Bài giảng Lý thuyết về địa vật lý nghiên cứu giếng khoan

cách giữa hai cặp điện cực cùng loại A,B hoặc M,N lớn hơn khoảng cách từ một trong hai điện cực đó đến điện cực không cùng cặp gần nhất. .Điện cực gradient hay dôn gradient(Lateral):Là điện cực mà khoảng cách giữa một cặp điện cực cùng loại nhỏ hơn khoảng cách từ một trong hai điện cực cùng loại đến điện cực khác gần nhất. N M A N A M M M A B N A Điện cực thế Điện cực gradient *Trong dôn thế khoảng cách AM được gọi là độ dài của dôn. Điểm ghi là điểm giữa của AM. *Trong dôn gradient, độ dài của dôn là AO, O là điểm giữa của các cặp điện cực cùng loại gần nhất. Các phương pháp đo điện nhân tạo Theo độ dài của dôn người ta chia làm 2 loại : -Đo sườn -Đo vi điện cực (Micro) A-ĐO SƯỜN a/ Đo sườn định hướng 7 điện cực: Ao là điện cực trung tâm, 3 cặp điện cực bố trí đối xứng qua Ao là M1 và M2, M1’ và M2’, A1 và A2 Nguyên lý: Ao, A1, A2 phóng ra dòng điện định hướng. Dưới tác dụng của dòng điện không đổi Io được phóng ra bởi điện cực Ao, dòng điện định hướng phóng ra từ điện cực định hướng A1 và A2 được điều chỉnh sao cho không phụ thuộc từ điện trở của đất đá kế bên và điện trở của dung dịch trong giếng khoan, bảo đảm sự cân bằng điện thế giữa các điện cực Ao, A1 và A2 .Điều kiện để điện thế giữa các điện cực được cân bằng là hiệu điện thế giữa hai cặp điện cực ghi M1 M1’ và M2 M2’ bằng 0 dưới sự thay đổi cường độ dòng điện định hướng. Nếu như dưới điện thế của điện cực Ao,A1,A2 là bằng nhau thì sẽ không có dòng điện chạy dọc theo giếng khoan và chỉ theo hướng vào đất đá nghiên cứu. Độ dài của dôn là O1O2. Điện trở biểu kiến được xác định như sau: DU R = K -------- Io DU - Hiệu điện thế giữa M1 hay M1’ và điện cực N xa nhất b/Đo sườn định hướng 3 điện cực: Bao gồm 3 điện cực hình trụ dài Ao,A1 và A2 Ao là điện cực trung tâm, hai điện cực đối xứng qua Ao là A1 và A2 Nguyên lý hoạt động cũng giống như 7 điện cực Độ dài của dôn O1O2 , DU - Hiệu điện thế giữa 1 trong những điện cực phóng và điện cực N xa nhất. c/Đo sườn định hướng đôi DLL(Dual Laterolog): *Đo sâu sườn LLD(Deep Laterolog): Bao gồm 9 điện cực Ao, A1, A1’, A2, A2’, M1, M1’, M2, M2’ Nguyên lý hoạt động cũng như 7 điện cực A1,A1’,A2,A2’ được nối với nhau và dùng để phóng ra dòng điện định hướng. Dòng này sau khi đi qua đất đá sẽ bị uống cong và quay trở lại điện cực thu *Đo nông LLS (Shallow Laterolog) Cũng bao gồm 9 điện cực, nhưng khác với phương pháp đo sâu là điện cực A1 và A1’ phóng ra dòng điện định hướng còn A2,A2’ được sử dụng như là điện cực thu. *Phương pháp đo sâu sườn LLD và đo nong LLS dùng để nghiên cứu: -Điện trở thực của vỉa -Điện trở của vùng thấm -Đường kính vùng thấm -Phân loại đất đá, ranh giới vỉa B-ĐO VI ĐIỆN CỰC a/Đo vi điện cực không định hướng ML(Microlog) Gồm ba điện cực Ao, M1 và M2 được bố trí trên một đệm lót cao su dùng để chống lại sự n ép của thành giếng khoan khi thiết bị tiếp xúc với thành giếng. Các điện cực này cách nhau 1 inch b/Đo vi điện cực định hướng MLL (MicroLaterolog) Bao gồm điện cực nhỏ Ao bao quanh bởi 3 điện cực tròn A1,M1 và M2 được bố trí trên một đệm lót cao su. Điện cực Ao phát ra dòng điện không đổi Io để duy trì hiệu điện thế bằng 0 giữa M1 và M2 khi A1 phóng ra dòng điện. Đối với lớp bùn sét có đường kính lớn hơn 3/8 in thì giá trị điện trở của MLL phải hiệu chỉnh. Độ phân giải của MLL khoảng 1.7 in và độ sâu nghiên cứu từ 1 đến 2 in (1 in = 2,54cm) c/Đo vi điện cực định hướng dạng cầu MSFL(Micro Spherically Focused Log). *Phương pháp MSFL được thay thế cho ML và MLL từ khi được kết hợp đo một lượt với các thiết bị khác như DLL. Thiết bị đo bao gồm điện cực trung tâm Ao, điện cực phát A1, điện cực ghi Mo và hai điện cực điều chỉnh điện thế (Monitor electrodes). *So với MLL thì MSFL ít bị ảnh hưởng bởi chiều dày của lớp bùn sét vì vậy nó có thể đo chính xác giá trị điện trở của đới ngấm hoàn toàn Rxo trong cả điều kiện vỉa có độ thấm kém. *Trong trường hợp lớp bùn sét có bề dày lớn hơn 1/2in, giá trị điện trở MSFL cần phải hiệu chỉnh thông qua hai thông số là chiều dày (dmc) và điện trở của lớp bùn sét Rmc. BÀI 2- PHƯƠNG PHÁP ĐO ĐIỆN THẾ PHÂN CỰC TỰ NHIÊN TRONG ĐẤT ĐÁ Gọi tắt là SP (Spontaneous potential) SP là phương pháp nghiên cứu trường điện tỉnh trong giếng khoan, trường điện này được tạo thành do các quá trình lý hóa diễn ra giữa mặt cắt giếng khoan với đất đá và giữa các lớp đất đá có thành phần thạch học khác nhau. Các quá trình lý hóa bao gồm: 1-Quá trình khuếch tán muối từ nước vỉa đến dung dịch giếng và ngược lại. 2-Quá trình hút các ion ở trên bề mặt của các tinh thể đất đá. 3-Quá trình thấm từ dung dịch giếng vào đất đá và nước vỉa vào giếng khoan. 4-Phản ứng ôxy hoá khử diễn ra trong đất đá và trên bề mặt tiếp xúc giữa đá với dung dịch giếng khoan. Khả năng của đất đá phân cực dưới tác dụng của quá trình lý hoá nói trên được gọi là hoạt tính điện hóa tự nhiên. Trong 4 quá trình trên, quá trình khuếch tán và hút ion đóng vai trò chính trong việc tạo ra trường điện tự nhiên trong đất đá. A/ QUÁ TRÌNH KHUẾCH TÁN (DISTRIBUTION) VÀ HÚT ION Gọi Sawater - là độ khoáng hóa của nước vỉa Safluid độ khoáng hóa của dung dịch giếng khoan +Do khác nhau về độ khoáng hóa và thành phần hóa học sẽ tạo ra sức điện động khuếch tán được xác định bởi công thức: ED = KDln (Sawater / Safluid) KD - Hệ số sức điện động khuếch tán, phụ thuộc vào thành phần hóa học của muối. +Đối với nước vỉa và dung dịch giếng khoan có thành phần muối đơn giản (NaCl) ta có công thức: ED = KDlg (Rfluid / Rwater ) +Giả sử ở nhiệt độ 18oC, dung dịch NaCl ta có : ED = -11.6lg (Rfluid / Rwater) +Khi hai lớp đất đá tiếp xúc với nhau khác về thành phần thạch học hoặc giữa chất lỏng với đất đá thì sẽ xuất hiện sức điện động: ED = (KD + ADA)lg (Rfluid / Rwater) ADA- Hoạt độ khuếch tán và hút các ion của đất đá +Đối với lớp cát sạch tiếp xúc với sét sạch ta có: Es max = -69.6lg (Rfluid / Rwater) Es max - Biên độ tĩnh lớn nhất của SP +Trong thực tế người ta không ghi được biên độ tĩnh mà ghi được biên độ tĩnh cộng với sự hụt điện thế ở từng đoạn giếng khoan DUSP = ISPRWELL = Esmax - ISP ( RT + RCL ) RT - Điện trở của vỉa RWELL - Điện trở của từng đoạn giếng khoan RCL - Điện trở của sét; ISP - Cường độ dòng điện B-CÁC PHƯƠNG PHÁP CỦA SP: a) Phương pháp SP thông dụng . Gồm hai điện cực M và N, N cố định, M chạy dọc theo giếng khoan DUSP = USP M - UCONST Giá trị DUSP phụ thuộc rất nhiều yếu tố khác nhau (môi trường, thiết bị) vì vậy khi sử dụng cần phải hiệu chỉnh. b)Phương pháp Gradient SP: Hai điện cực M và N đều nằm trong giếng khoan và cách nhau 1m. Phương pháp này dùng để nghiên cứu chi tiết mặt cắt giếng khoan và khi dòng điện nuôi không ổn định. c)Phương pháp đo bằng điện cực tự chọn Gồm điện cực chính M để ghi và hai điện cực phụ N1 và N2, A1 và A2 là hai điện cực nguồn. Phương pháp này có tác dụng giảm ảnh hưởng độ dày của vỉa và điện trở của đất đá lên DUSP nên được dùng để phân chia những vỉa sét và vỉa có độ thấm cao nằm giữa đất đá có điện trở cao. d)Phương pháp đo hiệu chỉnh SP. Các phương pháp trên giá trị DUSP ghi được cần phải hiệu chỉnh: độ dày vỉa, điện trở vỉa, điện trở vùng thấm, đường kính giếng khoan và vùng thấm.Ở phương pháp đo hiệu chỉnh SP có những điện cực đặc biệt, có khả năng tự điều chỉnh điện trường, điện cực M1N1 và M2N2 giữ cho hiệu điện thế giữa chúng luôn luôn bằng không. có nghĩa là giữa các điện cực này không có dòng điện, vì vậy phương pháp này cho phép giảm tối đa những ảnh hưởng lên giá trị DUSP . - Đơn vị ghi của SP là MV (Millivôl), ỨNG DỤNG CHUNG: P/ pháp SP khi kết hợp với các đường cong khác, người ta có thể: -Nghiên cứu mặt cắt thạch học của giếng khoan; -Liên kết lát cắt; Xác định vỉa sản phẩm -Xác định độ khoáng hoá nước vỉa và nước dung dịch giếng khoan. -Xác định độ sét, độ rỗng, độ thấm và độ bão hòa dầu trong đất đá. BÀI 3- PHƯƠNG PHÁP ĐO CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ TRONG ĐẤT ĐÁ(INDUCTION) * Phương pháp cảm ứng điện từ là phương pháp đo trong giếng khoan điện thế của từ trường thay đổi tạo ra bởi dòng điện xoáy, dòng điện này đi trong đất đá và được tạo ra bởi cuộn dây nguồn. *Phương pháp cảm ứng điện từ có thể sử dụng (đo) trong giếng khoan ngập nước dung dịch, thậm chí trong cả giếng khoan dung dịch không dẫn điện như dầu, không khí hoặc khí tự nhiên. A-NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG Thiết bị đo cảm ứng điện từ được cấu tạo bởi một nguồn cảm ứng và hệ thống mạch điện. Nguồn cảm ứng được cấu tạo từ hai cuộn dây: cuộn nguồn và cuộn ghi, hai cuộn này được đặt cách nhau bằng một thanh không dẫn điện. Hệ thống mạch điện bảo đảm cho cuộn dây nguồn có một dòng điện thay đổi với tần số cao 20 - 80 Hz, nhờ vậy ở cuộn dây ghi sẽ nhận được những tín hiệu mạnh và rõ. Dòng điện thay đổi ở cuộn dây nguồn sẽ sinh ra từ trường thay đổi(H1), gây cảm ứng ở môi trường xung quanh và tạo ra dòng điện xoáy.Trong môi trường đồng nhất, đường lực của dòng điện này được hình dung là những vòng tròn với trục là trục giếng khoan(nếu trục máy đo là trục giếng khoan).Dòng điện này lại một lần nữa sẽ tạo ra từ trường thay đổi H2 trong đất đá. Phương pháp cảm ứng điện từ.( Tiếp theo) Từ trường H1 và H2 sẽ cảm ứng lên cuộn ghi với sức điện động là E1 và E2. E1 là sức điện động nhiễu sẽ bị loại bằng hệ thống bù của cuộn ghi. Như vậy chỉ còn lại sức điện động E2 ta có: E2 = f(sđđ) = f (1/Rđđ) Tín hiệu được ghi dọc theo giếng khoan là đường cong thay đổi của độ dẫn điện đất đá,giá trị này sđđ là giá trị biểu kiến.Để có được giá trị thực ta cần hiệu chỉnh hiệu ứng phân bố dao động điện từ trường và hệ số tắt dần sđđ = E2 / Kgk Trong thực tế để đo độ dẫn điện người ta sử dụng không những hai cuộn dây mà còn thêm vào vài cuộn dây phụ B-ĐƯỜNG CONG ID Hình vẽ Đường cong ID bị ảnh hưởng: đường kính giếng khoan, độ dày vỉa và vùng thấm. C-ỨNG DỤNG Phương pháp cảm ứng điện từ được kết hợp với các đường cong khác để: -Xác định vỉa sản phẩm. -Xác định điện trở Rt của vỉa -Xác định điện trở vùng thấm và đường kính vùng thấm. BÀI III:CÁC PHƯƠNG PHÁP PHÓNG XẠ Phương pháp địa vật lý giếng khoan dựa trên quá trình phóng xạ (phóng xạ tự nhiên, phóng xạ do bị kích) xảy ra ở các phần tử hạt nhân nguyên tử được gọi là phương pháp địa vật lý phóng xạ hay carota phóng xạ. Hiện nay có rất nhiều phương pháp phóng xạ khác nhau, tuy nhiên chỉ có 3 phương pháp sau đây là được sử dụng rộng rãi nhất: 1) Phương pháp Gamma Ray (GR) hay còn gọi là Gamma tự nhiên. 2) Phương pháp Gamma Gamma hay còn gọi là phương pháp mật độ (Density) 3) Phương pháp Neutron. Những phương pháp này có thể được sử dụng trong giếng khoan đã và chưa chống ống. A- PHƯƠNG PHÁP GAMMA TỰ NHIÊN 1-PHƯƠNG PHÁP GAMMA TỰ NHIÊN TỔNG Là phương pháp đo hoạt độ Gamma tự nhiên trong đất đá . Sự phân rã hạt nhân nguyên tử ở điều kiện tự nhiên( khi có phóng xạ) bao giờ cũng kèm theo hiên tượng bức xạ a, b, g .Tất cả những bức xạ a, b, g sẽ tác động vào môi trường chung quanh và chúng sẽ bị hấp thụ một phần nào đó. *Những tia a phần lớn kém bền vững có khả năng ion hóa cao. Dòng tia a này hầu như bị hấp thụ bởi những lớp đất đá cực mỏng vài micromét. *Dòng tia b có khả năng đâm xuyên cao hơn a và hầu như cũng bị hấp thụ bởi những lớp đất đá có độ dày lớn hơn vài milimét. *Dòng tia g được xem là bức xạ điện từ sóng ngắn có tần số cao (giới hạn ranh giới của bức xạ rengen cứng), được đo ở đơn vị MeV (Megaelectron Vol). Nhờ vào khả năng đâm xuyên cao của bức xạ g , nó có một ý nghĩa thực tế khi nghiên cứu mặt cắt giêng khoan(tia g bị hấp thụ bởi lớp đất đá có độ dày gần 1mét), chính vì vậy mà khi đo trong giếng khoan chống ống không ảnh hưởng đến giá trị đo. Cường độ bức xạ của đất đá trong giếng khoan được ghi bởi một dụng cụ gọi là indicator g bức xạ được đặt trong máy đo. Đơn vị đo của Gamma tự nhiên là Bq/g hay GAPI. a- phương pháp gamma tự nhiên (tiếp theo) Tuỳ theo mức độ phóng xạ tự nhiên của đất đá người ta chia đất đá ra làm ba loại: -Đất đá có phóng xạ cao: (1-3 Bq/g) .Sét bitum đen .Muối kali .Sét phiến .Sét kết .Fenspat kali -Đất đá có phóng xạ trung bình: (0.1- 1 Bq/g) .Thạch anh có chứa một ít fenspat .Cát fenspat có kali . Đá carbonat bị đolomit hoá -Đất đá có phóng xạ thấp: (< 0.04 Bq/g) .Muối natri .Thạch anh hạt to SiO2 .Anhydrit .Vôi .Cát .Đolomit CaCO3MgCO3 .Than đá .Thạch cao CaSO4.2H2O Phương pháp Gamma tự nhiên được sử dụng để giải quyết các vấn đề sau: -Phân tích thành phần thạch học của đất đá. -Xác định sét lục nguyên và đá carbonat. -Xác định hàm lượng sét chứa trong vỉa. 2-PHƯƠNG PHÁP GAMMA TỰ NHIÊN THÀNH PHẦN Là phương pháp xác định thành phần các nguyên tố phóng xạ tự nhiên như K,U,Th. Phương pháp này dùng để giải quyết mhững bài toán sau đây: -Liên kết từng phần phân chia đất đá theo từng dạng thạch học khác nhau. -Đánh giá các dạng của vỉa sét(loại sét) thành phần khoáng vật sét trong đất đá. -Đánh giá thành phần hữu cơ trong sét kết B- PHƯƠNG PHÁP GAMMA GAMMA (DENSITY) 1-NGUYÊN LÝ: Dựa vào đặc tính tán xạ của g bức xạ, xuất hiện khi kích thích lên đất đá một nguồn bức xạ g bên ngoài. Sự tác động giữa g bức xạ và vật chất là việc tạo thành cặp điện tử pozitron, hiệu ứng quang điện, hiệu ứng Compton. *Cặp điện tử pozitron: tạo thành dưới tác động của g lượng tử (kvant)có năng lượng rất lớn(5-10MeV) với hạt nhân nguyên tử, kết quả g lượng tử mất đi và trong trường điện hạt nhân cặp electron pozitron được tạo thành. *Hiệu ứng quang điện:Diễn ra dưới sự hấp thụ g lượng tử từ một trong những electron của hạt nhân. Năng lượng g lượng tử tạo thành ở năng lượng động electron,electron này quay quanh hạt nhân. Thông thường thì ảnh hưởng của hiệu ứng quanh điện đối với vật chất rất nhỏ. *Hiệu ứng Compton:Khác với hiệu ứng quang điện g lượng tử không mất đi mà chỉ mất một phần năng lượng cho một trong những electron của hạt nhân (trở thành cứng hơn ) và thay đổi hướng chuyển động(tán xạ) . Nếu gọi Ne là số lượng electron trong một đơn vị thể tích của vật chất ta có: Ne = (NA Z r) / A NA - Hằng số Avogaro = 6,02.1023 mol –1 r - Mật độ vật chất Z - Số thứ tự nguyên tố trong thành phần vật chất A- Khối lượng nguyên tử. phương pháp gamma gamma (tiếp theo) Từ công thức trên bằng phương pháp Gamma Gamma người ta có thể xác định được mật độ của đất đá mà giếng khoan đi qua. Đơn vị đo của mật độ là g/cm3 . 2-ĐƯỜNG CONG MẬT ĐỘ Thông thường trên băng carota, đường cong mật độ được ghi kèm với đường bù mật độ, đường cong bù mật độ chỉ ra mức độ tin cậy của giá trị mật độ đất đá đo được. Liên hệ giữa độ rỗng đất đá và mật độ: r đđk - r đđ F = ------------- r đđk - r c.l r đđk - Mật độ đất đá khung, r đđ - Mật độ đất đá tự nhiên r c.l - Mật độ chất lưu chứa trong đất đá Cát : r đđk = 2.65 - 2.68 g/cm3 Đá vôi : r đđk = 2.70 - 2.72 g/cm3 Dolomit : r đđk = 2.85 g/cm3 Anhydrit : r đđk = 2.98 g/cm3 3-ỨNG DỤNG Phương pháp Gamma Gamma (đường cong mật độ) được sử dụng rộng rãi để phân vỉa, đánh giá thành phần thạch học, đánh giá độ rỗng, phát hiện vỉa khí, kiểm tra trạng thái giếng khoan C- PHƯƠNG PHÁP NEUTRON 1-NGUYÊN LÝ :Hạt neutron là những hạt không tích điện, không bị ion hóa bởi môi trường xung quanh.Khối lượng của Neutron gần bằng khối lượng của Proton (1,66.10-24 g), ký hiệu 01 n, khối lượng bằng 1đơn vị và điện tích bằng không. Do không tích điện nên Neutron không bị mất năng lượng khi tương tác với các electron tích điện và hạt nhân, bởi vậy01 n có khả năng đâm xuyên cao. Năng lượng của Neutron đo ở MeV. Năng lượng của Neutron biểu hiện ở vận tốc chuyển động V. Theo năng lượng của Neutron, người ta chia làm 4 loại: - Neutron nhanh 1-15 MeV - Neutron chậm (nhiệt) 10-0.1eV - Neutron trung bình 1MeV-10eV - Neutron trên nhiệt 0.025eV *Khi các hạt Neutron tương tác với các hạt nhân nguyên tử thì xảy ra hiện tượng tán xạ Neutron hoặc bị bắt giử bởi hạt nhân. Sự tán xạ Neutron dẫn đến các hạt Neutron thay đổi hướng chuyển động. Có hai loại tán xạ Neutron: Tán xạ Neutron đàn hồi:Khi Neutron có năng lượng từ vài MeV đến 0.1eV Tán xạ không đàn hồi: Diễn ra đối với các Neutron nhanh. Trong đất đá khi các hạt Neutron tương tác với vật chất chứa nhiều nguyên tố H2 thì sẽ làm chậm các hạt Neutron. Nếu trong đất đá tồn tại một lượng nhỏ nước hay dầu(chứa nhiều H2), sự chậm các hạt Neutron chủ yếu xảy ra ở nguyên tử H2 .Khi nghiên cứu mặt cắt giếng khoan bằng phương pháp Neutron, người ta phóng vào đất đá những hạt Neutron nhanh và ghi bức xạ g (xảy ra khi Neutron bị bắt giữ 11 H + 01 n = 21 H + g ).Tùy theo cách ghi,người ta phân làm 3 phương pháp sau: -Phương pháp Neutron Gamma. -Phương pháp Neutron Neutron nhiệt -Phương pháp Neutron Neutron trên nhiệt B-PHƯƠNG PHÁP NEUTRON GAMMA a/Nguyên lý Cường độ của g bức xạ được ghi theo phương pháp Neutron Gamma gồm 3 phần: 1/ Xuất hiện do kết quả bắt giữ các hạt Neutron ở hạt nhân nguyên tử Ing . 2/Gamma bức xạ của nguồn Neutron Igg, Gamma bức xạ này một phần tán xạ trong đất đá, một phần được ghi bởi dụng cụ gọi là Indicator, để làm giảm cường độ các hạt Igg người ta đặt một màng chì ngăn cách giữa nguồn phóng và Indicator. 3/Gamma tự nhiên Ig . Cường độ của Gamma bức xạ Neutron lớn hơn nhiều so với Gamma bức xa Igg và Ig. b)Đường cong neutron gamma Đất đá chứa nhiều thành phần H2, thì trên băng carota (Shlumberger), giá trị Neutron Gamma cao và khi chưa ít thành phần H2 thì giá trị Neutron Gamma thấp. Những phân tử có khả năng bắt giữ Neutron lớn như Cl, Li, Co, Bor có ảnh hưởng đến kết quả ghi của P/P Neutron Gamma. c)Ứng dụng Phương pháp Neutron Gamma được kết hợp với các phương pháp khác dùng để:-Đánh giá độ rỗng của vỉa. -Xác định ranh giới dầu khí Theo khả năng chứa H2, đất đá có thể chia làm hai nhóm: Nhóm cao: Sét(có khả năng ngậm nước lớn và nhận phần lớn các khoáng vật có thành phần hoá học liên hệ với H2O. Thạch cao CaSO4.2H2O, tuy có độ rỗng thấp nhưng thành phần hóa học liên hệ với H2O. Vài loại đất đá chứa dầu và nước. Nhóm thấp: Đá vôi, Dolomit, đá chứa nhiều thành phần xi măng, anhydrite, đá muối. Đối với đất đá trầm thì giá trị của Neutron Gamma phụ thuộc từ độ sét và lượng H2 và Cl chứa trong lổ rỗng của đất đá. Đơn vị ghi của Neutron Gamma là V/V (%). C-PHƯƠNG PHÁP NEUTRON NEUTRON NHIỆT VÀ TRÊN NHIỆT a)Nguyên lý : Cũng giống như phương pháp Neutron Gamma, đối với những vỉa mà thành phần hoá học có nhiều H2 thì phương pháp NN nhiệt biểu hiện thấp.Tuy nhiên NN nhiệt rất nhạy cảm đối với Cl cho nên đường cong NN nhiệt phụ thuộc rất nhiều vào độ khoáng hóa nước vỉa và dung dịch của giếng khoan. b)Đường cong N N: Đường cong NN trên nhiệt không phụ thuộc vào thành phần của Cl mà nó chỉ phụ thuộc vào thành phần của H2 chứa trong đất đá Giá trị của NN trên nhiệt liên hệ với H2 tương đối chặt chẽ hơn so với NG và NN nhiệt.Tuy nhiên phương pháp NN trên nhiệt có bán kính hoạt động nhỏ. c)Ứng dụng: Theo kết quả của các phương pháp Neutron qua xác định khả năng chứa H2 trong đất đá, người ta có thể xác định độ rỗng của đất đá, thành phần chất lưu chứa trong các lổ rỗng, từ đó người ta có thể giải quyết hàng loạt các bài toán về địa chất . BÀI IV: PHƯƠNG PHÁP SÓNG SIÊU ÂM (SONIC) Là phương pháp dựa trên tính chất lan truyền của sóng siêu âm có tần số cao(> 20 Hz) để nghiên cứu tính chất vật lý, cũng như thạch học của đất đá . Dựa trên những thông số ghi ta có thể chia làm ba phương pháp: 1/Siêu âm theo vận tốc 2/Siêu âm theo sự tắt dần 3/Siêu âm sóng. Siêu âm theo vận tốc và theo sự tắt dần của sóng là phương pháp siêu âm chuẩn được ghi trên cùng một băng. 1-NGUYÊN LÝ TRUYỀN SÓNG Đất đá nằm trong môi trường tự nhiên thực tế là những vật đàn hồi. Nếu ta kích thích một lực bên ngoài vào nó thì trong môi trường sẽ xuất hiện một ứng lực kích thích lên làm dịch chuyển các hạt. Trong trường hợp chung dẫn đến sự xuất hiện biến dạng. Quá trình dao động lan truyền theo trình tự của sự biến dạng được gọi là sóng đàn hồi. Bề mặt, mà trong một thời điểm nào đó xuất hiện các hạt chuyển động được gọi là mặt sóng. Bước sóng là khoảng cách giữa những điểm chuyển động ở cùng một pha. Có hai loại sóng: Sóng dọc: Các hạt của môi trường chuyển động theo hướng lan truyền sóng, sóng dọc lan truyền trong môi trường đặc, lỏng và khí. Sóng ngang: Các hạt của môi trường chuyển động theo hướng vuông góc với hướng truyền sóng, sóng ngang lan truyền trong môi trường đặc. Sóng phản xạ: Xuất hiện khi khả năng cản sóng của môi trường này lớn hơn môi trường khác. Khi sóng lan truyền từ môi trường này sang môi trường khác thì sóng sẽ bị đổi hướng và đổi vận tốc. A-SỰ LAN TRUYỀN SÓNG TRONG GIẾNG KHOAN ( hình vẽ). Giả sử trong giếng khoan đặt một điểm phát sóng I và thu sóng B đều nằm trên trục giếng khoan. *Ở thời điểm t=0 I phát ra một sóng siêu âm đàn hồi, P1 là sóng dọc sẽ lan truyền trong giếng khoan. *Ở thời điểm t1 thì mặt sóng đụng vào thành giếng khoan và xuất hiện sóng đàn hồi P11, sóng dọc truyền vào môi trường đất đá P12 và sóng ngang P1S2. *Ở thời điểm t2 mặt sóng tạo thành với thành giếng khoan một góc lệch ip, mặt sóng dọc trượt dọc theo thành giếng khoan đuổi theo sóng P1 và sóng phản xạ P11. Sóng P12 trượt dọc theo giếng khoan và đất đá và đi vào giếng khoan tạo thành sóng P121. Trong khoảng thời gian nào đó,thì tại B sẽ nhận được sóng P121, P1S2P1, P1 và P11. Vận tốc lan truyền sóng trong giếng khoan phụ thuộc vào rất nhiều yếu tố của môi trường xung quanh. Thiết bị của phương pháp siêu âm có thể sử dụng 3,4,6 hoặc nhiều nguồn thu và phát (dôn) và có thể đo cùng một lúc nhiều thông số khác nhau như t1,t2 (thời gian truyền sóng ) Dt (khoảng thời gian truyền sóng siêu âm), A1,A2 (biên độ sóng) , hệ số tắt dần a . B-PHƯƠNG PHÁP SIÊU ÂM THEO VẬN TỐC a)Nguyên lý: Là phương pháp dựa trên vận tốc truyền sóng siêu âm đàn hồi ở trong đất đá từ đó đo thời gian truyền sóng. Đối với môi trường đồng nhất : S V = ------------ (t2 - t1) S khoảng cách giữa hai nguồn nhận sóng. Khoảng thời gian truyền sóng Dt (interval transit time): là thời gian truyền sóng siêu âm đa