log) đư ợc thiết k ế đ o cả cường độ bức xạ gam m a và
tra kỹ thuật thành g iế n g khoan. Sau khi thả m áy
m ức năng lư ợng của các tia gam m a. Theo đặc trưng
g iến g x u ố n g đáy g iế n g khoan, các p hư ơn g p háp địa
p hô năng lượng của các bức xạ gam m a có thể đánh
vật lý đ ư ợc đo ghi trong quá trình kéo m áy g iến g
giá được hàm lượng của các n guyên tố K, u , Th trong
lên [H .l]. D ữ liệu đ ư ợ c đ o b ằng cách ghi tư ơng tự
đá. Trong đ o đạc người ta chọn các phô năng lượng
hoặc ghi SỐ.
đặc trung cho m ỗi dãy phóng xạ như sau: K có phô
Trong những năm gần đây, phương pháp địa vật
d uy nhât l,46M eV; Th được chọn p hổ đặc trưng
lý còn đ ư ợc đo n gay trong khi khoan (LWD) cho
2,62MeV và đối với Ư chọn phô đặc trưng 1,76 MeV.
phép xác định nhanh theo thời gian thực sự có mặt
Đ ư ờ n g con g p hô gam m a (SGR) đ ư ợc kết hợp với
của vỉa dầu khí, quản lý an toàn trong khi khoan,
các p h ư ơ n g p háp khác đ ê xác đ ịnh thành phẩn
nâng cao hiệu quả và tối u n quá trình khoan, v .v ...
khoán g vật, nhận biết các loại sét và tính hàm
Hệ thiết bị đ o địa vật lý trong giến g khoan bao lư ợn g của chúng.
gồm: 1 ) m áy giếng (zôn đo) cho tửng phương pháp,
Phương pháp gam m a và p h ố gam m a còn sử
hoặc m ột tô hợp các phương pháp, được thả vào
d ụn g trong các g iến g khoan đã chổng ốn g đ ế kiểm
giếng khoan, 2 ) trạm đo ghi trên mặt đất được đặt
trên xe tải chuyên d ụ n g hoặc trên cabin ở các giàn tra chính xác chiểu sâu bắn via, xác định các đới mất
khoan và 3) cáp ch u yên d ụ n g nối chúng với nhau. sản phẩm trong xi măng.
Các phương pháp lổ rỗng
Schlumberger Các p hư ơn g pháp lỗ rỗng đư ợc sử d ụ n g chính đ ể
xác định đ ộ rỗng của thế địa chất, gồm có phư ơng
pháp m ật độ, phư ơng pháp neutron và phư ơng
pháp âm học.
Phương pháp m ật độ (D ensity Log) dựa trên
n gu yên lý đ o ghi tia gam m a tán xạ sau khi tương tác
với m ôi trường vật chất. Thiết bị đ o mật độ chứa
n gu ổn Cs-137 phát tia gam m a có m ức năng lư ợng
Hình 1. Xe tải chuyên dụng đo Địa vật lý giếng khoan cùa 662 keV, các tia gam m a này tương tác với các điện tử
hãng Schlum berger (theo w w w .slb.com ). dư ới dạng va chạm C om pton của thành hệ và mất
năng lượng. Khi m ức năng lư ợng của các tia gam m a
Các phương pháp đo trường tự nhiên xu ống dư ới lOOkeV, chúng bị hâ'p thụ bởi hiện tượng
hấp thụ quang điện. C ường độ gam m a tán xạ
Phương pháp th ế tự phân cực đ o ghi đ iện th ế C om pton đo đư ợc phụ thuộc và o s ổ đ iện từ trong
chênh lệch giừa m ột đ iện cực ở trong giến g khoan và m ột đơn vị th ể tích của thành hệ (mật đ ộ của điện tử
điện cực đặt trên m ặt đâ't, đ iện th ế này thay đối từ ti lệ với mật độ n g u y ên tử) và tỉ lệ với mật độ khối
lớp đá này sang lớp đá khác. Đ iện th ế tự phân cực của thành hệ đối với hầu hết các loại đá. Đ ộ rỗng của
xuất hiện chủ yếu d o có sự chênh lệch v ể đ ộ khoáng thành hệ xác đ ịnh đư ợc khi biết m ật đ ộ của chất lun
hóa giữa phẩn lọc d u n g dịch khoan và nước vía tại chứa trong lỗ rỗng và mật độ khối đ o ghi được bằng
các vỉa có đ ộ rỗng và đ ộ thấm tốt, làm cho các ion phư ơn g pháp mật độ.
dịch ch u yến từ noi có đ ộ khoáng hóa cao đến nơi có
Phương pháp neutron (N eutron Log) dựa trên
độ khoáng hóa thấp và các ion dịch chuyên tạo ra
n g u y ên lý đ o ghi mật độ của neutron nhiệt sau khi
dòng điện tự nhiên. Tại via k hông thấm, các ion
tương tác với m ôi trường vật chất. Thiết bị đo neu-
không dịch ch u yên được, do đ ó k hông có điện thê tự
tron chứa n gu ồn am erici - beryli, phát chùm neu-
nhiên và d o vậy tạo sự chênh lệch v ể điện th ế so với
tron vào thành hệ. N eutron m ât năng lư ợn g do các
via có thâm . Đ ư ờng con g SP được sử d ụn g đ ế xác
tán xạ đàn hồi và không đàn hổi với hạt nhân của các
định vỉa có thâ'm, thạch học, m ôi trường trầm tích và
n gu yên tố trong thành hệ, bị làm chậm đến m ức
điện trờ suất cùa n ư ớc vỉa.
- 684 BÁCH KHOA THƯ ĐỊA CHÁT
năng lượng nhiệt và cuổi cù n g bị hấp phụ bời hạt Các phương pháp điện
nhân. Hạt nhân của H có khối lượng bằng khôi
Có nhiều p hư ơn g pháp điện khác nhau đ ê xác
lượng của neutron nên làm neutron mâ't năng lượng
định giá trị điện trờ su ấ t/đ ộ dẫn đ iện của thành hệ
nhiều nhât sau m ỗi va chạm , và làm cho sự dịch
xung quanh thành g iế n g khoan. Đ iện trở suât của
chuyên của neutron k hông xa so với n gu ồn phát.
thành hệ phụ thuộc v à o điện trờ suất của nước trong
Trong m áy giếng, khoảng cách giữa n guồn và đẩu
thành hệ, lượng n ư ớc và cấu trúc của lỗ rỗng. Các
d ò lớn (zôn đo nghịch) nên m ật đ ộ neutron đo được
p hư ơng pháp điện h iện đại đư ợc phân thành hai
ở đẩu dò tỉ lệ nghịch vói lư ợng H có trong thành hệ,
nhóm: các phư ơng p háp đ o bằng hệ đ iện cực hội tụ
chủ yếu là H có trong chất lun trong lô rông (nước,
d òng và các p hư ơn g pháp cảm ứng.
hydrocarbon) và s ố đ o ở đẩu d ò được ch u yển thành
giá trị đ ộ rỗng biểu kiến. Phương pháp h ệ đ iện cực hội tụ phát d ò n g điện
vào trong thành h ệ từ đ iện cực phát và sử d ụ n g các
Phương pháp âm học (Sonic Log) dựa trên
điện cực m àn chắn đ ế ép d òn g phát đi sâu vào thành
n guyên lý đo ghi thời gian truyền sóng đàn hổi ở tần
hệ, các điện cực cho d ò n g quay trở v ề đ ư ợc thiết k ế
s ố âm thanh từ chằn tử phát đến chân từ thu (At) qua
trên m áy giếng. Thiết bị hệ điện cực hội tụ kép (Dual
các lớp đá trong m ôi trường giến g khoan. Thời gian
Laterolog/DLL) có 9 đ iện cực đư ợc b ố trí như hình 2
truyền són g phụ thuộc vào tốc đ ộ của són g âm
[H.2] và có thê đ o ở 2 c h ế đ ộ luân phiên nhau cho 2
truyền trong xương đá và tốc đ ộ són g âm truyền
SỐ đo điện trở suâ't phản ánh các vùng nghiên cứu
trong chất lưu chứa trong lỗ rỗng. Với cù n g m ột loại
nông (LLS) và sâu (LLD). Phương pháp hệ đ iện cực
đá, thời gian truyền són g tỷ lệ với độ rỗng. Phương
hội tụ chỉ đo ghi đ ư ợ c trong g iến g khoan d ù n g dung
pháp âm học được sử d ụn g chính đ ể xác định độ
dịch cơ sở gốc nư ớc và cho s ổ đo chính xác khi điện
rông của thành hệ vì vậy n ó còn được gọi là p hư ơn g
trờ suất của d u n g d ịch khoan n hỏ hơn so với điện
pháp lỗ rỗng, ngoài ra còn sử d ụn g đ ể xác định dị
trở suât của thành hệ (d u n g dịch m ặn).
thường áp suất, xây d ự n g biểu đ ổ tổng hợp trong
m inh giải địa chấn. Phương pháp cảm ứng (IL) n ghiên cứu m ặt cắt
giếng khoan thông qưa việc n ghiên cứ u trường điện
Kết hợp hai p hư ơn g pháp mật độ và neutron cho
từ cảm ứ ng xuất h iện trong m ôi trường n ghiên cửu
phép xác định các vỉa chứa khí. Các vỉa khí có mật
đ ộ nhỏ hơn chất lỏng dẫn đến chỉ s ố đ ộ rỗng theo do bị kích thích bởi trường đ iện từ n g u y ên sinh.
đư ờng cong mật đ ộ quá lớn và chứa ít H hơn nhiều Thiết bị đ o cảm ứ n g trong g iến g khoan sử d ụ n g các
so với châ't lỏn g dần đến chỉ s ố đ ộ rỗng theo đư ờng Ống d ây đ ể phát trường điện từ biến đ ổi và o trong
cong neutron quá nhỏ. Khi biểu diễn hai đ ư ờng cong thành hệ, hiện tư ợng cảm ứ ng điện từ sẽ tạo ra một
m ật đ ộ và neutron trên tỳ lệ tương ứng, chúng sẽ d òng đ iện cảm ứ n g trong thành h ệ có độ lớn phụ
phủ đ è lên nhau ở n hữ n g khoảng thành hệ chứa chất thuộc và o đ ộ dẫn đ iện của phẩn thành hệ mà dòng
lỏng và phân tách rộng ở những khoảng thành hệ này đã đi qua. Đ ến lượt nó, d ò n g cảm ứ ng gâ y ra
chứa khí. trường đ iện từ cảm ứng, có củng tẩn s ố với trường
n gu yên sinh n h ư n g n gư ợ c pha và đ ư ợc đ o ở các ống
Hình 2. Hai chế độ đo của thiết bị hệ điện cực hội tụ kép (DLL) vá các đư ờng cong điện trở suất
nông LLS và sâu LLD tương ứng. Các đường LLS và LLD (ngắt đoạn ngắn và dài)
trên cột đồ thị bên phải hình vẽ.
- ĐỊA VẬT LỶ 685
dây thu. Từ sô đo cảm ứng (đ ộ dân điện) sẽ tính Phương pháp gamma tự nhiên (GR) và phổgamma tự
được điện trờ suất của thành hệ. Phương pháp cảm nhiên (SGR)
úng cho SỐ đo chính xác khi điện trở suất của dung GR là p hép đ o cư ờ ng đ ộ bức xạ tự n hiên d o sự
dịch khoan lớn hon so với điện trở suâ't của thành hệ phân rã các n g u y ên tố đ ổ n g vị của các d ãy p hón g
(dung dịch nhạt). Trong các giến g khoan khô và các xạ K, Th và u trong đá ờ xu ng quanh g iến g khoan.
giếng khoan dung dịch cơ sờ gốc dầu, phương pháp C ư ờng đ ộ bức xạ gam m a tự nhiên phụ thu ộc thành
cám ứng là lựa chọn duy nhât. phẩn, đ ộ hạt, n gu ồn g ố c thành tạo của đá. ứ n g
d ụ n g của p hép đ o GR là đê phát hiện các thân
Carota trong giếng đã chống ống q uặn g p h ón g xạ và tính đ ộ sét trong tầng đá chứa
d ầu khí.
Trước khi đưa vào khai thác (bơm hút hoặc bơm
ép) giếng khoan phải qua các côn g đoạn hoàn thiện: Theo đặc trưng phô năng lượng của các bức xạ
đặt Ống chống, bơm trám xi m ăng, đ ột thủng thành gam m a có thê đánh giá được hàm lượng của các
nguyên tố K, u , Th trong đá. N ăng lượng của các tia
giếng, lắp đặt các thiết bị, v .v ... Trong quá trình hoạt
bức xạ này tính bằng đơn vị MeV (triệu điện tử von).
động, giếng khai thác được đ o định kỳ bằng các
Trong đo đạc người ta chọn các phô năng lượng đặc
phương pháp địa vật lý đ ế n ghiên cứu, theo dõi sự
trưng cho m ỗi dãy phóng xạ như sau: kali có phô duy
ôn định của giếng, thành phẩn chât lưu trong tầng
nhâ't l,46M eV; thori với phô đặc trưng 2,62MeV và
chứa, ranh giớ i dẩu/nước, khí/nước, v .v ... Các phép
urani với phô l,76M eV, đây chính là cơ sở vật lý của
đo địa vật lý trong trường hợp này gọi là địa vật lý
phép đo SGR.
trong giếng khoan có ốn g ch ốn g hay địa vật lý trong
giếng khoan khai thác, n hư n g thực ra trong nghiên Hàm lư ợng các n gu yên tố này khác nhau trong
cứu giếng khai thác còn bao gồm thêm nhiều thao các đá khác nhau, th ể hiện thành phần khoáng vật,
tác dịch vụ khác nừa nhu đ o lưu lượng d òng chảy, m ôi trường thành tạo, n guồn gốc của các đá trong
nhiệt độ áp suất vỉa, lư ợn g nước và khí đ ổng hành m ặt cắt.
trong d òng khai thác, v .v ... Phương pháp xung neutron (TDT)
D ùn g m áy phát các xung neutron nhanh vào m ôi
Sự khác nhau giữa giếng khoan thân trần và giếng trường. Đi trong m ôi trường đá thì neutron mâ't dẩn
khoan có ống chống n ăng lượng d o các va chạm hay tán xạ đàn hổi và
không đàn hổi với các hạt nhân. Khi tán xạ không
Thành giến g khoan thân trần là m ột "vết lộ địa
đàn hổi với hạt nhân, neutron nhanh không chi mất
chất" xuyên qua các lớp đá do m ũi khoan tạo ra.
năng lượng mà còn gây phân ứng ngưỡng có phát xạ
G iêng có hinh trụ chứa d u n g dịch khoan, xung
gam m a. C uối cùng neutron sẽ m ất gần hết năng
quanh thành giến g là các lớp đá có thành phần lỗ
lư ợng và biến thành các neutron nhiệt. Ở trạng thái
rỗng khác nhau, áp suất thủy tĩnh cột dung dịch cân
nhiệt các neutron rất d ễ bị m ột s ố hạt nhân bắt giữ.
bằng hoặc lớn hơn áp suất vỉa. Tô hợp các phương
Khi bắt g iữ neutron nhiệt hạt nhân tăng thêm m ột
pháp địa vật lý n ghiên cứu giến g khoan thân trần
đơn vị khối lư ợn g và ở trạng thái kích thích rổi phát
thường k hông hạn c h ế s ố p hép đo.
xạ tia gam m a chiếm giừ, có p hô năng lượng đặc
Sau khi đặt Ống chống và trám xi m ăng, d ung dịch trưng cho hạt nhân. Vậy là đi trong m ôi trường đá
trong giếng khoan được thay rửa, áp suất của cột các neutron nhanh mất dẩn năng lư ợng biến thành
dung dịch n hò hơn áp suất via chứa. D o ống chống neutron nhiệt, cuối củng bị bắt giừ. Trong quá trình
bằng thép và vành xi m ăng tạo nên sự phân b ố không đ ó có hai trường hợp phát xạ ra tia gam m a, đó là tán
đồng nhât theo phương bán kính ở giếng khoan phức xạ không đàn hồi giữa neutron nhanh với các hạt
tạp hơn, hạn c h ế khả năng áp d ụ n g m ột s ố phương nhân nặng phát ra tia gam m a tán xạ và neutron nhiệt
pháp địa vật lý, như nhóm các phương pháp điện từ bị một SỐ các hạt nhân trong môi trường bắt giữ phát
trường. D o đó, tô hợp các phép đo địa vật lý trong xạ tia gam m a chiếm giữ.
giếng khoan có ống chống ít hơn trong giếng khoan Phép đ o TDT xác định sự su y giảm (theo hàm
thân trần. m ũ) m ật độ neutron nhiệt trong m ôi trường ở thời
đ iểm giữa hai xu ng phát liên tiếp, bằng cách đếm các
Nghiên cứu mặt cắt địa chắt, thành phần chắt lưu tia gam m a chiếm giữ. Phân tích kết quả đ o TDT đ ế
trong tầng chứa ở giếng khoan có ống chống xác định đ ộ rỗng, độ bão hòa, v .v ... của đá chứa.
Các n ghiên cứu này có thê tiến hành đo bằng các Phương pháp phô’gamma (GST)
phương p háp p hón g xạ và hạt nhân. Khi đ o trong Trong va chạm không đàn hổi với hạt nhân nặng,
các giếng khoan có ốn g chống, tín hiệu đo của các neutron mất bớt năng lượng và phát xạ tia gam m a tán
phương pháp p hón g xạ hạt nhân yêu đi nhiều xạ, còn khi bắt giữ neutron nhiệt, khối lượng hạt nhân
n hu ng độ p hân giải của các biểu đổ này vẫn cao, thế tăng thêm m ột đơn vị và rơi vào trạng thái kích thích,
hiện sự thay đ ối thành phần khoáng vật, vi câu trúc phát xạ tia gam m a chiếm giữ đểu có p hố năng lượng
của các lớp đá trong m ặt cắt. đặc trưng. Xác suất đ ế m ột hạt nhân bắt giữ neutron
- 686 BÁCH KHOA THƯ ĐỊA CHÁT
nhiệt phụ thuộc vào tiết diện chiếm giừ cùa nó. Trong đệm thủy lực, Ống bao, v .v ... Các thiết bị đ o trong
m ôi trường đá thường gặp các n guyên tố có tiết diện g iến g khai thác đểu thuộc loại có đ ư ờng kính nho
chiếm giữ lớn như Cl, Si, Ca, H, Mg, o , v .v .... [H.4]. N h ữ n g tham s ố đ o trong trường hợp này
Phép đo GST [H.3] cho phép tách biệt các tia thường là lưu lư ợn g d òn g chảy, hàm lư ợ n g nư ớc
gam m a chiếm giữ và gam m a tán xạ, phát xạ từ các trong chât lưu, nhiệt độ, đ ộ khoáng hóa, m ật đ ộ chất
hạt nhân của các n gu yên tố khác nhau theo phô năng lưu, áp suất khi m ở và đ ón g giêng, v .v ... M ỗi tham
lượng đặc trưng của chúng; d o đ ó có th ể đánh giá s ố đư ợc đo nhờ m ột cảm biến phù hợp. Đ o tốc đ ộ
hàm lư ợng của từng n gu yên tố trong m ôi trường đá. d òng chảy đư ợc tính theo s ố v ò n g quay của bộ cánh
N hằm tránh hoặc giảm thiểu ảnh h ư ởng từ môi quạt (đặt ở trục g iến g khoan) trong đơn vị thời gian,
trường, như đ ộ sét, độ khoáng hóa, ống chống, vành hàm lượng nước xác định qua hằng s ố đ iện m ôi của
xi m ăng, v .v ... lên kết quả đo, trong các chương d òn g chất lưu đa pha. Cảm biến đo nhiệt đ ộ là m ột
trình phân tích tài liệu thường tính tý s ố hàm lượng cầu điện trở nhạy nhiệt, áp kê gradient cu n g cấp s ố
giữa các n gu yên tố như c / o , Cl/H, H/(Si+Ca), liệu đ ê tính gradient áp suâ't và mật đ ộ chất lỏng. Đ ộ
Fe/(Si+Ca), S/(Si+Ca), Si/(Si+Ca), v .v ... thuận tiện cho mặn đư ợc tính theo điện trở suất của nước vỉa, v.v...
đánh giá các tham s ố của đá chứa bên ngoài ống
chống. Trong đó tỷ s ố c / o , ký hiệu theo Schlum -
berger - COR, không phụ thuộc độ khoáng hóa,
trong loại xương đá sạch thuần nhât (vôi, dolom it
Pì
hay cát), tỷ số này có m ối liên hệ chặt chẽ với độ
rỗng. Biểu đ ổ COR có giá trị thay đổi đột n gột tại
ranh giới d ầu/nư ớc (OWC). Trong đá có đ ộ sét thấp
(
- ĐỊA VẬT LỶ 687
có tên gọi khác nhau: lignit, than bùn, than nâu, than thê xác định được độ tro nhờ m ột tổ hợp phép đ o đ ế
đá, than mờ, nửa anthracit, anhtracit. Các tính chất vật xây d ụn g m ột hệ phương trình tuyến tính được thành
lý hóa học cua than cùng thay đổi theo m ức độ biến lập từ các giá trị đ o địa vật ỉý ờ via than.
châ't của than. Mọi quan sát đều thây mật độ khối (pb) Urani. Urani là n gu yên tố trong nhóm kim loại
của than thay đổi tăng dẩn theo đ ộ biến chất của than, nặng, thường gặp trong tự nhiên ờ dạng oxid (LhOs).
điện trờ suất (R) tăng từ than biến chât thâp (than ơ điểu kiện cân bằng phóng xạ thì việc phát hiện các
bùn) đến than có đ ộ biến chât trung bình (than đá) và thân quặng p hóng xạ urani trong mặt cắt giếng
giam dẩn từ biến châ't trung bình cao đến rất cao khoan không phức tạp, chi cẩn đo biếu đ ổ GR là đủ.
(anthracit) vì xuất hiện khả năng dân điện điện tử
Trường hợp hay gặp trong thực tế, không có cân
trong anthracit. Dù ờ m ức độ biến chât cao hay thấp,
bằng p hóng xạ, đê có th ể xác định hàm lượng U 3Ơ 8
da s ố các trường họp than có điện trờ suâ't cao hơn các
trong quặng thì thực hiện phép đo neutron m uộn
lóp đá vây quanh, rất ít gặp than có điện trờ suâ't thấp
sau khi các neutron nhiệt va chạm với hạt nhân urani
nhu trường hợp anthracit ở dải than Bao Đài - Yên Tử
(DFN - D elayed Fission N eutron). Chỉ s ố của phép
trong b ế than Đ ông Bắc Việt Nam.
đ o này tỷ lệ với hàm lượng Ư3Ơ8 trong đá.
Đ ộ p hỏng xạ tụ n hiên của than không thay đổi
Q u ặn g kim loại. K hoáng vật quặng kim loại hay
theo m ức đ ộ biến châ't và thâp hơn so với các đá vây
gặp là nhừ ng khoáng vật trong nhóm sulfur và oxid.
quanh như sét, bột kết, sét kết. Chi khi than chứa
Các khoáng vật q uặng đa kim đ ư ợc hình thành
khoáng vật p hóng xạ uranit (Ư3Ơ8) trong quá trình
trong các quá trình nội sinh (nhiệt dịch, biến chất
thứ sinh thì than m ới có độ p hón g xạ tự nhiên cao,
như trường hợp các vỉa than ở vù n g N ôn g Sơn trao đổi, v.v...). Thân q uặng ở d ạng khối hoặc xâm
(Q uảng Nam ). tán. Ở d ạng khối, các thân q uặn g có đ ộ dẫn cao
(điện trở suât thâp), m ật đ ộ cao từ 4,1 đ ến 7,5g /cm 3
Có thô phát hiện các via than trong mặt cắt giếng
tùy từ ng loại, trong khi mật độ của đá không chứa
khoan dễ dàng bằng m ột tô hợp các phép đo n hư th ế
q uặn g rất thâp, đ ộ cảm từ rất thấp ở nhóm các
tự nhiên (SP), điện trở suâ't (R), gam m a (GR), mật độ
k hoán g vật sulfur, rất cao ở nhóm các oxid sắt.
(pb), đư ờng kính giến g khoan (Caliper) [H.5], v.v...;
ngoài ra cũng có th ế bô su n g thêm m ột trong hai Ở d ạng xâm tán, tủy hàm lư ợng quặng trong đá,
phép đ o độ rông khác là âm học hoặc neutron. các tính chât vật lý có thê thay đối, riêng hệ s ố phân
cực kích thích thì không thay đổi hoặc tăng cao.
Đ ế đánh giá chất lượng than, tham s ố quan trọng
nhâ't cần xác định là đ ộ tro của than. Tro là phẩn vô cơ Dựa vào các đặc điểm trên, đê phát hiện các thân
không cháy được, ròn lại sau khi đốt than ờ nhiệt độ quặng kim loại trong mặt cắt giếng khoan cần tiến
trong lò cao, thường là các khoáng vật sét, pyrit, các hành tô hợp các phép đo GR, R, mật độ, IL (trong
oxid sắt, v.v... Sự có mặt của các khoáng vật này trong giếng khoan không d ung dịch), IP (với trường hợp
than làm thay đối các tính chất vật lý cùa nó, vì vậy có quặng xâm tán), độ cảm từ (trường h ọp quặng sắt).
Hình 5. Phát hiện các vỉa than trong mặt cắt giếng khoan (Theo Society of Exploration Geophysicists).
- 688 BÁCH KHOA THƯ ĐỊA CHÁT
Các khoán g vật p h i kim loại. N hừng khoáng vật
phi kim loại như lun huỳnh, thạch cao, phosphat,
sylvit (KC1), m uối m ỏ (NaCl), có mật độ từ 2,0 đến
3,2g/cm 3, điện trờ suất râ't cao, độ phóng xạ tự nhiên
thâp (trù phosphat và sylvit), độ rỗng neutron 0 N rất
thâp từ -3 đến +5 % (trừ thạch cao có On > 60%).
Lưu huỳnh (S) thường nằm trong lỗ rỗng h ang
hốc hay khe nứt của carbonat như đá vôi. Lưu
huỳnh có mật độ thằp (2,03g/cm 3), độ rong neu tron
thâp, tốc độ truyền són g âm vào loại thấp (2,5km /s)
so với đá vây quanh. Đ ê phát hiện khoáng vật n ày
thường chi cần đ o ghi các giá trị mật độ pb và At.
Thạch cao thường có câu trúc khối lớn, đ ộ p h ó n g
Hình 6. Trạm đo carota MATRIX của hãng M ount Sopris, Mỹ.
xạ luôn luôn thấp, đ iện trờ su ất cao, độ rỗng neutron
thường rất cao (0 , 6 ).
Phosphat có tỷ trọng lớn (3,15), độ p h ó n g xạ tự
nhiên cao khi chứa kali 300 đến 1.500API, đ iện
trờ suất cao.
Sylvit (KC1) có tỷ trọng thâp (1,86), điện trở suâ't cao,
cường độ phóng xạ tự nhiên tỷ lệ vói hàm lượng kali.
M uối m ỏ (Halit - NaCl) có tỷ trọng thấp (2,03),
điện trở suâ't rất cao, gẩn như không có tính p h ó n g
xạ tự nhiên. Đ ặc điểm khá nổi bật của khoán g vật
này là giòn, dễ hòa tan trong d u n g dịch khoan nên
các lớp m uối thường đánh dấu bằng dâu h iệu đ ư ờ n g
kính giếng khoan rộng đột ngột.
Căn cứ vào các đặc điểm của các khoáng vật nêu
trên, người ta chọn các tô hợp phép đo phù h ợ p đ ê
phát hiện và đánh giá chất lượng của chúng.
Hình 7. Trạm MGX-II đang thực hiện đo carota giếng khoan tại
xã Thốt Not, thành phố Can Thơ. Trạm đo được điều khiển và
Các phương pháp ĐVLGK trong địa chất quan sát trên m áy tính.
thủy văn Đi kèm các trạm này có phẩn m ềm điều khiến và
VLGK được áp d ụ n g trong nghiên cứ u địa chằ't xù lý s ố liệu chuyên biệt. Khi hoạt đ ộn g tại thực địa,
thủy văn đ ế đ o các đặc tính vật lý của đá x u n g trạm đo được nối với m áy đ o thả xuống giêng khoan,
quanh với m áy đ o được thả trong giếng khoan. S ố đ ổn g thời kết nối với m áy tính và m áy in [H . 6 ]. Các
liệu đo ĐVLGK là hàm của đ ộ sâu. Kết quả đ o carota đ ư ờng cong carota R8 , RI 6 , R32, R64 phản ánh biến
làm tăng giá trị của giến g khoan cho n gư ờ i phân
BIÊU ĐO Đ|A VẠT LÝ LÔ KHOAN 80 u MINH, CÀ MAU
tích, do khả năng cung cấp thông tin trực tiếp v ề
|Rm. R8. R16, R32. R64 (prfn m) SP (mV) I Gamma (CPS) R(ohms)
thạch học, b ể dày lớp, độ rỗng, lượng n ư ớ c chứa
trong tầng, đ ộ mặn nhạt của nước, đ ộ thâm và n h iệt
độ. ĐVLGK được sử d ụ n g rộng rãi trong các g iế n g
khoan khảo sát, thăm dò nước dưới đất, đ ặc biệt các
vùng châu thô như đ ổn g bằng sôn g Cửu Long, đ ổ n g
bằng sôn g Hổng.
Tô hợp tiêu chuẩn các phương pháp carota trong
nghiên cứu địa chẩt thủy văn ờ đ ổng bằng sô n g C ửu
Long sử dụng các thiê't bị trạm đo kỹ thuật số:
MGX-II, MATRIX [H.6 ; H .7] của hãng M ount Sopris,
Mỹ gồm : Phương pháp gam m a tự n h iên (GR),
phương pháp điện trở suất hệ điện cực th ế (R 8 , R16,
R32, R64), phương pháp th ế tự phân cực (SP),
phương pháp điện trờ suất d u n g dịch (Fres), Hình 8. Sự phân dị của các đường cong điện trở suất R8,
R16, R32, R64 (trái) phù hợp với địa tầng theo gam m a (phải)
phương pháp nhiệt độ (T). và SP (giữa).
- ĐỊA VẬT LỶ 689
đ ổi điện trờ suât ở các đới thấm quanh giếng khoan D e sb ra n d s R o b e r t, 1985. E n c y c lo p e d ia of YVell L o g g in g .
d o có sự thấm d un g dịch vào via chứa nước [H.8 ]. Edition T echnip : 58 4 p g s . P a ris .
Từ đó, có thê tính toán, đánh giá độ mặn nhạt của L o g e v a lu a tio n o f no n m e ta llic m ineral deposits. Geophỵsics Vol.
n ư ớ c vía và kết hợp với GR phân tầng địa chất thủy 35. February 1970: 124-142.
văn giến g khoan. N g u y ễ n H ổ n g B à n g , 200 5 . N g h iê n c ứ u x á c đ ị n h h ệ s ố th ấ m ,
C ông tác ĐVLGK trong nghiên cứu địa chất thủy h à m l ư ợ n g s é t v à tổ n g đ ộ k h o á n g h o á c ủ a n ư ớ c d ư ớ i đ â t
văn, đặc biệt ờ các vù n g phức tạp v ề địa tầng trầm k h u v ự c Đ ổ n g b ằ n g N a m B ộ th e o tà i liệ u đ ịa v ậ t lý lô k h o a n .
tích và thủy hóa n hư đ ổn g bằng sôn g Cửu Long, Bộ Tài n guyên và M ôi trường. H à N ộ i. 139 tr.
đ ồ n g bằng sôn g H ổng, được thực hiện xu yên suốt từ N g u y ễ n V ă n P h ơ n , H o à n g Q u ý , 2004. Đ ịa v ậ t lý g iế n g k h o a n .
giai đoạn lập bản đổ, tìm kiếm thăm dò đến khai N X B Giao thông vận tải. H à N ộ i. 29 9 tr.
thác. N goài các p hư ơn g pháp trong tô hợp tiêu S c h l u m b e r g e r , 1989. C a s e d H o le L o g I n t e r p r e t a t i o n P r in c ip le s /
chuẩn, tùy theo m ục tiêu cụ thế, có th ế áp d ụ n g bô A p p l i c a t i o n s . Schlumberger Education and Training Services.
su n g p hư ơn g pháp đ ư ờng kính giến g khoan (CAL) 203 p g s.
hoặc p hư ơn g pháp gam m a mật đ ộ (GG). ĐVLGK ít S c h lu m b e r g e r , 1989. L o g I n te r p r e ta tio n P r in c ip le s /A p p lic a tio n s .
đ ư ợ c sử d ụ n g đo giến g khoan nghiên cứu trong đới Schlum berger Education and Trainitĩg Services. 241 p g s .
d ập vờ, nứt nẻ. MreHÕepr c. c ., 1987. I/lHTepnpeTaựMfl reo(ị)M3MMecKMx
MCCTieAOBaHMM cKBíì>Kiin. H edpa. 375 crp.MocKBa.
Tài liệu tham khảo B. M. 3 a rio p o > K u a , 1983. reoỘM3MMecKMe MeTOAbi
C h a p e l l i e r D ., 1 9 92. VVell L o g g in g in H y d r o g e o lo g y . A .A Bal- MCC/ieAOBaHMíỉ CKBa>KiiH - CnpaBOMHHK reo
nguon tai.lieu . vn
