Xem mẫu
- E = RMNJ (3.41)
Trong ®ã:
J - MËt ®é dßng ®iÖn t¹i O trong m«i tr−êng nghiªn cøu
RMN - Gi¸ trÞ thùc cña ®iÖn trë suÊt ë phÇn m«i tr−êng n»m gi÷a hai ®iÖn
cùc M vµ N.
Thay (3.41) vµo (3.40) ta cã:
J
Ra = R MN (3.42)
J0
Tõ (3.41) ta nãi r»ng ®iÖn trë suÊt biÓu kiÕn Ra ®o ®−îc b»ng hÖ ®iÖn cùc gradien tû
lÖ víi ®iÖn trë suÊt thùc cña phÇn m«i tr−êng n»m gi÷a hai mÆt cÇu b¸n kÝnh AM vµ AN
víi hÖ sè b»ng tû sè mËt ®é thùc cña dßng ph¸t trong m«i tr−êng nghiªn cøu vµ mËt ®é J0
J
nÕu m«i tr−êng ®ã lµ ®ång nhÊt ®¼ng h−íng .
J0
Ta dÔ dµng thÊy r»ng nÕu phÐp ®o thùc hiÖn trong m«i tr−êng ®ång nhÊt ®¼ng
J
= 1 , vµ ®iÖn trë suÊt biÓu kiÕn Ra sÏ b»ng ®iÖn trë suÊt thùc
h−íng v« h¹n th× tû sè
J0
Rt cña m«i tr−êng.
b) Tr−êng hîp ®o b»ng hÖ ®iÖn cùc thÕ
Thay (3.38) vµo (3.41) ta còng cã:
2L
UM
∫ C m ( λ ) cos(λL )dλ
Ra = 4πL = Rm 1 + (3.43)
π
I
Trong ®ã L = AM - chiÒu dµi cña hÖ ®iÖn cùc thÕ.
Tuy nhiªn thÕ ®iÖn UM t¹i ®iÓm M cã thÓ tÝnh ®−îc tõ c−êng ®é ®iÖn tr−êng E
t¹i ®ã theo ph−¬ng Z:
dU
E = − gradU = −
dZ
∞ ∞
U M = − ∫ dU = ∫ EdZ (3.44)
L L
T−¬ng tù nh− (3.41) ta còng cã thÓ viÕt:
∞
U M = − ∫ RJdZ (3.45)
L
55
- Thay J trong biÓu thøc cuèi cïng b»ng tÝch ∝J0, víi J0 lµ mËt ®é dßng trong m«i
tr−êng ®ång nhÊt ®¼ng h−íng v« h¹n.
I
J0 = (3.46)
4πZ 2
Thay vµo (3.45):
∞
∝R
I
∫
UM = dZ (3.47)
4π 2
LZ
J
LÊy αR b»ng mét gi¸ trÞ trung b×nh f(z) cña tÝch R tÝnh cho kho¶ng c¸ch tõ
J0
M ®Õn xa v« cïng:
∞
I J
I dZ
f ( z ) M∞ ∫ 2 = R
=
UM (3.48)
4πL J 0 M∞
4π Z
L
Trong tÝnh to¸n thùc tÕ chØ cÇn tÝnh ∝R trong kho¶ng lÊy tÝch ph©n b»ng
(5÷10)L lµ ®ñ vµ phï hîp ®Ó tÝnh (3.42) b»ng ph−¬ng tr×nh:
J
Ra =
J R (3.49)
0 M∞
Víi mét ph©n bè bÊt
3 RS ®ång nhÊt ®¬n gi¶n nh− h×nh
(3.4a) ta sÏ chøng minh r»ng
®iÖn trë Ra ®o ®−îc b»ng hÖ
R2
2 h
®iÖn cùc thÕ AM phô thuéc
vµo ®é t−¬ng ph¶n ®iÖn trë cña
vØa nghiªn cøu R2 víi ®iÖn trë
l
cña c¸c líp v©y quanh RS, vµo
M RS
kho¶ng c¸ch l tõ M tíi vØa,
Z1
vµ víi chiÒu dµy h cña vØa...
L
1
Quy −íc r»ng hÖ ®iÖn
cùc AM ®Æt vu«ng gãc víi c¸c
A mÆt ph©n líp. Trong tr−êng
hîp ®ã UM t¹i M ®−îc tÝnh:
H×nh 3.4a. HÖ ®iÖn cùc AM ë gÇn vØa nghiªn cøu R2
Z1 + h
∞ ∞ ∞
U M = ∫ RIdZ = ∫ R S JdZ + ∫ R2 JdZ + ∫R JdZ (3.50)
S
Z1 + h
L L Z1
Nh©n vµo tÝch ph©n thø hai ®¹i l−îng (R2-RS)+RS vµ thay J b»ng αJ0 ta sÏ cã:
56
- Z1
Z1 + h Z1 + h
∞
αJ 0 dZ + αJ 0 dZ + αJ 0 dZ + (R 2 − R S ) αJ 0 dZ
= RS ∫ ∫ ∫ ∫
UM (3.51)
L
Z1 + h
Z Z1
VËn dông ®Þnh lý trung b×nh khi lÊy tÝch ph©n nµy ta cã:
I α 1tb α 2tb − α 1tb α 3tb − α 2tb
h
RS + ( R2 − R S )α 2tb
UM = + + (3.52)
4π L
Z1 + h ( Z 1 + h) Z 1
Z1
J
Trong ®ã α1tb, α2tb, α3tb - hÖ sè α = lÊy trung b×nh cho c¸c phÇn 1, 2 vµ 3
J0
t−¬ng øng cña m«i tr−êng nghiªn cøu.
Nh−ng v× (α2tb - α1tb) vµ (α3tb - α2tb) th−êng rÊt nhá so víi α1tb; vµ c¸c kho¶ng Z
vµ Z1 + h l¹i lín h¬n L, nªn cã thÓ bá qua c¸c sè h¹ng qu¸ nhá ®Ó biÓu thøc trªn ®−îng
rót ng¾n:
I R S α tb1
h
+ ( R2 − R S )α 2tb
UM ≈ (3.53)
4π L ( Z 1 + h) Z 1
Thay (3.53) vµo (3.43) ta cã:
R − RS
UM hL
≈ RS α 1tb + 2 α 2tb
Ra = 4πL (3.54)
R ( Z 1 + h) Z 1
I
S
Ph−¬ng tr×nh (3.26) thÓ hiÖn quan hÖ phô thuéc gi÷a Ra víi ®iÖn trë suÊt cña c¸c
phÇn trong m«i tr−êng bÊt ®ång nhÊt, chiÒu dµi hÖ cùc L vµ bÒ dµy h cña vØa thø hai ë
h×nh 3.4a.
3.2.3. D¸ng ®iÖu cña ®−êng cong ®o ®iÖn trë trong giÕng khoan
§iÖn trë suÊt biÓu kiÕn ®o ®−îc trong giÕng khoan phô thuéc phøc t¹p vµo c¸c
yÕu tè: lo¹i vµ chiÒu dµi cña hÖ ®iÖn cùc ®o, ®−êng kÝnh giÕng, chiÒu s©u ®íi ngÊm,
®iÒn trë suÊt vµ chiÒu dµy cña c¸c líp ®Êt ®¸ trong l¸t c¾t...
H×nh 3.5 thÓ hiÖn c¸c ®Æc ®iÓm vµ d¸ng ®iÖu cña c¸c ®−êng cong ®o ghi Ra
trong giÕng khoan b»ng c¸c ®iÖn cùc thÕ vµ gradien qua c¸c phÇn l¸t c¾t kh¸c nhau.
3.2.3.1. Tr−êng hîp hÖ ®iÖn cùc thÕ
D¸ng chung cña ®−êng Ra lµ ®èi xøng qua ®iÓm gi÷a cña vØa. Tr−êng hîp vØa
dµy (h >> AM), ®iÖn trë cao (Rt > Rsh) (h×nh 3.5a), c¸c ®iÓm uèn (p vµ p’) trªn ®−êng cong
AM
lÇn l−ît n»m ë vÞ trÝ thÊp h¬n nãc vµ cao h¬n v¸ch vØa mét kho¶ng ®óng b»ng . VËy
2
trong tr−êng hîp nµy nÕu v¹ch vØa theo c¸c ®iÓm uèn th× chiÒu dµy biÓu kiÕn sÏ nhá h¬n
chiÒu dµy thùc cña vØa mét gi¸ trÞ b»ng AM.
57
- T hÕ
Tr−êng hîp vØa máng (h Gradien
AO ), ®iÖn trë cao ®−êng cong Ra lu«n lu«n cã
d¹ng kh«ng ®èi xøng (hinh 3.5a). Khi c¸c ®iÖn cùc M vµ N ®i vµo vØa (vïng 1) chØ cã
mét phÇn dßng rÊt nhá ®i ®−îc vµo vØa nªn hiÖu ®iÖn thÕ ®o ®−îc rÊt thÊp, trªn ®−êng
cong ®¸nh dÊu b»ng mét cùc tiÓu ë ngay nãc vØa. Lóc ®iÖn cùc ph¸t A ®i vµo vØa a th×
®iÖn trë Ra ®o ®−îc t¨ng nhanh vµ tiÕn tíi gÇn gi¸ trÞ Rt (vïng 2). Khi c¸c ®iÖn cùc M
vµ N tiÕn vµo vØa v©y quanh bªn d−íi th× hiÖu ®iÖn thÕ gi÷a cÆp ®iÖn cùc nµy ®ét ngét
58
- t¨ng do sù tËp trung dßng ph¸t tõ m«i tr−êng ®iÖn trë cao vµo m«i tr−êng ®iÖn trë thÊp.
HiÖn t−îng nµy ®−îc ®¸nh dÊu b»ng mét cùc ®¹i trªn ®óng v¸ch vØa. TiÕp theo lµ hiÖu
®iÖn thÕ gi¶m ®ét ngét do sù ph©n t¸n dßng trong m«i tr−êng ®iÖn trë thÊp nªn gi¸ trÞ
Ra ®o ®−îc còng gi¶m theo (vïng 3). §iÖn trë trong vïng 3 gi¶m dÇn ®Õn gi¸ trÞ Rsh ë
bªn d−íi, c¸ch ranh giíi vØa mét kho¶ng b»ng chiÒu dµi AO cña hÖ ®iÖn cùc.
D¸ng ®iÖn tr−êng Ra võa m« t¶ lµ d¸ng ®iÖu cña ®−êng cong Ra ®o ®−îc b»ng hÖ
®iÖn cùc gradien xu«i. Tr−êng hîp trªn nÕu phÐp ®o thùc hiÖn b»ng hÖ ®iÖn cùc gradien
ng−îc th× d¸ng ®iÖu cña ®−êng cong ®o ®−îc sÏ ®¶o ng−îc theo nguyªn t¾c ¶nh g−¬ng
qua ®−êng ®èi xøng ®i qua trung t©m vØa.
Tr−êng hîp vØa máng (h < AO ) ®iÖn trë cao ®−êng Ra còng cã d¹ng kh«ng ®èi
xøng (h×nh 3.5b) nh−ng cã d¹ng mét pich nhän ë v¸ch vØa. C¸c ranh giíi vØa ®−îc v¹ch
ë ch©n vµ ®Ønh cña pich nhän. ThÊp h¬n ranh giíi v¸ch vØa ®−êng Ra cã mét cùc ®¹i lÆp
l¹i (cùc ®¹i ¶o) cã biªn ®é thÊp h¬n. Hai cùc ®¹i nµy c¸ch nhau mét kho¶ng b»ng chiÒu
dµi AO cña hÖ ®iÖn cùc.
GÆp tr−êng hîp vØa dµy ®iÖn trë rÊt cao (h×nh 3.5e) ®−êng Ra cã d¹ng pich nhän
kh«ng ®èi xøng, ®Ønh cña pich nµy n»m ngay trªn v¸ch vØa. Còng nh− tr−êng hîp vØa
dµy (h×nh 3.5a) ranh giíi nãc vØa ®−îc x¸c ®Þnh t¹i ®iÓm c¸ch ch©n cña pich nhän mét
kho¶ng b»ng AO vÒ phÝa trªn.
C¸c vØa máng cã ®iÖn trë thÊp (h×nh 3.5c vµ 3.5d) thÓ hiÖn trªn ®−êng Ra phøc
t¹p h¬n c¸c tr−êng hîp võa xÐt. D¸ng ®−êng cong Ra kh«ng ®èi xøng, c¸c ranh giíi
nãc vµ v¸ch vØa cã thÓ x¸c ®Þnh theo c¸c ®iÓm cùc trÞ: cùc ®¹i ë nãc, cùc tiÓu ë v¸ch
vØa. Bªn d−íi v¸ch c¸c vØa nµy cïng tån t¹i nh÷ng cùc tiÓu lÆp l¹i (cùc tiÓu ¶o) c¸c mét
®o¹n b»ng AO .
3.2.4. ChiÒu s©u nghiªn cøu cña c¸c hÖ ®iÖn cùc
a) HÖ ®iÖn cùc thÕ
Trong m«i tr−êng ®ång nhÊt ®¼ng h−íng, tõ c¸c ph−¬ng tr×nh (3.2) vµ (3.6) ta
dÔ dµng nhËn thÊy r»ng tÝn hiÖu UM sÏ gi¶m ®i mét nöa khi t¨ng chiÒu dµi cña hÖ ®iÖn
cùc lªn hai lÇn (AM’ = 2AM), vµ gi¶m tiÕp ®Õn 90% khi AM’ = 10AM. VËy ®Êt ®¸ ë
ngoµi mÆt cÇu cã b¸n kÝnh r = 10AM chØ cßn ®ãng gãp 10% tÝn hiÖu ®o.
NÕu tÝnh chiÒu s©u nghiªn cøu cña hÖ ®iÖn cùc lµ giíi h¹n phÇn m«i tr−êng bao
bëi mÆt cÇu ®Ó ë ®ã cã ®−îc tÝn hiÖu kh«ng Ýt h¬n 50% th× chiÒu s©u nghiªn cøu (r) cña
hÖ ®iÖn cùc thÕ b»ng hai lÇn kÝch th−íc cña hÖ ®iÖn cùc: r = 2 AM .
Chó ý: Kh¶ n¨ng ph©n gi¶i l¸t c¾t theo chiÒu th»ng ®øng còng sÏ t−¬ng tù nh− vËy.
b) HÖ ®iÖn cùc gradien
Tõ ph−¬ng tr×nh (3.8) còng cã thÓ suy ra r»ng vïng cho tÝn hiÖu chÝnh khi ®o
®iÖn trë b»ng hÖ ®iÖn cùc gradien lµ phÇn m«i tr−êng giíi h¹n bëi hai mÆt cÇu ®ång
t©m cã b¸n kÝnh lÇn l−ît b»ng AM vµ AN.
59
- VËy cã thÓ nãi r»ng chiÒu s©u nghiªn cøu cña hÖ ®iÖn cùc gradien b»ng chiÒu
dµi AO (hoÆc MO) cña hÖ ®iÖn cùc.
c) Trong m«i tr−êng thùc tÕ ë giÕng khoan
Trong m«i tr−êng thùc tÕ ë giÕng khoan lu«n lu«n gÆp m«i tr−êng kh«ng ®ång
nhÊt phøc t¹p. V× vËy c¸c mÆt ®¼ng thÕ UM trong m«i tr−êng nµy kh«ng cßn lµ c¸c mÆt
cÇu ®ång t©m ®¬n gi¶n nh− m«i tr−êng ®ång nhÊt ®¼ng h−íng.
PhÇn thÓ tÝch cña m«i tr−êng cã gãp phÇn vµo tÝn hiÖu ®o phô thuéc rÊt nhiÒu
vµo kÝch th−íc h×nh häc vµ ®iÖn trë cña c¸c ®íi cËn giÕng, ®−êng kÝnh giÕng vµ líp vá
sÐt. C¸c h×nh 3.6 vµ 3.7 sÏ gióp ta h×nh dung vÒ chiÒu s©u nghiªn cøu vµ vïng ®ãng gãp
tÝn hiÖu ®o tõ c¸c ®íi kh¸c nhau lÇn l−ît cña hÖ ®iÖn cùc thÕ vµ gradien.
Tõ nh÷ng ®iÒu ph©n tÝch vµ c¸c h×nh vÏ 3.6 vµ 3.7 cã thÓ ®−a ra c¸c nhËn xÐt
nh− sau:
- NÕu mäi yÕu tè lµ nh− nhau, th× khi chiÒu dµi cña hÖ ®iÖn cùc cµng lín th×
chiÒu s©u nghiªn cøu cña nã cµng s©u.
- §èi víi mét hÖ ®iÖn cùc, chiÒu s©u nghiªn cøu cña nã sÏ gi¶m dÇn khi tû sè
Rt
®iÖn trë cña thµnh hÖ xung quanh giÕng vµ dung tÝch khoan cµng cao.
Rm
- Cã cïng chiÒu dµi, hÖ ®iÖn cùc thÕ sÏ cã chiÒu s©u nghiªn cøu lín h¬n hÖ
®iÖn cùc gradien.
% TÝn hiÖu
% TÝn hiÖu
H×nh 3.6. B¸n kÝnh nghiªn cøu cña hÖ H×nh 3.7. B¸n kÝnh nghiªn cøu cña hÖ
®iÖn cùc thÕ ®iÖn cùc gradien
a) S¬ ®å trong giÕng khoan a) S¬ ®å trong giÕng khoan
b) Sù ®ãng gãp tÝn hiÖu cña c¸c ®íi cËn giÕng b) Sù ®ãng gãp vµo tÝn hiÖu tõ c¸c ®íi cËn giÕng
thay ®æi theo kho¶ng c¸ch
60
- 3.2.5. C¸c phÐp hiÖu chØnh
§iÖn trë suÊt biÓu kiÕn Ra ®o trong giÕng khoan lµ hµm phô thuéc vµo nhiÒu yÕu
tè: kÝch th−íc hÖ cùc ®o (L), ®iÖn trë suÊt líp vá sÐt (Rme), ®íi röa (Rxo), ®íi ngÊm (Ri),
®íi nguyªn (Rt), c¸c líp v©y quanh (RS), chiÒu dµy vØa (h), ®−êng kÝnh ®íi ngÊm (Di),
®−êng kÝnh giÕng (d)...
Ra = f(L, h, Di, d, Rm, Rxo, Ri, Rt, RS ...)
§Ó ®¸nh gi¸ Rt cÇn ph¶i hiÖu chØnh sè ®o Ra ®Ó lo¹i bá c¸c ¶nh h−ëng cña mäi
tham sè tõ m«i tr−êng xung quanh: ®−êng kÝnh giÕng, ®íi ngÊm, chiÒu dµy vØa...
Ra/Rm
AM/d
AO/d
h/dh = 50
Ra/Rm
AM/d
H×nh 3.8. ThÝ dô vÒ c¸c b¶n chuÈn hiÖu chØnh (theo Schlumberger)
61
- Nh»m tÝnh to¸n cho phÇn lín c¸c tr−êng hîp gÆp trong thùc tÕ, tr−íc ®©y khi
ch−a cã nh÷ng ch−¬ng tr×nh xö lý trùc tiÕp, ng−êi ta th−êng dïng c¸c b¶n chuÈn riªng
biÖt ®Ó tÝnh Rt dùa vµo quan hÖ
biÕn thiªn:
L R h R
Ra
= f , t , , S ... , §−êng kÝnh Zond (85mm)
d R d R §−êng kÝnh giÕng
Rm
HÖ cùc Gradien
m m
H×nh 3.8 lµ c¸c b¶n
chuÈn kiÓu nh− vËy. Hai tr−êng
hîp ®Çu ®−îc dïng khi vØa dµy
v« h¹n (h = ∞), trong ®ã mét
HÖ cùc thÕ
dïng cho hÖ ®iÖn cùc gradien
(h×nh 3.8a), vµ mét dïng cho hÖ
®iÖn cùc thÕ (h×nh 3.8b).
B¶n chuÈn thø ba (h×nh
3.8c) dïng cho tr−êng hîp vØa
cã chiÒu dµy h÷u h¹n (trªn h×nh
lµ tr−êng hîp h = 50d) chung
cho c¶ hÖ cùc thÕ (®−êng liÒn
nÐt) vµ gradien (®−êng kh«ng
liÒn nÐt). H×nh 3.9. B¶n chuÈn hiÖu chØnh ®−êng kÝnh giÕng
Ra AO
L−u ý: C¸c b¶n chuÈn trong h×nh 3.8, trôc tung lµ gi¸ trÞ , trôc hoµnh -
Rm d
AM
(hoÆc ) lµ ®Ó c¸c b¶n chuÈn phï hîp cho mäi hÖ ®iÖn cùc vµ mäi gi¸ trÞ ®iÖn trë
d
Rt. ë ®©y tÝnh ®a nghiÖm cña bµi to¸n ng−îc ®∙ ®−îc khèng chÕ b»ng mét b¶n chuÈn.
H×nh 3.9 lµ mét thÝ dô b¶n chuÈn hiÖu chØnh ¶nh h−ëng cña ®−êng kÝnh giÕng
lªn kÕt qña ®o Ra b»ng hÖ ®iÖn cùc thÕ AM = 0,4 m vµ gradien AO = 5,7m.
3.2.6. Vi hÖ ®iÖn cùc (kh«ng héi tô dßng) - Microlog ML
Vi hÖ ®iÖn cùc lµ hÖ ®iÖn cùc cã
chiÒu dµi rÊt nhá. Vi hÖ ®iÖn cùc kh«ng
héi tô dßng lµ hÖ gåm 3 ®iÖn cùc ®iÓm bè
trÝ th¼ng hµng trªn mét tÊm cao su c¸ch
®iÖn cã tÈm dµu (h×nh 3.10).
C¸c ®iÖn cùc A0, M1 vµ M2 ®Æt c¸ch
®Òu nhau 1” (2,54 cm). TÊm cao su chÕ t¹o
b»ng lo¹i cao su xèp ®−îc tÈm dÇu trªn ®ã
g¾n c¸c ®iÖn cùc A0 M1 M2. Nhê mét c¸nh
®ßn b»ng thÐp, khi lµm viÖc, tÊm cao su vµ H×nh 3.10. S¬ ®å vi hÖ ®iÖn cùc (Microlog-
c¸c ®iÖn cùc ®−îc Ðp s¸t vµo thµnh giÕng ML). a) Nguyªn t¾c ph¸t dßng ®o; b) ¶nh
nhê lùc Ðp thuû lùc t¹o ra trong m¸y. chôp tÊm cao su cã g¾n 3 ®iÖn cùc
62
- a) S¬ ®å ®o ®iÖn trë b»ng vi hÖ ®iÖn cùc - ML
S¬ ®å ®o ®iÖn trë b»ng vi hÖ ®iÖn cùc ®−îc m¾c nèi nh− h×nh 3.11.
Dßng ph¸t ®−îc ®−a vµo m«i tr−êng nghiªn cøu qua ®iÖn cùc A. M¸y ®o G trªn
mÆt ®Êt ghi hiÖu ®iÖn thÕ gi÷a hai ®iÖn cùc M1 M2. Gi¸ trÞ ∆U M M tû lÖ víi ®iÖn trë
1 2
KG
suÊt cña m«i tr−êng theo tû sè , trong ®ã KG lµ hÖ sè cña vi hÖ ®iÖn cùc gradien
I
M20,025M10,025A, (1”×1”); I - c−êng ®é dßng ph¸t qua ®iÖn cùc A.
M¸y ®o T
-+
mA sÏ ghi ®iÖn thÕ t¹i
G T
®iÖn cùc M2,
( U M ), tû lÖ víi
B N 2
®iÖn trë suÊt theo
KT
Ra
tû lÖ ; KT lµ hÖ
I
sè cña vi hÖ ®iÖn
R2” cùc thÕ
N∞M20,05A, (2”).
R1”x1” I- C−êng ®é dßng
ph¸t qua A.
C¸c vi hÖ
®iÖn cùc thÕ vµ
M2 gradien cã chiÒu
s©u nghiªn cøu
M1
kh¸c nhau. Vi hÖ
A
®iÖn cùc gradien
cã chiÒu s©u
H×nh 3.11. S¬ ®å nguyªn t¾c ®o ®iÖn trë suÊt
nghiªn cøu b»ng
b»ng vi hÖ ®iÖn cùc
chiÒu dµi cña nã,
AO = 0,037m. Trong khi ®ã chiÒu s©u nghiªn cøu cña vi hÖ ®iÖn cùc thÕ xÊp xØ b»ng
hai lÇn chiÒu dµi AM2: r = 2AM2 = 0,1m.
Nh− vËy, ta ®ång thêi ®o ghi ®−îc hai gi¸ trÞ ®iÖn trë suÊt, mét cña hÖ ®iÖn cùc
gradien (R1”x1”), cho gi¸ trÞ®iÖn trë cña vïng s¸t thµnh giÕng tíi chiÒu s©u kho¶ng
3,7cm; vµ mét cßn l¹i cña hÖ ®iÖn cùc thÕ (R2”) cã chiÒu s©u nghiªn cøu lín h¬n gÊp
®«i (r = 10cm).
b) Ph©n tÝch kÕt qu¶ ®o
Ta cã nhËn xÐt r»ng, gi¸ trÞ ®iÖn trë suÊt R1”x1” ph¶n ¶nh chiÒu s©u kh«ng qu¸
4cm vµo thµnh giÕng nªn ®¹i l−îng nµy rÊt nh¹y víi sù thay ®æi chiÒu dµy vµ ®iÖn trë
suÊt cña líp vá sÐt b¸m trªn thµnh giÕng n¬i ®¸ cã ®é rçng vµ ®é thÊm cao. Trong khi
®ã gi¸ trÞ ®iÖn trë R2” ph¶n ¶nh vïng s©u h¬n (≤ 10cm) nªm nh¹y víi sù thay ®æi ®iÖn
trë suÊt cña ®íi röa ë c¸c vØa nãi trªn.
63
- ë c¸c vØa ®¸ cã ®é rçng thÊp kh¶ n¨ng thÊm kÐm nh− c¸c líp ®¸ sÐt hay ®¸
cacbonat r¾n ch¾c th× kh«ng cã líp vá sÐt vµ ®íi ngÊm rÊt nhá. Trong tr−êng hîp ®ã c¶ hai
vi hÖ ®iÖn cùc thÕ vµ gradien ®Òu cho gi¸ trÞ ®iÖn trë suÊt cña phÇn ®Êt ®¸ ngay s¸t thµnh
giÕng khoan, vµ c¸c gi¸ trÞ ®o R1”x1” vµ R2” xÊp xØ b»ng nhau. Trªn b¨ng ghi c¸c ®−êng
cong nµy ®Ì lªn nhau vµ cã gi¸ trÞ trung b×nh nh− nhau. Ng−îc l¹i ë ®o¹n giÕng ®i qua c¸c
vØa cã thÊm (c¸t kÕt, c¸t pha sÐt)
c¸c ®−êng cong nµy t¸chkhái
nhau, chøng tá trªn thµnh giÕng
cã líp vá sÐt cã ®iÖn trë Rmc nhá
h¬n ®iÖn trë suÊt Rxo cña ®íi röa.
Do ®iÖn trë suÊt R1”x1” nh¹y víi
Rmc, cßn R2” th× chñ yÕu ph¶n
¶nh ®iÖn trë cña ®íi röa, nªn gÆp
tr−êng hîp nµy R2” > R1”x1”. §©y
lµ mét trong c¸c chØ thÞ biÓu hiÖn
d = 8”
cã vá sÐt vµ ®íi ngÊm.
Dùa vµo ®Æc ®iÓm cña
hai vi hÖ ®iÖn cùc gradien vµ
thÕ ng−êi ta tÝch hîp sè ®o cña H×nh 3.12. B¶n chuÈn x¸c ®Þnh Rxo tõ kÕt qu¶ ®o ML
chóng ®Ó x¸c ®Þnh gi¸ trÞ ®iÖn
trë Rxo cña ®íi röa vµ chiÒu dµy hmc cña líp vá sÐt theo b¶n chuÈn (h×nh 3.12).
c) C¸c ¶nh h−ëng cña m«i tr−êng
PhÐp ®o vi hÖ ®iÖn cùc ®−îc thùc hiÖn khi thiÕt bÞ ®∙ ®−îc ¸p vµo thµnh giÕng
nªn ¶nh h−ëng cña ®−êng kÝnh giÕng lªn kÕt qu¶ ®o ®−îc xem lµ kh«ng ®¸ng kÓ.
Nh−ng trong tr−êng hîp thµnh giÕng kh«ng nh½n dung dÞch cã thÓ lät vµo gi÷a thÊm
cao su vµ thµnh giÕng lµm cho sè ®o bÞ ¶nh h−ëng, sai sè lµm cho sè ®o nhá ®i, ®Æc
biÖt lµ sè ®o R1”x1”.
§é ph©n gi¶i cña c¸c vi hÖ cùc rÊt cao cho nªn c¸c líp v©y quanh cã thÓ ¶nh
h−ëng ®Õn sè ®o khi chiÒu dµy cña vØa nghiªn cøu nhá h¬n vµi inche.
C¸c phÐp ®o ®iÖn trë suÊt b»ng vi hÖ ®iÖn cùc (kÓ c¶ c¸c vi hÖ cùc cã héi tô
dßng) ®−îc sö dông réng r∙i ®Ó x¸c ®Þnh ®iÖn trë suÊt Rxo ®é b∙o hoµ Sxo, ®é lç rçng Φ,
liªn kÕt l¸t c¾t gi÷a c¸c giÕng khoan...
3.3. C¸c ph−¬ng ph¸p ®o b»ng hÖ ®iÖn cùc cã héi tô dßng
Trong thùc tÕ cã thÓ gÆp mét sè khã kh¨n:
- ChiÒu dµy h cña vØa nghiªn cøu kh«ng lín, xÊp xØ hoÆc nhá h¬n chiÒu dµi cña
c¸c hÖ ®iÖn cùc ( AM = 0,4m, AO = 5,7m...) lóc ®ã ¶nh h−ëng cña c¸c líp v©y quanh
lªn sè ®o Ra rÊt lín, viÖc v¹ch ranh giíi vØa sÏ khã kh¨n.
- §iÖn trë suÊt dung dÞch qu¸ nhá (dung dÞch mÆn) ®iÖn trë suÊt cña c¸c líp ®¸
trong l¸t c¾t l¹i qu¸ cao, ®−êng dßng ph¸t qua A kh«ng ®i vµo m«i tr−êng nghiªn cøu,
mµ chñ yÕu ®i trong giÕng khoan.
64
- Muèn kh¾c phôc c¸c khã kh¨n nªu trªn, trong kü thuËt ngoµi c¸c ®iÖn cùc ph¸t
chÝnh A0, ng−êi ta cßn dïng c¸c ®iÖn cùc mµn ch¾n (h×nh 3.13) ®Ó “Ðp” cho dßng ph¸t
®i vµo m«i tr−êng nghiªn cøu xung quanh giÕng khoan trong nh÷ng kho¶ng x¸c ®Þnh.
§èi víi tr−êng hîp giÕng cã dung dÞch gèc dÇu, hay giÕng kh« th× ®−îc kh¾c phôc theo
h−íng kh¸c: kÝch thÝch m«i tr−êng nghiªn cøu b»ng sãng ®iÖn tõ ®Ó g©y hiÖn t−îng
c¶m øng ®iÖn trong c¸c líp ®Êt ®¸. Trong môc nµy sÏ lÇn l−ît xÐt c¸c ph−¬ng ph¸p ®o
®iÖn trë/®é dÉn ®iÖn cña c¸c líp ®Êt ®¸ trong giÕng khoan b»ng c¸c ph−¬ng ph¸p cã héi
tô dßng.
3.3.1. Ph−¬ng ph¸p Laterolog, LL
Laterolog ®o ®iÖn trë suÊt b»ng mét hÖ ®iÖn cùc cã kh¶ n¨ng héi tô dßng ph¸t ®i
vµo thµnh (s−ên) cña giÕng khoan
Nguyªn t¾c chung cña laterolog lµ ph¸t dßng kÝch thÝch qua ®iÖn cùc A0. Hai
®iÖn cùc mµn A1 vµ A1’ cã cïng cùc tÝnh víi A0, ®−îc ®Æt ®èi xøng qua A0.
PhÇn dßng ph¸t qua A0 bÞ chÆn bëi phÇn dßng tõ c¸c ®iÖn cùc A1 vµ A1’ Ðp cho
nã ®i th¼ng vµo m«i tr−êng nghiªn cøu. KÕt qu¶ lµ tÝn hiÖu ®o sÏ Ýt chÞu ¶nh h−ëng cña
giÕng khoan vµ c¸c líp v©y quanh.
a) HÖ cùc ®o s−ên 7 ®iÖn cùc ®iÓm (Laterolog-7; LL7)
HÖ ®iÖn cùc LL7 lµ tËp hîp cña 7 ®iÖn cùc ®iÓm (h×nh 3.13)
Dßng ph¸t I0 qua ®iÖn cùc trung t©m A0 ®−îc gi÷ cè ®Þnh. Mét dßng ph¸t tõ cÆp
®iÖn cùc mµn (A1 vµ A1’), I1 ®−îc ®iÒu
chØnh tù ®éng thay ®æi sao cho hiÖu ®iÖn
thÕ gi÷a c¸c cÆp ®iÖn cùc M1M2 vµ
M1’M2’ ®èi xøng qua A0 b»ng nhau vµ
b»ng kh«ng.
∆U M 1M 2 = ∆U M 1 'M 2 ' ≡ 0 (3.55)
Kho¶ng ®o
C¸c mÆt ®¼ng thÕ xung quanh 3
®iÖn cùc ph¸t A1A0A1’ cµng ra xa cµng
cã d¹ng bÇu dôc, vµ víi ®iÒu kiÖn (3.55)
th× ®−êng dßng ph¸t tõ A0 ®i vµo m«i
tr−êng nghiªn cøu nh− mét ®Üa cã chiÒu
dµy OO’ ®Æt vu«ng gãc víi giÕng khoan.
§iÖn thÕ UM so víi ®iÖn cùc N ®Æt ë xa
v« cïng ®−îc ghi l¹i b»ng thiÕt bÞ ®o
MÆt ®¼ng thÕ §−êng dßng trªn tr¹m ë mÆt ®Êt. V× I0 = const nªn
UM tû lÖ víi ®iÖn trë suÊt cña phÇn ®Êt
®¸ cã dßng I0 ®i qua.
H×nh 3.13. S¬ ®å hÖ cùc Laterolog-7
UM
Ra = K L (3.56)
I0
65
- Trong ®ã KL lµ hÖ sè cña hÖ ®iÖn cùc laterolog-7; nã cã thÓ ®−îc x¸c ®Þnh trªn
m« h×nh thùc nghiÖm hoÆc tÝnh to¸n theo tr−êng cña nguån ®iÓm (V.N. Daxnov -
1967). Cho LL7 hÖ sè KL ®−îc tÝnh to¸n nh− sau:
Trong m«i tr−êng quy −íc lµ ®ång nhÊt ®¼ng h−íng cã ®iÖn trë Rt. ë chÕ ®é
lµm viÖc ®iÖn thÕ t¹i c¸c ®iÖn cùc M1 vµ M2 cña hÖ ®iÖn cùc laterolog-7 ®−îc tÝnh:
I0 I1
Rt I1
A M + A M + A 'M
U M1 = (3.57)
4π 01 1
1 1 1
I0
Rt I1 I1
U M2 = A M + A M + A 'M
vµ (3.58)
4π 02
1 2 1 2
Theo ®iÒu kiÖn (3.55) U M = U M , do ®ã:
1 2
I0 I0
I I1 I I1
+ 1+ = +1+ (3.59)
A0 M 1 A1 M 1 A1' M 1 A0 M 2 A1 M 2 A1' M 2
Tõ (3.59) ta cã:
I1 A1 M 1 . A1 M 2 . A1 ' M 1 . A1 ' M 2
=
( ) (3.60)
I 0 A0 M 1 . A0 M 2 A1 ' M 1 . A1 ' M 2 − A1 M 1 A1 M 2
I1
= C lµ tû sè c−êng ®é dßng ph¸t qua c¸c ®iÖn cùc mµn so víi dßng ph¸t
§Æt
I0
qua A0, chó ý tíi (3.57) ta cã:
1 C Rt I 0 1 C. A1 A1 '
Rt I 0 C
=
U M1 = + + + (3.61)
AM A1 M 1 A1 ' M 1 4π A0 M 1 A1 M 1 . A1 ' M 1
4π
0 1
Tõ ®©y ta cã:
UM
4π
Rt = .1 (3.62)
C. A1 A1 '
1 I0
+
A0 M 1 A1 M 1 . A1 ' M 1
Chó ý tíi (3.56) dÔ dµng nhËn thÊy:
4π
KL = (3.63)
1 C
+
A1 M 1 A1 M 1 . A1 ' M 1 H×nh 3.14. HiÖu qu¶ héi tô dßng cña
hÖ cùc phô thuéc vµo hÖ sè n
HÖ ®iÖn cùc laterolog-7 thÝch hîp khi
®o trong l¸t c¾t cã ®iÖn trë cao. Kh¶ n¨ng héi tô dßng I0 cña c¸c hÖ cùc laterolog ®−îc
®¸nh gi¸ b»ng mét tham sè n cã tªn gäi lµ hÖ sè héi tô. HÖ sè héi tô n cña mét hÖ cùc
laterolog b»ng tû sè chiÒu dµi toµn phÇn A1A1’ chia cho chiÒu dµi c¬ së OO’ cña nã.
66
- A1 A1 '
n= (3.64)
OO'
n cµng lín th× kh¶ n¨ng héi tô dßng I0 cña hÖ cùc cµng m¹nh. H×nh 3.14 thÓ hiÖn
kh¶n¨ng héi tô dßng phô thuéc vµo kÝch th−íc A1A1’ vµ OO’ cña hÖ cùc.
b) HÖ cùc ®o s−ên 3 ®iÖn cùc (Laterolog-3, LL3)
§iÖn cùc A0 cã d¹ng trô ®Æt ë gi÷a, c¸c ®iÖn cùc mµn A1 vµ A1’ còng cã d¹ng
trô dµi ®Æt ®èi xøng qua A0. Kh¸c víi tr−êng hîp LL7, trong hÖ cùc LL3 c¸c ®iÖn cùc
mµn A1 vµ A1’ ®−îc nèi víi nhau vµ ph¸t dßng I1 = const nhê phèi hîp trë kh¸ng ë s¬
®å bªn trong. Dßng I0 ph¸t qua A0 thay ®æi sao cho ®iÒu kiÖn (3.55) ®−îc tho¶ m∙n
nghÜa thÕ ®iÖn cña A0 vµ c¸c ®iÖn cùc mµn b»ng nhau. TËp hîp c¸c ®iÖn cùc A1 – A0
– A1’ sÏ cã cïng mÆt ®¼ng thÕ nªn dßng I0 chØ cã thÓ ®i vu«ng gãc víi trôc giÕng
khoan (h×nh 3.15) t¹o thµnh mét ®Üa cã chiÒu dµy OO’.
PhÐp ®o thùc hiÖn ®o gi¸ trÞ I0. §¹i l−îng nµy
tû lÖ víi ®é dÉn C cña thµnh hÖ trong ®Üa OO’: I0 =
U0
KU0C hoÆc R = K (3.65)
I0
§iÓm ®o cña hÖ cùc LL3 còng nh− mäi hÖ cùc Kho¶ng ®o
laterolog kh¸c, ®Òu tÝnh cho ®iÓm A0.
ThiÕt bÞ ®o laterolog-3 th−êng ®−îc sö dông
cã kÕt qu¶ tèt khi ®o trong c¸c l¸t c¾t ®Þa chÊt cã ®iÖn §−êng dßng
trë thÊp.
c) C¸c d¹ng kh¸c nhau cña hÖ cùc laterolog H×nh 3.15. Laterolog-3
Trong thùc tÕ cã lóc cÇn gi¶m hoÆc
t¨ng chiÒu s©u thÊm dßng khi ®o ®iÖn trë
b»ng c¸c hÖ ®iÖn cùc cã héi tô dßng
(laterolog).
Kho¶ng ®o
- Laterolog-8, LL8 lµ mét kiÓu
laterolog n«ng, cã kÕt cÊu bè trÝ c¸c ®iÖn
cùc gièng nh− LL7 nh−ng kÝch th−íc nhá
h¬n vµ cã thªm ®iÖn cùc dßng B ®Æt ë gÇn
b¶y ®iÖn cùc chÝnh.
- Laterolog kÐp (Dual-laterolog)
§−êng dßng
DLL lµ hÖ cùc gåm 9 ®iÖn cùc (h×nh 3.16)
lµm viÖc theo hai chÕ ®é lu©n phiªn nhau
®Ó cã 2 sè ®o ph¶n ¸nh c¸c vïng nghiªn
cøu n«ng vµ s©u h¬n.
H×nh 3.16. S¬ ®å Dual-Laterolog
Theo s¬ ®å, ë chÕ ®é lµm viÖc thø
nhÊt, c¸c ®iÖn cùc A2A1A1’ vµ A2’ cïng ®ãng vai trß c¸c ®iÖn cùc mµn, nghÜa lµ cã
cïng cùc tÝnh víi A0 th× dßng I0 cã thÓ ®i theo ®−êng dßng song song trong ®Üa dÇy
67
- OO’, lµ c¸c ®iÓm gi÷a cña c¸c cÆp ®iÖn cùc kiÓm tra M1M2 vµ M1’M2’. ChiÒu s©u thÊm
dßng ë chÕ ®é lµm viÖc nµy rÊt lín vµ gäi lµ laterolog s©u (LLd).
ChÕ ®é lµm viÖc thø hai, c¸c ®iÖn cùc A2 vµ A2’ ®æi cùc tÝnh thµnh ®iÖn cùc thu
hót dßng tõ A1 vµ A1’ (thay cho ®iÖn cùc B ë xa v« cïng). Khi ®ã ®−êng dßng I0 sÏ chØ
cã kh¶ n¨ng xuyªn n«ng mµ th«i (h×nh 3.16, bªn ph¶i) LLs.
- HÖ cùc héi tô cÇu SFL. §©y lµ hÖ cùc ®o ®iÖn trë ë vïng gÇn thµnh giÕng b»ng
phÐp héi tô dßng ph¸t vÒ d¹ng cÇu (h×nh 3.17). HÖ gåm cã ®iÖn cùc ph¸t trung t©m A0 vµ
4 cÆp ®iÖn cùc ®Æt ®èi xøng qua A0 lµ M0 – M0’; A1 – A1’; M1 – M1’ vµ M2 - M2’.
Dßng I0 thay ®æi sao cho MÆt ®¼ng thÕ
M1 – M1’ vµ M2 – M2’ cã cïng
®iÖn thÕ. Dßng héi tô Ia ®i tõ A0
®Õn cÆp A1 vµ A1’ gi÷ cho ®iÖn thÕ
gi÷a M0 – M0’ vµ M1 – M1’ lµ
Kho¶ng ®o
kh«ng ®æi vµ b»ng ®iÖn thÕ ®Þnh
cì Vref. §−êng dßng Ia trªn h×nh
3.17 lµ ®−êng liÒn nÐt cã t¸c dông
§−êng dßng
cho phÇn dßng I0 (®−êng kh«ng
liÒn nÐt) thÊm vµo thµnh giÕng.
C¸c mÆt ®¼ng thÕ B vµ C sÏ cã
d¹ng cÇu. HiÖu ®iÖn thÕ gi÷a hai
mÆt cÇu BC ®−îc duy tr× kh«ng
®æi vµ b»ng thÕ ®iÖn ®Þnh cì Vref. H×nh 3.17. S¬ ®å hÖ cùc SFL (theo Schlumberger)
Khi ®ã c−êng ®é dßng I0 tû lÖ nghÞch víi ®iÖn trë suÊt cña phÇn m«i tr−êng bao bëi 2
mÆt B vµ C, vµ hÇu nh− tÝn hiÖu ®ã chØ cßn ph¶n ¸nh phÇn thÓ tÝch Êy mµ th«i.
NÕu dÞch chuyÓn c¸c cÆp ®iÖn cùc M1 – M1’ vµ M2 – M2’ gÇn ®iÖn cùc A0 h¬n
th× mÆt C sÏ co l¹i vµ chiÒu s©u nghiªn cøu cña thiÕt bÞ ®o sÏ gi¶m, ¶nh h−ëng cña
®−êng kÝnh giÕng l¹i t¨ng lªn.
ThiÕt bÞ ®o SFL chñ yÕu dïng ®Ó ®o ®iÖn trë suÊt ®íi röa Rxo, chiÒu s©u nghiªn cøu
cña hÖ cùc nµy phô thuéc vµo kÝch th−íc OO' lµ kho¶ng c¸ch tÝnh tõ ®iÓm gi÷a M2 – M1,
®Õn ®iÓm gi÷a M1’ – M2’. Víi kÝch th−íc OO' = 30” th× 80% tÝn hiÖu ®o sÏ ph¶n ¶nh
vïng cËn giÕng tíi chiÒu s©u 40”, tÝnh tõ trôc giÕng khoan.
d) Kh¶ n¨ng ph©n gi¶i l¸t c¾t cña c¸c hÖ ®iÖn cùc laterolog
§é ph©n gi¶i cña c¸c hÖ cùc laterolog phô thuéc vµo chiÒu dµi OO' cña chóng.
ChiÒu dµy tèi thiÓu cña c¸c vØa trong l¸t c¾t mµ c¸c hÖ ®iÖn cùc laterolog cã thÓ ph©n
gi¶i râ nh− sau:
LL3 cã thÓ ph©n gi¶i vØa h tèi thiÓu 30 cm
LL7 cã thÓ ph©n gi¶i vØa h tèi thiÓu 80 cm
LL8 cã thÓ ph©n gi¶i vØa h tèi thiÓu 35 cm
68
- DLL cã thÓ ph©n gi¶i vØa h tèi thiÓu 60 cm
e) B¸n kÝnh vïng nghiªn cøu
Kh¶ n¨ng nghiªn cøu s©u theo ph−¬ng b¸n kÝnh vµo m«i tr−êng quanhgiÕng
khoan cña mét phÐp ®o ®iÖn trë b»ng c¸c hÖ ®iÖn cùc cã héi tô dßng phô rÊt nhiÒu vµo
A1 A1 '
hÖ sè héi tô dßng ph¸t n = , ngoµi ra cßn phô thuéc vµo møc ®é t−¬ng ph¶n
OO'
Rt
®iÖn trë gi÷a ®íi röa vµ ®íi nguyªn . J
R xo
Còng nh− mét sè phÐp ®o ®Þa vËt lý
giÕng khoan kh¸c, c¸c Zond ®o laterolog cã
kh¶ n¨ng nghiªn cøu s©u kh¸c nhau, vµ kh¶
n¨ng ®ã ®−îc ®¸nh gi¸ qua mét tham sè gäi
lµ yÕu tè gi¶ h×nh häc J. Tham sè nµy cho
biÕt tû phÇn ®ãng gãp vµo tÝn hiÖu ®o chung
cña phÇn kh«ng gian h×nh häc theo ph−¬ng
b¸n kÝnh xung quanh Zond ®o (h×nh 3.18).
Phô thuéc vµo sù kh¸c biÖt ®iÖn trë
gi÷a ®íi röa (Rxo) vµ ®íi nguyªn (Rt), gi¸
trÞ cña tham sè J thay ®æi kh¸c nhau ®èi
víi cïng mét hÖ cùc laterolog. §iÖn trë
Rxo cµng cao th× J cµng thÊp. HÖ cùc nµo
Di
cã chiÒu s©u nghiªn cøu lín h¬n th× gi¸ trÞ
J cµng Ýt thay ®æi theo Rxo. H×nh 3.18. YÕu tè gi¶ h×nh häc J cña c¸c
thiÕt bÞ ®o Laterolog phô thuéc ®−êng kÝnh
Trong s¶n xuÊt ng−êi ta hay tÝch ®íi ngÊm Di
hîp sè liÖu ®o cña mét sè hÖ cùc laterolog
cã chiÒu s©u nghiªn cøu kh¸c nhau ®Ó x¸c ®Þnh ®iÖn trë suÊt Rt.
g) HiÖu chØnh ¶nh h−ëng m«i tr−êng
M«i tr−êng xung quanh thiÕt bÞ ®o nh− giÕng khoan, ®íi ngÊm, c¸c líp v©y
quanh, líp mµn ch¾n cã ®iÖn trë cao... ®Òu cã ¶nh h−ëng ®Õn kÕt qu¶ ®o ®iÖn trë b»ng
c¸c hÖ cùc laterolog.
- §−êng kÝnh cµng lín ¶nh h−ëng cña dung dÞch khoan lªn kÕt qu¶ ®o cµng
nhiÒu. C¸c phÐp ®o laterolog kh«ng thùc hiÖn ®−îc trong giÕng khoan kh« vµ dung
dÞch gèc dÇu. §èi víi c¸c tr−êng hîp dung dÞch sÐt vµ dung dÞch mÆn th× ¶nh h−ëng
R LL
cña giÕng khoan thay ®æi theo tû sè vµ ®−êng kÝnh giÕng.
Rm
H×nh 3.19 lµ c¸c b¶n chuÈn dïng ®Ó hiÖu chØnh ¶nh h−ëng giÕng khoan lÇn l−ît
cña c¸c hÖ cùc LL7, LL3, LLd, LLS vµ SFL.
69
- - ChiÒu dµy h cña vØa nghiªn cøu cµng bÐ th× ¶nh h−ëng cña c¸c líp v©y quanh
lªn kÕt qu¶ ®o cµng m¹nh.
§−êng kÝnh giÕng (in.)
Víi c¸c vØa cã h > OO' , vµ tû sè
Ra
≈ 1,0 th× b¾t ®Çu gi¶m thiÓu ¶nh h−ëng
RS
cña c¸c líp bªn trªn vµ bªn d−íi lªn kÕt
qu¶ ®o Ra cña vØa nghiªn cøu b»ng c¸c hÖ
®iÖn cùc Laterolog. §−êng kÝnh giÕng (in.)
- Khi kh«ng cã ®íi ngÊm hoÆc ®íi
ngÊm rÊt n«ng th× gi¸ trÞ ®o Ra b»ng c¸c hÖ
cùc Laterolog gÇn gi¸ trÞ Rt cña vØa. C¸c
tr−êng hîp ®íi ngÊm gi¶m (Rxo < Rt) sÏ
lµm gi¶m chiÒu s©u nghiªn cøu cña phÐp
®o h¬n so víi tr−êng hîp ®íi ngÊm t¨ng
(Rxo > Rt). §−êng kÝnh giÕng (in.)
§Ó hiÖu chØnh ®èi víi tÝn hiÖu cña
®íi röa ta cÇn biÕt Rxo vµ yÕu tè gi¶ h×nh
häc Jxo (Ji = 0). Muèn vËy cÇn cã hai sè ®o
®iÖn trë ®o b»ng hai hÖ cùc cã chiÒu s©u
nghiªn cøu kh¸c nhau. VÝ dô hÖ cùc LLS §−êng kÝnh giÕng (in.)
vµ MFSL, bªn c¹nh LLd. §iÒu nµy sÏ
nghiªn cøu tû mû h¬n ë c¸c môc sau.
- Trong mét sè tr−êng hîp trong l¸t
c¾t gÆp c¸c líp cã ®iÖn trë qu¸ cao
(anhydrit, dolomit...) th× b¾t ®Çu tõ vÞ trÝ
khi ®iÖn cùc B, vµ nhÊt lµ ®iÖn cùc N, ®i
vµo m«i tr−êng ®iÖn trë cao, gi¸ trÞ Ra b¾t §−êng kÝnh
giÕng (in.)
®Çu lín h¬n gi¸ trÞ Rt (h×nh 3.20). HiÖu
øng mµn ch¾n kiÓu nh− vËy cã tªn gäi lµ
hiÖu øng Delaware.
HiÖu øng Delaware ph¸t sinh do
®−êng dßng bÞ thu hót vµo cét dung dÞch
khoan ®Ó chui qua líp ®iÖn trë cao lµm
cho mËt ®é dßng ë ®iÖn cùc N t¨ng ®ét §−êng kÝnh
giÕng (in.)
ngét.
Tr−êng hîp ng−îc l¹i, khi hÖ cùc ®i
H×nh 3.19. C¸c phÐp hiÖu chØnh ®−êng kÝnh
tõ vïng ®iÖn trë cao ®Õn vïng ®iÖn trë qu¸
giÕng cho c¸c hÖ cùc kh¸c nhau
thÊp th× gi¸ trÞ ®iÖn trë suÊt biÓu kiÕn Ra sÏ
(theo Schlumberger)
nhá h¬n Rt, vµ hiÖu øng lóc ®ã gäi lµ ph¶n
Delaware.
C¸c hiÖu øng nµy sÏ gi¶m ®i ®¸ng kÓ khi ta dïng phÇn d−íi cña vá c¸p lµm ®iÖn
cùc N (kiÓu nh− khi dïng LLd trong hÖ ®iÖn cùc kÐp DLL).
70
- Cã mét hiÖu øng kh¸c tuy yÕu
nh÷ng còng cã thÓ x¶y ra trong thùc tÕ. §ã
lµ khi ®o¹n trªn cña giÕng ®∙ chèng èng,
Anhydrit
phÐp ®o Ra thùc hiÖn ë phÇn d−íi. Khi hÖ
cùc ®o ®Õn gÇn ®Ó èng chèng dßng ph¸t
theo èng chèng mµ ®i lªn ®iÖn cùc B trªn
mÆt ®Êt. Lóc ®ã ®iÒu kiÖn phÐp ®o ®∙ thay
®æi: §iÖn cùc B kh«ng ë xa v« cïng mµ
xem nh− nã ®∙ ®−îc ®Æt ngay ë ®Õ èng
chèng. HiÖu øng nµy trong kü thuËt gäi lµ
hiÖu øng Groninguen.
3.3.2. Ph−¬ng ph¸p vi hÖ ®iÖn cùc
héi tô dßng
a) Microlaterolog MLL
Nguyªn lý ®o ®iÖn trë b»ng vi hÖ
H×nh 3.20. HiÖu øng Delaware
cùc héi tô MLL cã ®iÓm gièng nh− khi ®o
ML. KÝch th−íc cña hÖ cùc nhá, g¾n trªn
tÊm cao su tÈm dÇu c¸ch ®iÖn. Khi ®o c¸c ®iÖn cùc ®−îc ¸p vµo thµnh giÕng ®Ó tr¸nh
¶nh h−ëng cña giÕng khoan.
C¸c ®iÖn cùc trong hÖ MLL, chØ riªng A0 lµ ®iÖn cùc h×nh ®iÓm, c¸c ®iÖn cùc
M1M2 vµ A1 lµ nh÷ng vßng trßn lÊy A0 lµm t©m chung (h×nh 3.21).
Dßng I0 ®−îc ph¸t qua A0 cã c−êng ®é
kh«ng ®æi (I0 = const).
Còng gièng nh− tr−êng hîp LL7, ë ®©y
dßng I, ph¸t qua A1 thay ®æi ®Ó sao cho hiÖu
®iÖn thÕ gi÷a M1 vµ M2 lu«n lu«n b»ng kh«ng.
Khi ®iÒu kiÖn nµy tho¶ m∙n th× dßng I0
tËp trung ®i th¼ng vµo ®Êt ®¸ ë thµnh giÕng, v×
I0 = const nªn ®iÖn thÕ U0 cña M1 (hoÆc M2)
H×nh 3.21. S¬ ®å Micro-Laterolog
so víi N ë xa v« cïng sÏ tû lÖ víi ®iÖn trë suÊt
(a) Nguyªn lý ®o; (b) ¶nh chôp tÊm c¸ch ®iÖn
cña phÇn m«i tr−êng mµ I0 ®i qua.
§iÓm ®o cña MLL ®−îc tÝnh cho ®iÓm A0, kÝch th−íc (spacing) cña vi hÖ ®iÖn
cùc héi tô lÊy b»ng ®−êng kÝnh trung b×nh gi÷a M1M2. §é ph©n gi¶i theo chiÒu th¼ng
®øng kho¶ng 1,7”, cßn chiÒu s©u nghiªn cøu tõ 1 ®Õn 2”.
Do cã chiÒu s©u nghiªn cøu kh«ng lín nªn gi¸ trÞ ®o Ra b»ng MLL chÞu ¶nh
h−ëng m¹nh cña líp vá sÐt. Sau khi hiÖu chØnh ¶nh h−ëng cña vá sÐt (xem b¶n chuÈn
Rxo-2, Schlumberger 1989), tõ gi¸ trÞ ®iÖn trë RMLLcor ta cã thÓ tÝnh ®iÖn trë suÊt Rxo cña
®íi röa.
71
- Khi ®íi ngÊm s©u h¬n 3-5 cm th× d−êng nh− ®íi nguyªn kh«ng ¶nh h−ëng tíi
RMLL. §íi ngÊm qu¸ nhá, chiÒu dµy vá sÐt kh«ng ®¸ng kÓ, th× gi¸ trÞ ®o RMLL sÏ ë
kho¶ng x¸c ®Þnh gi÷a Rxo vµ Rt. Trong tr−êng hîp ®ã ta cã thÓ tÝnh Rxo b»ng c¸ch tÝch
hîp c¸c phÐp ®o ®iÖn trë b»ng c¸c thiÕt bÞ cã chiÒu s©u nghiªn cøu kh¸c nhau vµ dïng
c¸c b¶n chuÈn chuyªn dông.
b) PhÐp ®o kho¶ng gÇn (Proximity Log, PL)
`PhÐp ®o kho¶ng gÇn sö dông mét vi hÖ cùc cã cÊu h×nh nh− h×nh 3.22 g¾n trªn
mét tÊm cao su c¸ch ®iÖn. C¸c ®iÖn cùc cã d¹ng h×nh vu«ng. Trong cïng lµ ®iÖn cùc
ph¸t, ngoµi cïng lµ ®iÖn cùc chÆn. ë gi÷a hai ®iÖn cùc ph¸t vµ chÆn lµ ®iÖn cùc kiÓm
tra. Nguyªn t¾c lµm viÖc cña hÖ ®iÖn cùc ®o kho¶ng gÇn gièng nh− Laterolog-3, nghÜa
lµ trªn cùc chÆn ph¸t dßng kh«ng ®æi, dßng I0 ®i qua ®iÖn cùc ph¸t trung t©m thay ®æi
sao cho ®iÖn thÕ cña ®iÖn cùc kiÓm tra b»ng kh«ng. C−êng ®é dßng I0 lóc ®ã tû lÖ víi
®é dÉn C cña phÇn m«i tr−êng mµ nã
®i qua. §iÖn cùc chÆn
Còng t−¬ng tù nh− MLL, hÖ ®iÖn
cùc PL còng chÞu ¶nh h−ëng trùc tiÕp
cña líp vá sÐt nªn cÇn ph¶i hiÖu chØnh ®Ó
lo¹i bá. PhÐp tÝnh hiÖu chØnh ¶nh h−ëng
vá sÐt nhê mét b¶n chuÈn t−¬ng tù nh− §iÖn cùc ph¸t, I0
®èi víi MLL. PhÐp ®o PL chÞu ¶nh
h−ëng ®íi ngÊm nhiÒu h¬n MLL.
ChØ trong tr−êng hîp ®íi ngÊm
s©u (> 10”) th× ®íi nguyªn kh«ng gãp
phÇn vµo sè ®o RPL, cßn nãi chung Rt
cã mét phÇn ¶nh h−ëng tíi kÕt qu¶ ®o
PL. ViÖc tÝnh Rxo tõ RPL cÇn cã c¸c sè §iÖn cùc kiÓm tra
®o kh¸c (LL, LLS, ILD) ®Ó Ên ®Þnh
®−êng kÝnh ®íi ngÊm d vµ Rt. H×nh 3.22. S¬ ®å c¸c ®iÖn cùc ®o kho¶ng gÇn
c) PhÐp ®o vi hÖ cùc héi tô cÇu (MSFL)
Vi hÖ cùc cÇu th−êng ®−îc l¾p ®Æt trªn mét tÊm cao su (h×nh 3.22 vµ 3.23) g¾n
trªn cµng cña mét thiÕt bÞ kÕt hîp ®o ®−êng kÝnh vµ c¸c Zond ®o vi hÖ ®iÖn cùc kh¸c.
VÞ hÖ cùc MSFL cã hai −u ®iÓm: a) Ýt nh¹y c¶m víi líp vá sÐt h¬n so víi MLL
vµ cã sè ®o ph¶n ¶nh n«ng h¬n Pl; b) Nã cã thÓ kÕt hîp ®o cïng lóc víi c¸c Zond kh¸c
nh− DLL, DIL trong khi MLL hay PL ph¶i tiÕn hµnh riªng biÖt.
72
- CÆp ®iÖn cùc ch¾n
HiÖu thÕ ®o
HiÖu thÕ mµn ch¾n
CÆp ®iÖn cùc ch¾n
(a) (b)
H×nh 3.23. S¬ ®å vi hÖ cùc héi tô cÇu MSFL
a) Nguyªn t¾c ®o. b) S¬ ®å s¾p xÕp c¸c ®iÖn cùc (theo Schlumberger)
H×nh 3.24. Zond MSFL g¾n trªn mét c¸nh ®ßn cña thiÕt bÞ ®o ®−êng kÝnh
3.4. C¸c ph−¬ng ph¸p ®iÖn tõ tr−êng
Trong c¸c môc 3.2 vµ 3.3 ta ®∙ xÐt c¸c ph−¬ng ph¸p ®o ®iÖn trë cña ®Êt ®¸ trªn
c¬ së ®o vÏ tr−êng ®iÖn cña c¸c nguån ®iÓm cã dßng nu«i lµ dßng mét chiÒu hoÆc xoay
chiÒu tÇn sè thÊp. Trong môc nµy sÏ nghiªn cøu c¸c ph−¬ng ph¸p cã nguån lµ tr−êng
®iÖn tõ tÇn sè kh¸c nhau.
3.4.1. Tr−êng ®iÖn tõ trong m«i tr−êng ®Êt ®¸
Sãng ®iÖn tõ lan truyÒn tõ nguån ph¸t ®i trong m«i tr−êng ®Êt ®¸ sÏ bÞ suy gi¶m
lÖch pha, vµ ph¶n x¹ trªn c¸c mÆt ranh giíi bÊt ®ång nhÊt. Trong mäi tr−êng hîp ta cÇn
nghiªn cøu sù ph©n bè cña tr−êng ®iÖn tõ trong giÕng khoan g¾n liÒn víi c¸c tÝnh chÊt
®iÖn vµ tõ cña ®Êt ®¸.
Nguån tr−êng sÏ lµ mét èng d©y ®−îc nu«i b»ng mét dßng biÕn ®æi cã tÇn sè nhÊt
®Þnh, ®−îc coi nh− mét l−ìng cùc tõ biÕn ®æi cã momen ®Æt trïng víi trôc giÕng khoan.
§Ó x¸c ®Þnh tÝn hiÖu sinh ra trong mét èng d©y thu h∙y b¾t ®Çu tõ hÖ ph−¬ng
tr×nh Maxwell viÕt cho tr−êng ®iÖn tõ chuÈn dõng quen thuéc sau ®©y:
73
- rot E = −iµω H
rot H = c E
(3.66)
div E = 0
div H = 0
Tõ ph−¬ng tr×nh thø nhÊt vµ thø ba cña hÖ (3.66) ta cã thÓ viÕt:
E = rot A (3.67)
Víi A lµ thÕ vect¬ cña tr−êng ®iÖn tõ.
MÆt kh¸c còng cã thÓ viÕt:
rot A = iωµϕ (3.68)
Víi ϕ lµ thÕ v« h−íng.
§Ó t×m A vµ ϕ, cuèi cïng tÝnh E vµ H ta ®Æt ϕ = −div P (3.69)
Trong ®ã P lµ vect¬ Hertz.
Tõ hai ph−¬ng tr×nh (3.68) vµ (3.69) ta cã:
A = −iωµ P (3.70)
Khi chó ý tíi (3.67) ta sÏ cã:
E = −iωµrot P (3.71)
MÆt kh¸c còng tõ ph−¬ng tr×nh thø hai vµ thø t− cña hÖ (3.66), vµ dùa vµo (3.71)
ta cã:
rot H = −iωµcrot P = K 2 rot P
HoÆc H = K 2 P − gradϕ (3.72)
Trong ®ã:
K2 = iωµc – Lµ b×nh ph−¬ng sè sãng (trong tr−êng hîp dßng dÞch nhá
h¬n dßng dÉn)
c - §é dÉn ®iÖn cña m«i tr−êng
µ - §é thÈm tõ cña m«i tr−êng
ω - VËn tèc gãc
74
nguon tai.lieu . vn
