Xem mẫu
- Ch−¬ng 8
C¸c ph−¬ng ph¸p ®o kh¸c
8.1. §o ®−êng kÝnh giÕng
§−êng kÝnh giÕng khoan lµ mét tham sè thÓ hiÖn ®Æc tÝnh c¬ häc rÊt quan träng,
mÆt kh¸c nã l¹i lµ mét sè liÖu dïng ®Ó thÓ hiÖu chØnh c¸c sè liÖu ®o cña c¸c ph−¬ng
ph¸p ®Þa vËt lý giÕng khoan kh¸c nhau khi xö lý tµi liÖu.
8.1.1. S¬ ®å nguyªn t¾c cña phÐp ®o
PhÐp ®o ®−êng kÝnh giÕng ®−îc thùc hiÖn nhê
c¸c cÆp cµng. C¸c cµng trong cÆp ®Æt ®èi diÖn nhau qua
trôc m¸y giÕng. Khi th¶ tíi ®¸y giÕng c¸c cÆp cµng nµy
®−îc ®iÒu khiÓn tõ mÆt ®Êt ®Ó më ra tú vµo thµnh
giÕng. Tõ ®©y khi kÐo lªn miÖng giÕng ®Ó thùc hiÖn
phÐp ®o th× ®é më réng ra, hay khÐp vµo cña mçi cÆp
cµng ®Òu phô thuéc vµo ®−êng kÝnh cña giÕng réng hay
hÑp. Sù thay ®æi ®−êng kÝnh giÕng lµm cho mét ®iÓm
tiÕp xóc tr−ît ch¹y dÉn ®Õn sù thay ®æi ®iÖn trë cña thÓ
®iÖn kÕ (h×nh ...1).
B»ng c¸ch chuÈn
H×nh 8.1. S¬ ®å nguyªn t¾c
®¬n gi¶n ta dÔ dµng lËp
®Çu c¸p ®o ®−êng kÝnh giÕng
®−îc mèi quan hÖ phô
thuéc gi÷a nh÷ng thay
Cµng
®æi cña ®−êng kÝnh giÕng víi chØ thÞ cña phÐp ®o trªn
®Þnh t©m
®iÖn thÕ kÕ.
Cã nhiÒu Zond ®o cã thÓ g¾n trªn c¸c cµng cña
§o
Zond ®o ®−êng kÝnh ®Ó ®o ®ång thêi. VÝ dô: MLL, FDC,
®−êng kÝnh
INCL, GR ...
Nhê hai cÆp cµng ®o vu«ng gãc víi nhau (h×nh
8.2) nªn thiÕt bÞ cã thÓ ®o chÝnh x¸c ®−êng kÝnh giÕng
trªn hai mÆt ph¼ng vu«ng gãc giao nhau theo trôc giÕng:
§o gãc nghiªng
vµ ph−¬ng vÞ
d1 vµ d2. NÕu d1 = d2 chøng tá giÕng trßn, cßn d1 kh¸c
d2giÕng bÞ ovan.
ThiÕt bÞ ®o ®−êng kÝnh giÕng BGT do
Schlumberger chÕ t¹o (h×nh 8.2) cã chiÒu dµi 13’4’’;
®−êng kÝnh khÐp 4’’; Träng l−îng 205lb; lµm viÖc ®−îc ë
Cµng ®o
nhiÖt ®é 3500F, ¸p suÊt 2000psi; ®é nghiªng lín nhÊt cña
®−êng kÝnh
giÕng khoan 720.
H×nh 8.2. KÝch th−íc cña
Zond ®o ®−êng kÝnh
228
- Trong thiÕt bÞ nµy cã l¾p ®Æt ®o ®ång
thêi c¸c tham sè gãc ph−¬ng vÞ vµ gãc
nghiªng cña trôc giÕng.
Víi thiÕt bÞ BGT cña Schlumberger
phÐp ®o thùc hiÖn vÏ (h×nh 8.3) c¸c ®−êng
cong d1 vµ d2, ®é c¨ng d©y c¸p σ vµ c¸c v¹ch
tÝch luü chØ thÓ tÝch giÕng (ë cét bªn ph¶i).
C¸c ®−êng cong chØ gi¸ trÞ gãc nghiªng vµ
gãc ph−¬ng vÞ cña trôc giÕng khoan theo
chiÒu s©u (cét thø nhÊt bªn tr¸i).
8.1.2. C¸c yÕu tè ¶nh h−ëng
C¸c yÕu tè ®Þa chÊt cã ¶nh h−ëng
nhiÒu nhÊt lªn gi¸ trÞ ®−êng kÝnh cña giÕng
cã thÓ kÓ ®Õn lµ:
+ Thµnh phÇn th¹ch häc, v× cã mét sè
®¸ cã thÓ:
- Hoµ tan trong dung dÞch khoan (vÝ dô
nh− muèi má).
H×nh 8.3. ThÝ dô ®o gãc nghiªng
- Trë nªn bë rêi, tr−¬ng në dÉn ®Õn bÞ
vµ ph−¬ng vÞ b»ng m¸y BGT
xãi lë khi tiÕp xóc víi dung dÞch khoan ë
dßng ®èi l−u (vÝ dô nh− c¸t, sÐt,...) sinh ra sËp lë thµnh giÕng.
- §Êt ®¸ bÞ co ngãt trong tr−êng hîp ®ã giÕng khoan còng sÏ réng ra.
+ KiÕn tróc vµ cÊu tróc cña ®¸. C¸c líp ®Êt ®¸ trong l¸t c¾t cã ®é rçng vµ thÊm
cao (c¸t kÕt, ®¸ v«i nøt nÎ), d−íi ¸p lùc cña cét dung dÞch filtrat thÊm qua thµnh giÕng
®Ó l¹i trªn ®ã mét líp vá sÐt cã chiÒu dµi tíi hµng chôc milimet. Trong tr−êng hîp ®ã
®−êng kÝnh cña giÕng nhá l¹i, cã khi nhá h¬n c¸c c¶ ®−êng kÝnh danh ®Þnh. §©y lµ mét
trong c¸c dÊu hiÖu cña vØa thÊm trong l¸t c¾t lôc nghuyªn. MÆc dï, nªn nhí lµ tuy gÆp
Ýt nh−ng còng cã tr−êng hîp trong vØa do bÞ nÐn Ðp chÆt khi bÞ t¸c ®éng cña lùc kiÕn
t¹o hay do mòi khoan c«ng ph¸ còng ®Ó l¹i nh÷ng vi khe nøt, cã kh¶ n¨ng thÊm.
8.1.3. ¸p dông
Nh÷ng tµi liÖu ®o ®−êng kÝnh giÕng ®−îng sö dông ®Ó:
- Ph¸t hiÖn c¸c ®íi cã ®é rçng vµ kh¶ n¨ng thÊm (sù xuÊt hiÖn líp vá sÐt ë
thµnh giÕng ), vµ x¸c ®Þnh chiÒu dÇy líp vá sÐt: hmc= (db- dh)/2, víi dh- ®−êng kÝnh mòi
khoan hay ®−êng kÝnh danh ®Þnh.
- X¸c ®Þnh thÓ tÝch giÕng khoan ®Ó gia c«ng thÓ tÝch khèi xi m¨ng cÇn thiÕt khi
tr¸m giÕng khoan.
229
- - Ph¸t hiÖn c¸c phÇn l¸t c¾t r¾n ch¾c vµ kÝn ®Ó ®Æt c¸c packer trong thÓ thö vØa ë
giÕng khoan.
- Lµm sè liÖu ®Ó hiÖu chØnh sè ®o cña nhiÒu ph−¬ng ph¸p ®Þa vËt lý giÕng khoan
kh¸c.
- DÊu hiÖu ®Ó ph©n biÖt mét sè lo¹i ®¸.
8.2. X¸c ®Þnh gãc nghiªng vµ gãc ph−¬ng vÞ cña trôc giÕng khoan
Khèi l−îng c¸c giÕng khoan co gãc nghiªng lín, khoan ®Þnh h−íng, khoan
ngang ngµy cµng cã tû träng lín trong c«ng t¸c khoan t×m kiÕm, th¨m dß khai th¸c dÇu
khÝ. ViÖc x¸c ®Þnh h−íng ®i cña giÕng khoan trong kh«ng gian ë d−íi s©u trong lßng
®Êt lµ rÊt quan träng. Muèn lµm ®−îc viÖc ®ã th× ë nh÷ng chiÒu s©u nhÊt ®Þnh ta cÇn ®o
®−îc gãc nghiªng λ vµ gãc ph−¬ng vÞ ϕ cña trôc giÕng khoan ë chiÒu s©u ®ã. Gãc
nghiªng λ lµ gãc t¹o bëi trôc giÕng khoan vµ ph−¬ng th¼ng ®øng (mÆt chiÕu nghiªng)
cã chøa trôc giÕng t¹i ®iÓm ®o. Gãc ph−¬ng vÞ ϕ lµ gãc t¹o bëi h×nh chiÕu cña trôc
giÕng khoan lªn mÆt ph¼ng n»m ngang so víi h−íng b¾c tõ N. §o hai gãc λvµ ϕ cã thÓ
®o liªn tôc b»ng thiÕt bÞ BGT cña schlumberger (h×nh 8.3), nh÷ng th«ng dông nhÊt vÉn
lµ ®o tõng ®iÓm theo chiÒu s©u giÕng khoan. Kho¶ng c¸ch gi÷a hai ®iÓm ®o liªn tiÕp
thay ®æi tõ 10 ®Õn 20m tuú thuéc vµo tõng tr−êng hîp.
8.2.1. S¬ ®å cÊu t¹o cña m¸y ®o gãc nghiªng vµ ph−¬ng vÞ
S¬ ®å nguyªn t¾c cña m¸y giÕng ®o gãc λ vµ ϕ (h×nh 8.4) cã hai khèi chÝnh:
khèi ®o gãc nghiªng λ vµ khèi ®o ph−¬ng vÞ ϕ. Hai khèi nµy lµm viÖc lu©n phiªn nhau
theo mét ch−¬ng tr×nh cã ®iÒu khiÓn tõ mÆt ®Êt.
C¸c khèi ®−îc g¾n víi nhau vµ xoay
trªn trôc chung dùa vµo hai ®iÓm tùa 9 vµ 1
(h×nh 8.4). Trôc quay nµy ®−îc ®Æt trïng víi
trôc cña giÕng. Nhê qu¶ nÆng lÖch träng 16
xª dÞch trªn mÆt chiÕu nghiªng, mÆt ph¼ng
cña hÖ sÏ lu«n vu«ng gãc víi mÆt ph¼ng nµy.
ChØ sè gãc ϕ dùa vµo kim nam ch©m
4 g¾n trªn ®iÓm tùa 8. Bªn d−íi kim 4 cã
mét biÕn trë 6 vµ mét ®iÓm tiÕp xóc vßng 7.
Khi ®ã kim tiÕp xóc g¾n víi kim nam ch©m
sÏ tiÕp xóc víi vµnh 7 ë mét ®iÓm cña biÕn
trë 6. Qu¶ nÆng 10 trong khi ®o gi÷ cho hÖ
®o ph−¬ng vÞ c©n b»ng ë vÞ trÝ n»m ngang vµ
tùa trªn biÕn trë 11 nhê ®ã mµ phÐp ®o
h−íng theo mÆt chiÕu nghiªng cña giÕng
khoan.
Khi ®o gãc nghiªng qu¶ nÆng 12 lµm
H×nh 8.4. S¬ ®å nguyªn t¾c cña m¸y
xª dÞch kim 13 xª dÞch khái vÞ trÝ zer« lµ lóc
giÕng ®o gãc λvµ ϕ
thiÕt bÞ hoµn toµn ®−îc ®Æt theo ph−¬ng
230
- th¼ng ®øng. Khi ®o kim 13 t¹o ra mét ®iÓm tiÕp xóc lµ ®iÓm cuèi nèi gi÷a biÕn trë 15
víi 14.
Cæ gãp 3 cã ba vßng tiÕp xóc 2 cho phÐp nèi víi mét trong hai biÕn trë (6 hoÆc
15) trong s¬ ®å ®o. ThiÕt bÞ nµy khi ®o trong giÕng khoan cã èng ch«ng th× chØ cho gi¸
trÞ gãc λ, cßn gi¸ trÞ ®o gãc ϕ kh«ng chÝnh x¸c.
S¬ ®å m¹ch ®iÖn cña mét m¸y ®o gãc nghiªng λ vµ
gãc ph−¬ng vÞ ϕ ®−îc thÓ hiÖn ë h×nh 8.5.
S¬ ®å ®−îc x©y dùng trªn nguyªn t¾c cña cÇu ®iÖn
trë. Ba c¸nh cña cÇu lµ c¸c ®iÖn trë kh«ng ®æi vµ l¾p ®Æt
trong hép ®iÒu khiÓn ë mÆt ®Êt. C¸c ®iÖn trë R1 vµ R2 ®−îc
nèi víi khi ®o c¸c gãc. §iÖn trë R4 vµ R5- ®Ó ®o ph−¬ng vÞ.
R3 lµ ®iÖn trë chung cña cÇu.
C¸nh thø t− ®−îc lÊy tõ ®iÖn trë cña ruét c¸p. BiÕn
trë R7 ®−îc nèi trong m¹ch ®Ó bï cho sù thay ®æi cña ®iÖn
trë ruét c¸p vµ c¸c ®iÖn trë cña biÕn trë tõ ®o gãc nghiªng
R6 vµ gãc ph−¬ng vÞ R4.
Nguån m«i E ®−îc m¾c vµo ®−êng chÐo AB cña cÇu,
®−êng chÐo cßn l¹i (MN) th× ®−îc m¾c ®iÖn kÕ G. §iÖn trë
thay ®æi R6 dïng ®Ó bï cho cÇu khi ®o ∆R6 hay ∆R4.
H×nh 8.5. S¬ ®å m¹ch
®iÖn cña mét thiÕt bÞ ®o λ
8.2.2. Xö lý tÝnh to¸n c¸c ®¹i l−îng nghiªn cøu
vµ ϕ cña trôc giÕng khoan
ChiÒu dµi h×nh chiÕu ®o¹n giÕng khoan li lªn mÆt
ph¼ng th¼ng ®øng (h×nh 8.6a) tÝnh b»ng c«ng thøc:
liver = li . Cosλi (8.1)
N
Nm
li-1
λ
β
li
liCosλi
λi
ϕ
liSinλi
li+1 liSinλi
λi+1 P
λi+2
Sm
S
(b)
(a)
H×nh 8.6. H×nh chiÕu cña c¸c ®o¹n giÕng khoan gi÷a hai ®iÓm ®o lªn mÆt
ph¼ng th¼ng ®øng (a) vµ n»m ngang (b)
231
- VËy ®iÓm mÐt tuyÖt ®èi cña líp thø i, lµ Hi tõ miÖng giÕng ®Õn ®o¹n nghiªn cøu
®−îc tÝnh b»ng tæng cña c¸c h×nh chiÕu th¼ng ®øng.
Hi = ∑liver = ∑licosλi (8.2)
H×nh chiÕu lªn mÆt n»m ngang cña ®o¹n giÕng thø i ∆li cã gãc nghiªng λi (h×nh
8.4.6) tÝnh b»ng:
N
∆li = lisinλi (8.3)
Dùa vµo c¸c sè ®o λ ta
tÝnh c¸c ®o¹n h×nh chiÕu li theo
(8.1) vµ ∆li theo (8.3).
α
W E
Tõ c¸c sè ®o gãc vµ kÕt
qu¶ tÝnh to¸n nµy ta cã thÓ x©y
dùng biÓu ®å h×nh chiÕu cña trôc
giÕng khoan lªn mÆt ph¼ng n»m
ngang (h×nh 8.7) theo tû lÖ chän
ϕi
tr−íc (th−êng lµ 1:500).
∆l i
§−êng nèi th¼ng ®øng tõ
miÖng giÕng ®Õn ®iÓm cuèi cña
®o¹n ®o cuèi cïng (α) thÓ hiÖn
kho¶ng xª dÞch cña giÕng khoan
trong vïng nghiªn cøu. ChiÒu dµi S
vµ ph−¬ng vÞ cña ®o¹n α thÓ hiÖn H×nh 8.7. BiÓu ®å h×nh chiÕu trôc giÕng
®Æc ®iÓm cña giÕng khoan. lªn mÆt ph¼ng n»m ngang
8.3. §o gãc c¾m cña c¸c líp ®Êt ®¸
Gãc c¾m (gãc dèc) lµ gãc cña mét mÆt bÊt kú (cã thÓ lµ ph©n líp, vÕt nøt nÎ hë
hoÆc kÝn, mÆt bµo mßn hay mÆt tiÕp gi¸p gi÷a hai phÇn kho¸ng vËt cã tÝnh chÊt vËt lý
kh¸c h¼n nhau) víi mÆt ph¼ng
n»m ngang (h×nh 8.8). Khi giÕng
MÆt ph©n líp
khoan ë chiÒu th¼ng ®øng xuyªn
qua nh÷ng mÆt nh− vËy sÏ ®Ó l¹i Nm
mét vÕt c¾t h×nh trßn, nÕu mËt ®é
vu«ng gãc víi trôc giÕng khoan
h×nh elip nÕu nã kh«ng vu«ng
ϕ
gãc víi trôc giÕng khoan. Nh− Gãc c¾m
vËy, trªn h×nh 8.8 ta thÊy gãc
c¾m cña mÆt ph©n líp lµ gãc t¹o
P
bëi b¶n trôc lín h×nh elip víi
mÆt ph¼ng n»m ngang. Gãc
ph−¬ng vÞ ϕ sÏ lµ gãc t¹o bëi
h×nh chiÕu cña b¶n trôc dµi h×nh H×nh 8.8. Gãc c¾m vµ gãc ph−¬ng vÞ ϕ
elip trªn mÆt ph¼ng n»m ngang
víi h−íng b¾c tõ.
232
- 8.3.1. Nguyªn lý cña phÐp ®o gãc c¾m
MÆt ph©n líp c¾t qua giÕng khoan t¹o thµnh mét vÕt c¾t h×nh elip. Trªn vÕt c¾t
®ã khi chän ®−îc Ýt nhÊt ba ®iÓm th× ta cã thÓ dùng ®−îc mÆt ph¼ng ph©n líp.
Nh»m ®o ®−îc gãc c¾m cña mét mÆt ph©n líp hay vÕt nøt nÎ c¾t qua giÕng
khoan, ng−êi ta chÕ t¹o mét Zond ®o cã tõ ba hoÆc bèn ®iÖn cùc g¾n trªn ba hoÆc bèn
tÊm c¸ch ®iÖn ®−îc t× s¸t vµo thµnh giÕng nhê c¸c lß so (h×nh 8.9). Trªn vµnh trßn mçi
®iÖn cùc ®−îc s¾p xÕp c¸ch ®Òu nhau 1200 (tr−êng hîp thiÕt bÞ ba cùc) hoÆc 900 (thiÕt bÞ
bèn c¸nh).
Trôc giÕng khoan
H−íng quay cña
®iÖn cùc 1
Thµnh giÕng
Gãc lÖch cña trôc giÕng
Bé phËn ®o gãc
nghiªng vµ ph−¬ng
vÞ cña trôc giÕng
Gãc ph−¬ng vÞ
cña ®iÖn cùc 1
H−íng b¾c tõ La bµn
§o ®−êng kÝnh
§o ®−êng kÝnh
§iÖn cùc 1
C¸c ®−êng cong ®iÖn trë
§o ®iÖn trë (4 cùc)
MÆt ph©n líp
H×nh 8.9. Nguyªn t¾c cña thiÕt bÞ ®o gãc c¾m
Qua mçi ®iÖn cùc trªn c¸c c¸nh ghi ®−îc mét ®−êng ®iÖn trë khi nã quÐt trªn
thµnh giÕng V× kÝch th−íc cña c¸c ®iÖn cùc gÇn trªn c¸c c¸nh cã tÊm ®Öm lµ rÊt nhá l¹i
®−îc héi tô dßng nªn c¸c ®−êng cong ®iÖn trë ®o ®−îc ®Òu cã ®é ph©n gi¶i rÊt cao, do
233
- ®ã cã thÓ xem c¸c sè ®o lµ kÕt qu¶ ®o cña tõng ®iÓm trªn thµnh giÕng. Khi thiÕt bÞ ®i
qua mÆt ph©n c¸ch gi÷a c¸c líp ®¸ kh¸c nhau, hay mét vÕt nøt nÎ th× ®−êng cong ®o
®iÖn trë trªn mçi c¸nh ®Òu thÓ hiÖn sù thay ®æi ®iÖn trë suÊt. DÊu hiÖu thay ®æi ®iÖn trë
qua c¸c mÆt ph©n c¸ch ®ã sÏ xuÊt hiÖn kh«ng trªn cïng mét chiÒu s©u nÕu trôc giÕng
khoan kh«ng vu«ng gãc víi mÆt ph©n c¸ch ®ã. C¸c chiÒu s©u ®¸nh dÊu sù thay ®æi ®ét
ngét gi¸ trÞ ®iÖn trë suÊt trªn mçi c¸nh gäi lµ chiÒu s©u biÓu kiÕn (hay lµ chiÒu s©u
t−¬ng ®èi tÝnh theo trôc giÕng khoan). Sù kh¸c nhau cña c¸c chiÒu s©u t−¬ng ®èi nµy
gi÷a c¸c ®iÖn cùc chøa ®ùng th«ng tin cÇn thiÕt ®Ó ®¸nh gi¸ gãc c¾m vµ gãc ph−¬ng vÞ
nÕu ta biÕt ®−îc:
a. H−íng cña trôc thiÕt bÞ vµ h−íng cña mét trong sè c¸c c¸nh sö dông (th−êng
dïng c¸nh thø nhÊt) so víi h−íng b¾c tõ.
b. Gãc nghiªng vµ ph−¬ng vÞ cña trôc giÕng khoan.
c. §−êng kÝnh giÕng t¹i ®iÓm quan s¸t.
S¬ ®å cña mét thiÕt bÞ ®o gãc c¾m ë h×nh 8.9 lµ s¬ ®å nguyªn t¾c l¾p r¸p cña
h∙ng Dresser Atlas. Trong s¶n xuÊt cßn dïng nh÷ng m¸y ®o gãc c¾m kh¸c cña
Schlumberger, Halliburton cã c¸c ®Æc tÝnh kü thuËt kh¸c nhau nh−ng nguyªn t¾c chung
th× nhiÒu phÇn gièng nhau. Bé con l¾c bªn trªn vµ c¸c vßng gãp lµ ®Ó ®o gãc nghiªng
cña giÕng. Thanh nam ch©m cïng c¸c cæ gãp lµ bé phËn x¸c ®Þnh ph−¬ng vÞ cña cµng
sè mét (N01). PhÇn cuèi cña s¬ ®å lµ c¸c cµng g¾n ®iÖn cùc 1- 2 vµ 3 (COM) hoÆc No
1,2,3 vµ 4 (HDT). C¸c cµng nµy còng dïng ®Ó ®o ®−êng kÝnh giÕng khoan. PhÇn bªn
ph¶i phÝa d−íi h×nh vÏ lµ c¸c ®−êng cong ®o ®iÖn trë b»ng c¸c ®iÖn cùc ®Æt ë c¸c cµng
t−¬ng øng. Khi thiÕt bÞ ®i qua mÆt ph©n c¸ch gi÷a hai líp ®¸ cã ®iÖn trë kh¸c nhau c¸c
®−êng cong thay ®æi ®ét ngét ë c¸c chiÒu s©u t−¬ng ®èi 1,2,3 vµ 4. Dùa vµo chiÒu s©u
t−¬ng ®èi nµy vµ c¸c tham sè kh¸c nh− ®−êng kÝnh giÕng, ta cã thÓ tÝnh ®−îc gãc cña
trôc giÕng khoan víi mÆt ph©n c¸ch. Dùa vµo gãc nghiªng cña trôc giÕng khoan víi
ph−¬ng th¼ng ®øng cã thÓ tÝnh ®−îc gãc c¾m cña mÆt, dùa vµo ph−¬ng vÞ cña c¸nh thø
nhÊt (No1) sÏ tÝnh ®−îc h−íng ®æ hay gãc ph−¬ng vÞ cña mÆt ph©n c¸ch.
Ta l−u ý r»ng gãc c¾m thay ®æi trong ph¹m vi tõ 00- 900, cßn gãc ph−¬ng vÞ
trong kho¶ng tõ 00 - 3600, hÕt vßng thay ®æi 3600 gãc ph−¬ng vÞ l¹i trë vÒ 00. Trong
thùc tÕ gãc ph−¬ng vÞ x¸c ®Þnh ®−îc ϕ = 3600 hay 00 cã nghÜa lµ h−íng ®æ cña mÆt
ph©n c¸ch lµ nh− nhau.
8.3.2. TÝnh gãc c¾m cña vØa
C¸c gi¸ trÞ gãc nghiªng λ cña trôc giÕng so víi ph−¬ng th¼ng ®øng ®−îc ghi ë
d¹ng ®−êng cong ®o liªn tôc (th−êng s¾p xÕp ë cét bªn tr¸i cña b¨ng ghi , víi thang 0-
90/180/360/720), trong ®ã thang 360 hay ®−îc sö dông h¬n c¶.
Trong tr−êng hîp cña hÖ thang 360 c¸c ®−êng cong chØ gãc ph−¬ng vÞ ϕ cña
®iÖn cùc N01 so víi h−íng b¾c tõ, ®−êng cong chØ ph−¬ng cña ®iÖn cùc N01 so víi
h−íng cña trôc giÕng (vßng β) còng ®−îc ghi liªn tôc theo chiÒu s©u cña giÕng khoan
(h×nh 8.10).
C¸c b−íc tiÕn hµnh tÝnh to¸n :
234
- a) X¸c ®Þnh gãc c¾m vµ ph−¬ng vÞ biÓu kiÕn so víi h−íng cña giÕng (θ, F).
H×nh 8.10. ThÝ dô b¨ng ®o gãc c¾m ë giÕng khoan
(Cét bªn tr¸i c¸c ®−êng cong chØ h−íng ph−¬ng vÞ, cét bªn ph¶i lµ c¸c
®−êng cong ®iÖn trë dïng ®Ó liªn kÕt)
b) X¸c ®Þnh gãc vµ ph−¬ng vÞ tõ sau khi hiÖu chØnh gãc nghiªng δ cña trôc
giÕng (α, AZM).
c) X¸c ®Þnh ph−¬ng vÞ ®Þa lý cña gãc c¾m theo phÐp hiÖu chØnh cho gãc lÖch tõ
(AZG).
d) X¸c ®Þnh gãc c¾m biÓu kiÕn vµ ph−¬ng vÞ cña ®iÖn cùc N01.
235
- C¸c tÝnh to¸n nµy kh¸ phøc t¹p, ë ®©y xin tr×nh bÇy ng¾n gän c¬ së cña ph©n
tÝch ®o gãc c¾m (Fundamentals of Dipmeter Interpretation) theo tµi liÖu cña
Schlumberger.
H×nh 8.11 thÓ hiÖn mét l¸t c¾t cña
giÕng khoan qua mét mÆt ph©n líp B. Trong
h×nh trôc giÕng OA n»m theo ph−¬ng th¼ng
®øng dÔ dµng cho viÖc x¸c ®Þnh gãc c¾m θ vµ
ph−¬ng vÞ biÓu kiÕn Φ.
MÆt DOF vu«ng gãc víi trôc OA. C¸c
®iÖn cùc 1, 2 vµ 3 ®i tõ d−íi lªn gÆp mÆt B ë
c¸c ®é cao lÇn l−ît l1, l2, vµ l3 ë phÝa trªn
DOF. MÆt AOD chøa ®iÖn cùc 1. Qui −íc lµ
Φ
Zond ®o kh«ng quay theo h−íng vu«ng gãc
víi mÆt B.
Theo dÊu vÕt cña mÆt B trªn thµnh
giÕng, chän ®iÓm thÊp nhÊt M lµ ®iÓm n»m
trªn mÆt n»m ngang FOD. Dùng mÆt ph¼ng H×nh 8.11. Mèi quan hÖ gi÷a c¸c
chøa trôc OA vµ M vu«ng gãc víi mÆt B. ®−êng cong, gãc c¾m vµ ph−¬ng vÞ
Giao tuyÕn MC cña mÆt ph¼ng míi dùng víi biÓu kiÕn so víi ®iÖn cùc N01
B t¹o víi mÆt n»m ngang mét gãc θ; lµ gãc
dèc lín nhÊt vµ lµ gãc c¾m biÓu kiÕn cña mÆt B. V× M sÏ lµ h−íng ®æ dèc (xuèng) cña
mÆt B, nªn gãc DOM sÏ lµ gãc ph−¬ng vÞ biÓu kiÕn Φ cã chiÒu d−¬ng theo kim ®ång
hå tõ D ®Õn M.
Cho a lµ b¸n kÝnh cña giÕng (a = dh/2 ) ta cã thÓ tÝnh:
l1 = atgθ (1 − CosΦ )
2π
l 2 = atgθ 1 − Cos − Φ (8.4)
3
4π
l 3 = atgθ 1 − Cos − Φ
3
V× vËy, c¸c kho¶ng lÖch cña c¸c sè ®o gi÷a c¸c ®−êng cong sÏ lµ:
2π
h1− 2 = l 2 − l1 = atgθ CosΦ − Φ
3
4π
h1−3 = l 3 − l1 = atgθ CosΦ − Φ
3
() () () ()
Chó ý: Sin 2π 3 = − Sin 4π 3 = 3 2 vµ Cos 2π 3 = Cos 4π 3 = − 1 2
Nªn cã thÓ biÕn ®æi thµnh:
236
-
3 1
atgθ CosΦ − SinΦ
h1− 2 =
2
3
(8.5)
3 1
= atgθ CosΦ + SinΦ
h1−3
2
3
Khi biÕt a th× cã thÓ t×m θvµ Φ qua hÖ ph−¬ng tr×nh (8.5). §Ó tiÖn viÖc gi¶i hÖ
ph−¬ng tr×nh (8.5) b»ng ph−¬ng ph¸p ®å thÞ ta sö dông c¸ch tÝnh kÕt hîp kho¶ng lÖch.
Ta ®Æt K = 3 2 atgθ = kho¶ng lÖch kÕt hîp
1
I 2 = CosΦ − SinΦ
3
1
I 3 = CosΦ + SinΦ
3
h1− 2 = K .I 2
(8.5)’
vµ
h1−3 = K .I 3
C¸c ph−¬ng tr×nh trong (8.5)’ lµ nh÷ng ph−¬ng tr×nh cña l−íi c¸c elip nh− h×nh
(8.12a). Mçi elip víi mét gi¸ trÞ K.
§o c¸c kho¶ng lÖch h1-2 vµ h1-3 trªn c¸c trôc t−¬ng øng. NÕu ®iÖn cùc 2 ë trªn
®iÖn cùc 1 th× h1-2 sÏ lµ d−¬ng vµ t−¬ng tù nh− thÕ ®èi víi ®iÖn cùc 3 vµ h1-3. NÕu ng−îc
l¹i th× c¸c gi¸ trÞ lÖch mang dÊu ©m.
NÕu c¸c ®iÖn cùc 2 vµ 3 ®Òu n»m cao h¬n ®iÖn cùc 1 th× c¸c sè ®o sÏ r¬i vµo gãc
trªn bªn ph¶i cña h×nh vÏ 8.12a. §iÖn cùc 3 ë cao h¬n cßn ®iÖn cùc 2 n»m thÊp h¬n
®iÖn cùc 1 th× c¸c sè tÝnh to¸n r¬i vµo gãc d−íi bªn ph¶i cña to¸n ®å,...
§Æt c¸c gi¸ trÞ h1-2 vµ h1-3 trªn c¸c trôc t−¬ng øng víi chóng. §iÓm giao cña c¸c
kho¶ng lÖch h1-2 vµ h1-3 sÏ x¸c ®Þnh gi¸ trÞ K vµ ph−¬ng vÞ biÓu kiÕn Φ.
NÕu ®iÓm giao nãi trªn n»m gi÷a hai elip thø i vµ thø (i+1) th× ph¶i tÝnh gi¸ trÞ K
b»ng phÐp néi suy tõ c¸c gi¸ trÞ Ki vµ Ki+1. Còng lµm néi suy t−¬ng tù nÕu ®iÓm giao
r¬i vµo gi÷a hai gãc Φk vµ Φk+1
PhÇn d−íi cña to¸n ®å 8.12b dïng ®Ó tÝnh gãc c¾m biÓu kiÕn θ khi biÕt K vµ
®−êng kÝnh giÕng cho tr−íc.
VÝ dô :1, Kho¶ng lÖch gi÷a c¸c ®−êng cong:
§−êng cong 1 vµ 2, 2 up (2 ë trªn) = 3 mm.
§−êng cong 1 vµ 3, 3 up = 1,5mm.
B¸n kÝnh giÕng a = 4,125in.
Trªn l−íi h×nh elip cña to¸n ®å 8.12a, x¸c ®Þnh K = 2,65 mm, víi tû lÖ 1/20, nªn
K = 2,65x20 = 53mm.
237
- Φ biÓu kiÕn 1
H×nh 8.12. To¸n ®å tÝnh gãc c¾m vµ ph−¬ng vÞ biÓu kiÕn
Vµ a= 4.125x 25,4 =104,775mm.
2K 106
= 0 ,33723 gãc θ = 18038’.
V× vËy: tgθ = =
3a 314.325
So s¸nh kÕt qu¶ trªn víi viÖc dïng to¸n ®å h×nh 8.12 cho kÕt qu¶ nh− sau:
To¹ ®é cña ®iÓm giao (h1-3, h1-2) b»ng (1.5,3.0) t−¬ng ®−¬ng víi elip cã kho¶ng
lÖch kÕt hîp K= 2,65.
Ph−¬ng vÞ biÓu kiÕn Φ = 3300.
238
- 1
Dïng phÇn d−íi cña to¸n ®å víi c¸c gi¸ trÞ K= 2,65, d h = 8 inch ta nhËn ®−îc
4
θ = 18030’.
VÝ dô 2: cho ph−¬ng vÞ ®iÖn cùc N01 AZM 1= 1200.
β= 600.
Gãc quay t−¬ng ®èi
λ = 6 030’.
Gãc nghiªng cña trôc giÕng
1
d h = 8 inch
§−êng kÝnh giÕng
4
Kho¶ng lÖch gi÷a c¸c ®−êng cong:
H1-2; 2 ë trªn 3.0mm
H1-3; 3 ë trªn 1.5mm
H×nh 8.13. ThÝ dô tÝnh gãc c¾m thùc tÕ α vµ gãc ph−¬ng vÞ
thùc G cña vØa b»ng to¸n ®å l−íi lËp thÓ
TÝnh to¸n:
Ph−¬ng vÞ trÝ cña h−íng lÖch
239
- AZMd= AZM 1- β = 1200- 600
Gãc c¾m biÓu kiÕn so víi ®iÖn cùc 1.
Tõ to¹ ®é cña ®iÓm (1,5; 3,0) trªn to¸n ®å 8.12a x¸c ®Þnh Φ =AZMa = 3300 ®èi
víi vµnh elip K = 6,25 (®iÓm A). Tõ to¸n ®å 8.12b x¸c ®Þnh gãc θ = 180 30’(®iÓm B).
Ph−¬ng vÞ F cña gãc c¾m biÓu kiÕn so víi h−íng nghiªng cña trôc giÕng:
F = AZMa + β = 330 +600 - 3600 = 300
TÝnh gãc c¾m thùc tÕ α vµ ph−¬ng vÞ G cña gãc c¾m thùc tÕ so víi h−íng dèc
cña trôc giÕng.
Trªn to¸n ®å l−íi lËp thÓ ë 8.13, tõ gãc F = 300 v¹ch ®−êng th¼ng vµo t©m ®iÓm
c¾t vßng trßn 18030’ t¹i ®iÓm C. Tõ C dÞch xuèng ph¸i d−íi mét ®o¹n vµo vßng nhá
h¬n b»ng gãc σ ta cã ®iÓm D n»m trªn vßng α = 130.
Tõ t©m ®iÓm v¹ch ®−êng th¼ng qua D ta sÏ ®äc ®−îc gãc ph−¬ng vÞ G cña gãc
c¾m α.
Cßn mét sè c¸ch xö lý vµ tÝnh c¸c gãc ph−¬ng vÞ vµ gãc c¾m kh¸c phøc t¹p h¬n
nh−ng chÝnh x¸c h¬n. Tuy nhiªn, tÊt c¶ c¸c phÐp tÝnh ®Òu cã ®iÓm chung lµ dùa vµo
phÐp tÝnh trong to¹ ®é cÇu ®Ó x©y dùng c¸c to¸n ®å lËp thÓ gióp cho viÖc tÝnh to¸n ®−îc
nhanh vµ chÝnh x¸c h¬n.
Trong thùc tÕ s¶n xuÊt, viÖc tÝnh to¸n c¸c gãc θ, α vµ G ®Òu ®−îc thùc hiÖn nhê
c¸c phÇn mÒm cña m¸y tÝnh.
8.3.3. BiÓu diÔn c¸c kÕt qu¶ ®o gãc c¾m vµ ph−¬ng vÞ
Cã nhiÒu c¸ch biÓu diÕn kÕt qu¶ ®o gãc c¾m α vµ gãc ph−¬ng vÞ G, gãc lÖch σ.
C¸c c¸ch biÓu diÔn b»ng biÓu ®å ph¶i thÓ hiÖn chiÒu s©u thÕ n»m cña mÆt B (Xem h×nh
8.11).
Gãc
§é
§−êng cong liªn kÕt Gãc vµ h−íng c¾m thùc cña vØa nghiªng
s©u
H×nh 8.14 MÉu biÓu diÔn gãc vµ h−íng c¾m cña vØa vµ ®é nghiªng cña
giÕng khoan b»ng ®Çu con nßng näc
240
- H×nh 8.14 lµ mét thÝ dô ®o¹n b¨ng biÓu diÔn kÕt qu¶ ®o gãc c¾m cña vØa gãc
nghiªng vµ h−íng dèc cña trôc giÕng khoan.
Cét thø nhÊt (bªn tr¸i) lµ ®−êng cong liªn kÕt (trong tr−êng hîp h×nh vÏ nµy lµ
®−êng SP). Cét thø hai lµ chiÒu s©u. Cét thø ba lµ phÇn biÓu diÔn gãc vµ h−íng c¾m cña
vØa. Gãc c¾m thay ®æi tõ 0- 900, ph−¬ng vÞ tõ 00 (h−íng b¾c ®Þa lý) ®Õn 3600 . Dïng
h×nh ¶nh cña con nßng näc hoÆc mòi tªn ®Ó biÓu diÔn chiÒu s©u, gãc vµ h−íng c¾m
cña vØa. §Çu nßng näc x¸c ®Þnh chiÒu s©u vµ gãc c¾m thùc cña vØa, ®u«i nßng näc chØ
h−íng dèc (ph−¬ng vÞ)
cña vØa so víi h−íng
b¾c ®Þa lý.
Cét cuèi cïng
(bªn ph¶i) chØ gãc
nghiªng (λ) vµ h−íng ®i
cña trôc giÕng khoan
(còng chÝnh lµ h−íng
dèc cña trôc Zond ®o).
8.3.4. Ph¹m vi
øng dông
C¸c kÕt qu¶ ®o
gãc c¾m lµ tµi liÖu c¬ së
quan träng ®Ó x¸c ®Þnh
gãc ®æ cÊu t¹o hay khu
vùc cña l¸t c¾t ®Þa chÊt,
ph¸t hiÖn c¸c dÞ th−êng
gãc ®æ cã liªn quan ®Õn
c¸c biÕn d¹ng kiÕn t¹o
nh− ®øt g∙y uèn nÕp
(H×nh 8.15).
C¸c ®−êng cong
®iÖn trë khi tiÕn hµnh
®o gãc c¾m cã thÓ ®−îc
dïng ®Ó ph¸t hiÖn c¸c
®íi nøt nÎ.
¸p dông phÐp ®o
gãc c¾m trong nghiªn
cøu ®Þa tÇng cã thÓ
nhËn ®−îc c¸c th«ng tin
H×nh 8.15. Mét thÝ dô ®o gãc c¾m x¸c ®Þnh d¹ng
vÒ c¸c hiÖn t−îng bÊt
uèn nÕp cña vïng ®Þa chÊt
chØnh hîp ®Þa tÇng hay
bÊt chØnh hîp gãc (H×nh 8.16).
241
- Trªn h×nh vÏ chØ râ mÆt bÊt chØnh
hîp ®Þa tÇng ë chiÒu s©u 580m. Trªn ®−êng
cong liªn hÖ ë cét thø nhÊt còng thÓ hiÖn
nh− vËy. Tõ d−íi lªn sau ®íi phong ho¸ bµo
mßn ®iÖn trë gi¶m râ rÖt vµ ®−êng cong Ýt
zÝc z¾c h¬n.
8.4. §o nhiÖt ®é trong giÕng khoan
8.4.1. Tr−êng nhiÖt ®é trong giÕng
khoan
Ph−¬ng ph¸p nhiÖt trong ®Þa vËt lý
giÕng khoan b¾t ®Çu tõ viÖc ®o nhiÖt ®é cña
cét dung dÞch khoan sau khi ngõng tuÇn
hoµn dung dÞch trong giÕng. Trong giÕng
khoan dung dÞch vµ ®Êt ®¸ v©y quanh lu«n
cã sù trao ®æi nhiÖt. Sù trao ®æi nhiÖt gi÷a
pha láng (dung dÞch) víi ®Êt ®¸ v©y quanh
(pha r¾n) x¶y ra nhanh hay chËm phô thuéc
vµo ®é dÉn nhiÖt vµ nhiÖt dung cña c¸c pha MÆt bÊt chØnh hîp
®ã. Nãi chung nhiÖt dung cña dung dÞch th×
§íi phong ho¸
lín nh−ng ®é dÉn nhiÖt th× nhá h¬n cña ®Êt
®¸ v©y quanh. Trªn ®¹i thÓ ®é dÉn nhiÖt cña
®¸ phô thuéc vµo mËt ®é cña ®¸ mµ mËt ®é
cña mét lo¹i ®¸ l¹i phô thuéc vµo ®é nÐn ep
hay chiÒu s©u, thÕ n»m cña lo¹i ®¸ ®ã.
Trong quan hÖ phô thuéc phøc t¹p ®ã lµm
cho nhiÖt ®é cña cét dung dÞch trong giÕng
khoan kh«ng gièng víi nhiÖt ®é cña ®Êt ®¸
cã cïng chiÒu s©u ë thµnh giÕng khoan.
Muèn cho nhiÖt ®é cña dung dÞch vµ cña ®Êt
®¸ cïng chiÒu s©u ë thµnh giÕng b»ng nhau
ph¶i chê mét thêi gian ∆t (tÝnh tõ lóc ngõng
khoan) ®ñ dµi ®Ó cã sù c©n b»ng nhiÖt gi÷a
hai pha ®ã .
H×nh 8.16. ThÝ dô x¸c ®Þnh bÊt chØnh hîp
®Þa tÇng theo tµi liÖu ®o gãc c¾m
Ngay sau khi ngõng tuÇn hoµn ë
phÇn d−íi gÇn ®¸y giÕng dung dÞch lµm cho
®Êt ®¸ v©y quanh nguéi ®i (h×nh 8.17), cßn ë phÇn trªn gÇn mÆt ®Êt, ng−îc l¹i dung
dÞch lµm nãng ®Êt ®¸ ë thµnh giÕng. Së dÜ nh− vËy lµ v× ®íi (A) gÇn ®¸y giÕng lµ dung
dÞch míi ®−îc b¬m xuèng cã nhiÖt ®é th−êng nhá h¬n nhiÖt ®é cña ®Êt ®¸ xung quanh;
dung dÞch ë ®íi (B) gÇn mÆt ®Êt lµ dung dÞch míi ®−îc ®èi l−u ngù¬c tõ ®¸y giÕng ®∙
Êm lªn do lµm nguéi choßng vµ nhËn thªm nhiÖt cña ®Êt ®¸ ë phÇn d−íi.
V× vËy sau khi ngõng tuÇn hoµn nhiÖt ®é cña dung dÞch ë phÇn d−íi (A) th−êng
thÊp h¬n nhiÖt ®é thùc cña ®Êt ®¸ vµ ë phÇn trªn gÇn mÆt ®Êt nhiÖt ®é cña dung dÞch th×
lín h¬n nhiÖt ®é cña ®Êt ®¸ (h×nh 8.17).
242
- T (0C)
Gi÷a c¸c ®íi (A) vµ (B) cã mét ®íi (B)
(C), ë ®ã nhiÖt ®é cña dung dÞch vµ cña ®Êt NhiÖt ®é cét dung dÞch
NhiÖt ®é ®Êt ®¸ tÝnh theo
®¸ b»ng nhau ngay sau khi ngõng tuÇn hoµn.
(C) gradien nhiÖt ®é
ChiÒu s©u cña ®íi C phô thuéc vµo nhiÖt ®é
dung dÞch ë bÓ chøa vµ gradien nhiÖt ®é cña
khu vùc.
8.4.2. PhÐp ®o nhiÖt ®é
8.4.2.1. §o kh«ng liªn tôc
Dïng c¸c nhiÖt kÕ maximum1, ®o (A)
nhiÖt ®é cña cét dung dÞch ë c¸c chiÒu s©u
kh¸c nhau. Dùa vµo c¸c sè ®o vµ chiÒu s©u
t−¬ng øng ta x©y dùng biÓu ®å nhiÖt ®é cét H
dung dÞch theo chiÒu s©u giÕng khoan. C¸c H×nh 8.17. Tr−êng nhiÖt ®é trong
biÓu ®å nh− vËy ®−îc lËp theo c¸c thêi gian giÕng khoan
∆t kh¸c nhau ta cã thÓ quan s¸t thÊy sù thay
®æi nhiÖt ®é cña cét dung dÞch theo thêi gian t¹i chiÒu s©u bÊt kú.
Sù thay ®æi ®ã nãi lªn r»ng ®Êt ®¸ ®ang dÇn dÇn trao ®æi nhiÖt víi dung dÞch ë
cïng chiÒu s©u ®Ó cã nhiÖt ®é b»ng nhiÖt ®é thùc ban ®Çu cña ®¸.
Tõ c¸c sè ®o nh− vËy ta cã thÓ ngo¹i suy ®−îc nhiÖt ®é thùc tÕ cña ®Êt ®¸ ë
thµnh giÕng b»ng s¬ ®å Horner.
1. Nguyªn t¾c chung
Lachenbruch A. H et al(1954), Schoeppel R.J (1966), Daxnov V.N vµ Dowdle
W.L (1975) lµ nh÷ng ng−êi ®−a ra vµ lÇn l−ît sö dông mét biÓu thøc thÓ hiÖn sù thay
®æi cña nhiÖt ®é theo thêi gian nh»m ngo¹i suy nhiÖt ®é æn ®Þnh (T∞ ®−îc xem b»ng
nhiÖt ®é thùc) cña ®Êt ®¸ ë thµnh giÕng khoan.
C¸c sè liÖu cÇn thiÕt ®Ó x©y dùng c«ng thøc nµy gåm:
Thêi gian lµm nguéi ë trong giÕng (thêi gian khoan+ thêi gian tuÇn hoµn): tk
Thêi gian s−ëi Êm “t1”, t−¬ng ®−¬ng víi thêi gian lÊy sè ®o nhiÖt ®é ®Çu tiªn. t1
tÝnh tõ lóc kÕt thóc tuÇn hoµn.
Sè ®o nhiÖt ®é ë thêi gian t1 lµ T1.
Vµ nãi chung th× nhiÖt ®é T1 ®−îc ®o ë thêi gian t1 ®èi víi mçi Zond ®o.
BiÓu thøc cã d¹ng:
t
T = K log 1 + k + T∞ (8.6)
∆t
1. NhiÖt kÕ dïng thuû ng©n ®o th©n nhiÖt lµ mét lo¹i nhiÖt kÕ max
243
- ∆t + t k
BiÓu thøc (8.6) lµ hµm tuyÕn tÝnh cña ®èi sè log cã d¹ng y= ax + b, víi
∆t
∆t + t k
y= T, x = log ; a =k, lµ hÖ sè , b = T∞ nhiÖt ®é thùc cña ®¸.
∆t
Tõ thêi ®iÓm ngõng tuÇn hoµn dung dÞch, sau c¸c kho¶ng thêi gian ∆t1vµ ∆t2 ®o
®−îc c¸c gi¸ trÞ nhiÖt ®é t−¬ng øng T1 vµ T2, ta dÔ dµng tÝnh ®−îc hai cÆp sè (x,y) lµ to¹
®é cña c¸c ®iÓm A vµ B:
∆t + t ∆t + t
AT1 ,log 1 k vµ B T2 ,log 2 k (8.7)
∆t ∆t
1 2
∆t + t k
Dùng hÖ to¹ ®é b¸n loga, trôc x lµ log , trôc y lµ T, khi x¸c ®Þnh vÞ trÝ
∆t
c¸c ®iÓm A vµ B trªn hÖ to¹ ®é nµy ta dÔ dµng x¸c ®Þnh ®−êng th¼ng ®å thÞ biÓu diÔn
cña ph−¬ng tr×nh (8.6) nh− h×nh 8.18.
Gi¸ trÞ nhiÖt ®é T(∞) cña ®iÓm (O,T) trªn hÖ to¹ ®é ë h×nh 8.18 khi x =
∆t + t k
∆t + t k
= 1.
log = 0 nghÜa lµ
∆t
∆t
T
VËy T(∞) lµ ®iÓm c¾t nhau gi÷a ®−êng
∆t + t
biÓu ®å Horner víi trôc tung. x1 = log 1 k
T(∞)
∆t
1
NhËn xÐt: §Ó cã thÓ tÝnh to¸n
∆t + t
x 2 = log 2 k
®−îc nhiÖt ®é cña vØa, phÐp ®o T ®−îc
∆t
thùc hiÖn ë thêi gian ∆t, tÝnh tõ lóc
2
T2 B
ngõng tuÇn hoµn. Kho¶ng thêi gian ∆t
chê cho ®¸ “Êm” lªn cµng dµi cµng
chÝnh x¸c. Tuy nhiªn, trong thùc tÕ
kh«ng cho phÐp ∆t kÐo dµi ®Õn v« cïng. T1 A
V× thÕ cÇn x¸c ®Þnh Ýt nhÊt hai cÆp sè
theo (8.7) ë ®iÒu kiÖn thuËn lîi cho
phÐp. Muèn vËy:
a. Sù ®o ghi nhiÖt ®é cùc ®¹i ph¶i
kÌm víi thêi gian ∆t ë chiÒu s©u cña 10
x2 x1
1 X
5
Zond ®o.
H×nh 8.18. Nguyªn t¾c x©y dùng biÓu ®å
Horner cho mét giÕng khoan
b. Gi¶m thêi gian tuÇn hoµn ®Õn
tèi thiÓu ®Ó c¸c líp ®¸ kh«ng bÞ lµm
nguéi nhiÒu tr−íc khi ®o (gi¶m thêi gian tuÇn hoµn, ®ång nghÜa víi gi¶m thêi gian lµm
nguéi tk).
c. TËp hîp sã liÖu ®Çy ®ñ cho viÖc x¸c ®Þnh ∆t vµ tk ®−îc tèt.
244
- 2. øng dông cña ph−¬ng ph¸p biÓu ®å Horner
a. Thu thËp c¸c sã liÖu sau:
Tr−íc khi ®o nhiÖt ®é:
+ ChiÒu s©u ®¸y giÕng
+ Thêi gian ngõng khoan (ngµy, giê, phót).
+ Thêi gian ngõng tuÇn hoµn (ngµy, giê, phót).
+ Thêi gian xuyªn cña choßng khoan trong 10m cuèi cïng
+ Thêi gian khoan mÐt cuèi cïng (tk1) tÝnh b»ng phót.
+ Thêi gian tuÇn hoµn (tk2) tÝnh b»ng phót.
tk = tk1 + tk2.
Khi phÐp ®o tiÕn hµnh:
+ Lo¹i m¸y giÕng (nhiÖt kÕ).
+ ChiÒu s©u tiÕn hµnh ®o (tÝnh chiÒu s©u lín nhÊt).
+Thêi gian b¾t ®Çu tiÕn hµnh.
+ Kho¶ng thêi gian tõ lóc ngõng tuÇn hoµn ®Õn lóc b¾t ®Çu ®o nhiÖt ®é, ∆t.
+ NhiÖt ®é ®o ®−îc lín nhÊt.
b. BiÓu ®å Horner:
NhiÖt ®é (0C)
X©y dùng biÓu ®å Horner còng kh«ng
®Æc biÖt khã l¾m. lËp mét hÖ to¹ ®é b¸n loga,
∆t + t k 1
trôc tung Y = T, trôc hoµnh log (xem
∆t
h×nh 8.18).
2
§Ó dùng ®−êng th¼ng biÓu ®å Horner §å thÞ nhiÖt ®é
ta c©n Ýt nhÊt hai cÆp sè tÝnh theo (8.7) ®Ó x¸c tõng phÇn 3
®Þnh ®−îc c¸c ®iÓm A, B. KÐo dµi ®−êng AB
c¾t trôc T t¹i T(∞). ë mçi chiÒu s©u lÊy sè ®o §å thÞ nhiÖt ®é
∆t, vµ ∆t2 ta tÝnh ®−îc mét gi¸ trÞ T(∞). Nèi trung b×nh
4
c¸c ®iÓm T(∞) ë c¸c chiÒu s©u kh¸c nhau cña
giÕng khoan, ta cã biÓu ®å ®Þa nhiÖt cña l¸t (m)
c¾t giÕng khoan (h×nh 8.19). §é dèc cña
H×nh 8.19. X©y dùng tuyÕn ®Þa
®o¹n th¼ng nèi hai ®iÓm ®o liÒn nhau trong
nhiÖt cña mét giÕng khoan
l¸t c¾t cña giÕng khoan sÏ thÓ hiÖn gradien
245
- ®Þa nhiÖt cña phÇn l¸t c¾t gi÷a hai ®iÓm ®ã gäi lµ gradien ®Þa nhiÖt tõng phÇn.
Dùa vµo c¸c ®−êng biÓu diÔn gradien nhiÖt (h×nh 8.19) ta cã thÓ v¹ch mét ®−êng
xu thÕ hay gradien ®Þa nhiÖt trung b×nh.
8.4.2.2. §o liªn tôc
PhÐp ®o liªn tôc nhiÖt ®é cña cét dung dÞch khoan ®−îc thùc hiÖn nhê mét nhiÖt
kÕ ®iÖn trë. S¬ ®å nhiÖt kÕ ®iÖn trë ®o trong giÕng khoan ®−îc thÓ hiÖn trong h×nh 8.20,
ho¹t ®éng trªn nguyªn t¾c cña cÇu ®iÖn trë Wheatston. CÇu cã 4 ®iÖn trë trong sè ®ã cã
1 hoÆc 2 lµ c¸c ®iÖn trë nh¹y nhiÖt, chÕ t¹o tõ c¸c kim lo¹i cã kh¶ n¨ng thay ®æi gi¸ trÞ
trë kh¸ng theo nhiÖt ®é cña m«i tr−êng xung quanh. Trong thùc tÕ ng−êi ta chän c¸c
kim lo¹i cã ®Æc tÝnh thay ®æi tuyÕn tÝnh gi¸ trÞ ®iÖn trë cña nã trong kho¶ng thay ®æi
nhiÖt ®é tõ 0 - 3500F.
C¸c ®iÖn trë nh¹y nhiÖt tiÕp xóc víi m«i
∆U
tr−êng (dung dÞch khoan), khi nhiÖt ®é m«i
tr−êng thay ®æi lµm cho trÞ sè cña c¸c ®iÖn trë ®ã
còng thay ®æi dÉn ®Õn sù mÊt th¨ng b»ng cña cÇu
vµ g©y ra hiÖu ®iÖn thÕ ∆U ë c¸c ®iÓm M vµ N
trªn ®−êng chÐo cña cÇu.
NhiÖt ®é T cña m«i tr−êng t¹i ®iÓm ®o
®−îc tÝnh :
∆U
T = T0 + C (8.8).
I
Trong ®ã:
T0: NhiÖt ®é ë mÆt ®Êt t¹i n¬i chuÈn cho
cÇu th¨ng b»ng.
C: HÖ sè cña thiÕt bÞ ®o (0C/Ω), ®−îc x¸c
®Þnh theo kÕt quÈ chuÈn ®Þnh cì.
∆U: HiÖu thÕ lÖch cÇu (mV).
H×nh 8.20. S¬ ®å nhiÖt kÕ ®iÖn dïng
cÇu Wheatstone vµ c¸p 3 ruét I: Dßng nu«i cÇu.
∆U
= 2.5 mV
Vµ nÕu ®é nhËy cña m¸y ®o b»ng ξ o = th× dßng t−¬ng øng
0
C
T − T0
).C . Tõ ®ã C = 2I.5 [mA / mV /
( ]
víi ®é nh¹y nµy sÏ lµ I 0 = Cξ 0 = 2.5 mV 0
0
C.
0
C
Thay C vµo (8.8) ta cã:
I 0 ∆U I
= T0 + 0 ,4 ∆U . 0 .
T = T0 + . (8.9)
25 I I
246
- SP §iÖn trë
Trong qu¸ tr×nh ®o c−êng ®é
NhiÖt ®é (0C)
dßng muèi I ®−îc duy tr× kh«ng ®æi
vµ b»ng I0.
I = Io = const (8.10)
Th× ta cã: NhiÖt ®é trung b×nh
cña ®¸ ë thµng
T= To + 0,4∆U giÕng khoan
(8.11)
PhÐp ®o ®−îc tiÕn hµnh tõ
miÖng giÕng ®Õn ®¸y giÕng khoan.
Trªn b»ng ®o nhiÖt ®é ph¶i ghi ngµy,
giê, phót b¾t ®Çu ®o vµ ngµy, giê,
phót kÕt thóc ®o ë ®¸y giÕng. Tèc ®é
th¶ kÐo c¸p kh«ng cho phÐp v−ît qu¸ NhiÖt ®é cña
3000m/h. cét dung dÞch
PhÐp ®o ghi thùc hiÖn tõ trªn
(m)
xuèng cho nªn mçi gi¸ trÞ ®o chiÒu
s©u H sÏ lµ gi¸ trÞ nhiÖt ®é “cùc ®¹i” H×nh 8.21. B¨ng ®o ghi nhiÖt ®é ë giÕng khoan
cña dung dÞch t¹i chiÒu s©u ®ã trong thêi ®iÓm ®o ghi.
H×nh 8.21 lµ mét thÝ dô kÕt qu¶ ®o nhiÖt ®é ë giÕng khoan.
8.4.3. C¸c øng dông cña ph−¬ng ph¸p ®o nhiÖt ®é ë giÕng khoan
Trong c¸c giÕng khoan trÇn tµi liÖu cña c¸c phÐp ®o nhiÖt ®é ®−îc sö dông ®Ó
x¸c ®Þnh c¸c thay ®æi c©n b»ng nhiÖt ë l¸t c¾t
nghiªn cøu (n¨ng l−îng, dßng nhiÖt, ®é tr−ëng
NhiÖt ®é
thµnh vËt chÊt h÷u c¬...). Dùa vµo c¸c tµi liÖu
®ã ta cã thÓ x¸c ®Þnh c¸c ho¹t ®éng ®Þa nhiÖt
cña giÕng khoan cña vïng.
Sù c©n b»ng nhiÖt khi ®−îc chi tiÕt bëi
chÝnh c¸c cö liÖu khoan, sÏ Ýt nhiÒu phï hîp víi
®é dÉn nhiÖt cña ®¸. Sù thay ®æi nhiÖt ®é cã thÓ
xem nh− lµ mét chØ thÞ cña ®Þa tÇng.
§íi mÊt tuÇn hoµn
Dùa vµo c¸c chØ thÞ ®ã ®Ó ph¸t hiÖn c¸c
líp sÐt cã nÐn Ðp thÊp (nhiÖt ®é t¨ng nhanh,
gradien nhiÖt t¨ng ®ét ngét).
Còng cã thÓ khoanh ®−îc vïng mÊt
tuÇn hoµn (H×nh 8.22).
MÆt kh¸c, ng−îc l¹i còng cã thÓ x¸c
ft
®Þnh ®−îc vÞ trÝ dßng n−íc hoÆc khÝ tõ vØa
H×nh 8.22. Ph¸t hiÖn ®íi mÊt ch¶y vµo giÕng (khÝ ch¶y qua thµnh vµo giÕng
dung dÞch tuÇn hoµn khoan lµm cho dung dÞch ë ®ã nguéi l¹nh
247
nguon tai.lieu . vn
