Công nghệ ghi nhật ký: Hệ thống định vị chính xác cho năng lượng dưới bề mặt

Khai thác giếng là quá trình sử dụng các thiết bị chuyên dụng để đo các thông số địa chất dọc theo độ sâu của lỗ khoan. Các phép đo này, bao gồm điện trở suất, độ xốp, độ thấm, mật độ và tốc độ âm thanh, cung cấp một cửa sổ quan trọng vào lớp dưới bề mặt.

Ghi nhật ký phục vụ hai mục tiêu chính:

• Đặc điểm địa chất:Để giúp các nhà địa chất hiểu được thạch học dưới bề mặt (loại đá), độ dày thành tạo và môi trường lắng đọng. Ví dụ, đường cong thế năng tự phát (SP) giúp phân biệt giữa đá sa thạch và đá phiến sét, cho phép xây dựng hồ sơ địa chất chi tiết.
• Đánh giá tài nguyên:Để xác định vị trí, độ dày và tính chất của đá chứa, chẳng hạn như vùng dầu khí. Ghi lại điện trở suất là chìa khóa ở đây, vì hydrocarbon có điện trở suất cao hơn nhiều so với nước hình thành. Dữ liệu nhật ký được sử dụng để tính toán độ xốp và độ thấm, rất cần thiết để ước tính trữ lượng và đánh giá tính khả thi của sản xuất. Điều này cũng áp dụng cho các tài nguyên khác như nước ngầm, khoáng sản và than đá.

Khai thác gỗ hiện đại sử dụng một bộ công nghệ, mỗi công nghệ đo các đặc tính vật lý khác nhau để xây dựng một bức tranh toàn diện về lớp dưới bề mặt.

1. Ghi nhật ký điện

Nhóm phương pháp này đo điện trở suất (hoặc độ dẫn điện) của quá trình hình thành để xác định loại đá và hàm lượng chất lỏng.

• Ghi nhật ký điện trở:Sử dụng mảng điện cực để đo khả năng cản trở dòng điện của khối đá. Điện trở suất cao là chỉ số chính của hydrocarbon.
• Ghi nhật ký cảm ứng:Tạo ra một từ trường xen kẽ tạo ra dòng điện trong quá trình hình thành. Bằng cách đo những dòng điện này, thiết bị thu được độ dẫn điện và đặc biệt hữu ích trong các giếng được khoan bằng bùn làm từ dầu-dầu không dẫn điện{2}}.
• Ghi nhật ký điện trở suất vi mô-:Sử dụng các điện cực nhỏ,{0}}như nút bấm trên một miếng đệm ép vào thành lỗ khoan để đo-độ phân giải rất cao của khu vực gần-giếng giếng, thường được dùng để xác định các lớp mỏng và hình dạng xâm lấn.

2. Ghi nhật ký âm thanh (Sonic)

Công nghệ này nghiên cứu sự lan truyền của sóng âm thông qua quá trình hình thành.

• Ghi nhật ký sóng nén:Đo tốc độ của sóng âm thanh nhanh nhất (sóng P{0}}). Dữ liệu này là đầu vào chính để tính toán độ xốp và được sử dụng trong phân tích địa cơ.
• Ghi nhật ký sóng cắt:Đo tốc độ của sóng âm thanh chậm hơn (sóng S{0}}). Sóng S{2}}chỉ truyền qua ma trận đá, cung cấp thông tin quan trọng về độ cứng của đá, mô đun đàn hồi và thạch học.
• Ghi nhật ký âm thanh dạng sóng đầy đủ:Ghi lại toàn bộ dạng sóng âm, ghi lại tất cả các sóng đến (sóng P, S và Stoneley). Điều này cho phép phân tích chi tiết các đặc tính cơ học của đá, phát hiện vết nứt và chỉ dẫn tính thấm.

3. Ghi nhật ký mật độ

Phương pháp này sử dụng nguồn phóng xạ (như Caesium-137) để phát tia gamma vào hệ tầng. Số lượng tia gamma bị phân tán trở lại máy dò có liên quan trực tiếp đến mật độ electron của đá, do đó mật độ này lại liên quan chặt chẽ đến mật độ khối của nó.

• Ghi nhật ký mật độ tán xạ:Phương pháp tiêu chuẩn để tính mật độ khối thành tạo, đầu vào quan trọng để tính toán độ xốp và xác định thạch học.
• Ghi nhật ký mật độ quang phổ:Phân tích phổ năng lượng của các tia gamma phân tán, cung cấp thêm thông tin về thành phần nguyên tố của thành tạo (hiệu ứng quang điện, Pe), rất phù hợp để phân biệt thạch học mịn (ví dụ: đá vôi và dolomite).

4. Ghi nhật ký neutron

Các công cụ neutron bắn phá hệ tầng bằng các neutron năng lượng cao-. Những neutron này va chạm với hạt nhân nguyên tử, mất năng lượng hiệu quả nhất khi chúng chạm vào hạt nhân hydro (có khối lượng tương tự). Bằng cách đo đám mây neutron năng lượng thấp-hoặc thu giữ tia gamma, công cụ này phản ứng chủ yếu với lượng hydro trong quá trình hình thành.

• Nguyên tắc:Vì dầu và nước đều chứa hydro nên nhật ký neutron là chỉ số chính về độ xốp chứa đầy chất lỏng. Trong các vùng khí, chỉ số hydro thấp hơn, khiến log neutron cho thấy độ xốp biểu kiến ​​giảm mạnh.
• Ứng dụng:Được sử dụng để xác định độ xốp và kết hợp với nhật ký mật độ, là phương pháp cổ điển để xác định các vùng khí.

5. Ghi nhật ký cộng hưởng từ hạt nhân (NMR)

Ghi nhật ký NMR là một công nghệ phức tạp đo trực tiếp phản ứng của hạt nhân hydro (proton) trong chất lỏng lỗ chân lông với từ trường mạnh và xung tần số vô tuyến.

Thuận lợi:

• Độ xốp và độ thấm chính xác:Tín hiệu này liên quan trực tiếp đến không gian lỗ rỗng chứa đầy chất lỏng và phần lớn không phụ thuộc vào ma trận đá. Nó cung cấp độ xốp tổng, độ xốp hiệu quả và ước tính độ thấm liên tục.
• Thông tin kích thước lỗ chân lông:Tốc độ phân hủy tín hiệu NMR (phân bố T₂) có liên quan đến kích thước lỗ chân lông, cho phép phân biệt giữa chất lỏng liên kết (trong lỗ chân lông nhỏ) và chất lỏng chuyển động (trong lỗ chân lông lớn hơn).
• Không-có tính phá hủy:Việc đo lường không làm hỏng sự hình thành.

6. Ghi nhật ký tia gamma

Điều này đo lường độ phóng xạ tự nhiên của sự hình thành.

• Ghi nhật ký tia Gamma tự nhiên:Phép đo tiêu chuẩn, trong đó số lượng cao thường biểu thị đá phiến (giàu kali phóng xạ, uranium và thorium) và số lượng thấp cho thấy các loại đá sạch hơn, có khả năng chứa-chất lượng như đá sa thạch hoặc cacbonat.
• Ghi nhật ký tia gamma quang phổ:Phân tích phổ năng lượng để xác định sự đóng góp riêng lẻ của kali (K), uranium (U) và thorium (Th). Điều này giúp xác định các loại đất sét khác nhau, nhận biết đá phiến-giàu hữu cơ và phát hiện các vết nứt hoặc vùng kết tủa uranium.

7. Ghi nhật ký hình ảnh lỗ khoan

Những công nghệ này tạo ra hình ảnh chi tiết, định hướng của thành lỗ khoan, tương tự như chụp CT y tế.

• Phương pháp:Có thể dựa trên điện trở suất (hình ảnh điện trở suất vi mô) hoặc phản xạ âm thanh (thiết bị xem từ xa qua lỗ khoan).
• Ứng dụng:Hình ảnh cho phép trực quan hóa và giải thích các mặt phẳng lớp, vết nứt (cả tự nhiên và nhân tạo), vết nứt, đứt gãy và vết nứt lỗ khoan. Điều này là vô giá để hiểu được cấu trúc địa chất, chế độ ứng suất và tính không đồng nhất của hồ chứa.

Bài viết kết thúc bằng cách nhấn mạnh ba xu hướng chính định hình tương lai của việc khai thác gỗ:

• Công nghệ hình ảnh:Tiếp tục cải tiến trong cả hình ảnh điện và âm thanh, cung cấp-độ phân giải cao hơn và "hình ảnh" chi tiết hơn về sự hình thành để diễn giải địa chất chính xác.
• Ghi nhật ký trong khi khoan (LWD):Việc sử dụng ngày càng nhiều các công cụ LWD để thu thập dữ liệu hình thành theo thời gian thực-trong quá trình khoan. Điều này cho phép đưa ra các quyết định vận hành ngay lập tức (định vị địa lý), cải thiện hiệu quả và cung cấp dữ liệu trước khi hệ tầng bị khoan bùn xâm lấn sâu.
• Giải thích thông minh:Ứng dụng trí tuệ nhân tạo và học máy để phân tích dữ liệu nhật ký. Các thuật toán AI có thể xây dựng các mô hình phức tạp liên kết phản hồi nhật ký với các thông số địa chất, cho phép diễn giải nhanh hơn, chính xác hơn và nhất quán hơn các đặc tính hình thành từ bộ dữ liệu khổng lồ được thu thập.

Để biết thêm thông tin chi tiết, vui lòng liên hệ với nhóm Vigor để biết thêm thông tin chi tiết về sản phẩm.