Giáo trình ĐỊA VẬT LÝ GIẾNG KHOAN - Chương 6
lượt xem 66
download
Ch-ơng 6 Ph-ơng pháp sóng âm Ph-ơng pháp sóng âm còn gọi là ph-ơng pháp siêu âm hay ph-ơng pháp âm (Sonic Log) xuất hiện muộn hơn các ph-ơng pháp địa vật lý nghiên cứu giếng khoan khác nh-: Ph-ơng pháp điện từ, phóng xạ hạt nhân, nh-ng lại có phạm vi ứng dụng khá rộng. Nguyên lý của ph-ơng pháp sóng âm là đánh giá tính chất đàn hồi của các lớp đá ở thành giếng dựa trên cơ sở của sự lan truyền sóng đàn hồi trong các lớp đá đó. Khi lan truyền trong các lớp đá khác...
Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!
Nội dung Text: Giáo trình ĐỊA VẬT LÝ GIẾNG KHOAN - Chương 6
- Ch−¬ng 6 Ph−¬ng ph¸p sãng ©m Ph−¬ng ph¸p sãng ©m cßn gäi lµ ph−¬ng ph¸p siªu ©m hay ph−¬ng ph¸p ©m (Sonic Log) xuÊt hiÖn muén h¬n c¸c ph−¬ng ph¸p ®Þa vËt lý nghiªn cøu giÕng khoan kh¸c nh−: Ph−¬ng ph¸p ®iÖn tõ, phãng x¹ h¹t nh©n, nh−ng l¹i cã ph¹m vi øng dông kh¸ réng. Nguyªn lý cña ph−¬ng ph¸p sãng ©m lµ ®¸nh gi¸ tÝnh chÊt ®µn håi cña c¸c líp ®¸ ë thµnh giÕng dùa trªn c¬ së cña sù lan truyÒn sãng ®µn håi trong c¸c líp ®¸ ®ã. Khi lan truyÒn trong c¸c líp ®¸ kh¸c nhau sãng ©m truyÒn víi tèc ®é kh¸c nhau vµ suy gi¶m n¨ng l−îng (biªn ®é) trong tõng líp ®¸ ®ã còng kh¸c nhau. C¸c ®Æc ®iÓm võa nªu lµ c¬ së ®Ó tiÕn hµnh c¸c phÐp ®o ©m kh¸c nhau: Ph−¬ng ph¸p tèc ®é, ∆t, ph−¬ng ph¸p ®o biªn ®é sãng ©m, ph−¬ng ph¸p biÕn ®æi mËt ®é. C¸c phÐp ®o tèc ®é, hay ∆t trong giÕng khoan cã thÓ ®o liªn tôc (Nguån ph¸t vµ m¸y thu tÝn hiÖu sãng ©m ®Æt c¸ch nhau mét kho¶ng L vµ tÞnh tiÕn khi ®o) cã thÓ ®o tõng ®iÓm (Nguån trªn mÆt ®Êt, c¸c m¸y thu tÝn hiÖu ¸p s¸t thµnh giÕng ë c¸c chiÒu s©u kh¸c nhau) ®ã lµ tr−êng hîp cña ph−¬ng ph¸p tuyÕn ®Þa chÊn th¼ng ®øng VSP). 6.1. TÝn hiÖu sãng ©m Mét tÝn hiÖu ©m (H×nh 6.1) cã d¹ng mét sãng ©m do kÕt qu¶ cña sù gi¶i to¶ n¨ng l−îng sãng ®µn håi. TÝn hiÖu sãng ©m còng ®−îc ®Æc tr−ng b»ng c¸c tham sè: Chu kú T - ®−îc ®Þnh nghÜa lµ kho¶ng thêi gian kÐo dµi cña mét chu kú dao ®éng (µs). Trªn h×nh vÏ 6.1 chu kú T lµ kho¶ng thêi gian n»m gi÷a hai pick d−¬ng (hoÆc ©m) liªn tiÕp (Ax-1 – Ax). - TÇn sè f lµ sè giao ®éng trong mét gi©y, f = 1/T, ®o b»ng Hz = 1 giao ®éng/gi©y. - ChiÒu dµi b−íc sãng λ lµ kho¶ng c¸ch mÆt sãng ®i ®−îc trong m«i tr−êng trong mét chu kú dao ®éng. §¹i l−îng nµy phô thuéc vµo tèc ®é lan truyÒn sãng v vµ tÇn sè f ; λ = v/f. 6.2. Sãng ©m (Siªu ©m) - Sãng nÐn hay sãng däc P: Lo¹i sãng nµy g©y cho c¸c h¹t vËt chÊt ®iÓm chÊt chuyÓn dêi xung quanh vÞ trÝ c©n b»ng theo ph−¬ng song song víi ph−¬ng truyÒn cña mÆt sãng (H×nh 6.2). Sãng P tån t¹i trong m«i tr−êng r¾n vµ láng. 171
- Biªn ®é §ît sãng Kho¶ng c¸ch Thêi gian H×nh 6.2. Lan truyÒn cña sãng däc H×nh 6.1. TÝn hiÖu sãng ©m - Sãng kÐo hay sãng ngang S - Sãng lµm cho c¸c ®iÓm chÊt dao ®éng theo ph−¬ng vu«ng gãc víi ph−¬ng truyÒn sãng (H×nh 6.3). Sãng S chØ tån t¹i trong m«i tr−êng r¾n, kh«ng cã trong m«i tr−êng láng. - Trong m«i tr−êng liªn tôc tèc ®é lan truyÒn cña sãng däc P lín h¬n tèc ®é truyÒn cña sãng ngang S. Trong ®Êt ®¸ tû sè tèc ®é sãng däc vµ sãng ngang thay ®æi: vP/vs ≈ 1.6 ÷ 2.0 . Trong ®Êt ®¸ tån t¹i c¶ sãng P vµ sãng S, trong dung dÞch khoan n¨ng l−îng chuyÓn sang sãng däc P. Sãng ngang S lan truyÒn víi tèc ®é thÊp h¬n, nh−ng n¨ng l−îng cña sãng nµy lín h¬n hµng chôc lÇn n¨ng l−îng cña sãng (b) (a) däc P. H×nh 6.3. Sù lan truyÒn cña sãng ngang (a); VËy dùa vµo h×nh ¶nh cña ®ît sãng kÕt hîp c¸c sãng P vµ S (b) (H×nh 6.4) ta dÔ dµng nhËn ra sãng däc P (®Õn sím h¬n, biªn ®é nhá t¾t dÇn chËm); sãng ngang S (®Õn chËm h¬n, biªn ®é cao h¬n nh−ng còng suy gi¶m nhanh h¬n). - Sãng dÉn ®−êng hay cßn gäi lµ sãng èng (Stoneley Wave) trong ®iÒu kiÖn ë giÕng khoan cã dung dÞch (n−íc), trªn thµnh giÕng cßn tån t¹i mét lo¹i sãng sinh ra trªn bÒ mÆt tiÕp xóc gi÷a dung dÞch khoan vµ ®Êt ®¸ ë thµnh giÕng khoan (H×nh 6.5). Sù lan truyÒn cña lo¹i sãng nµy lµm cho thµnh giÕng bÞ biÕn d¹ng. Tèc ®é cña sãng èng VSt rÊt thÊp, thËm chÝ nã lan truyÒn theo thµnh giÕng cßn chËm h¬n c¶ sãng P truyÒn trong dung dÞch. 172
- Biªn ®é (mV) Sãng ngang Sãng däc Thêi gian DÊu hiÖu truyÒn tÝn hiÖu TÝn hiÖu H×nh 6.4 Ph©n biÖt sãng däc vµ sãng ngang theo thêi gian ®Õn vµ biªn ®é cña chóng Tèc ®é VSt vµ biªn ®é cña sãng èng phô thuéc vµo: - TÝnh ®µn håi cña dung dÞch trong giÕng. - TÝnh ®µn håi cña ®¸ ë thµnh giÕng. - §é thÊm cña ®¸ ë thµnh giÕng. 6.3. Tèc ®é sãng ©m Tèc ®é sãng ©m trong m«i tr−êng ®µn håi cã thÓ ®−îc biÓu diÔn qua modul ®µn håi. Tèc ®é sãng läc VP cã thÓ tÝnh theo c«ng thøc: H×nh 6.5. Sù lan truyÒn cña sãng èng (Stoneley Wave) 3 k + µ E 1−σ 4 = VP = ρ * (1 + σ )(1 − 2σ ) (6.1) ρb b Vµ tèc ®é lan truyÒn cña sãng ngang VS 1 1 µ E 1 2 2 VS = = ρ * 2(1 + σ ) (6.2) ρ b b Trong ®ã: E: Modul Young 173
- k: Modul ®µn håi khèi µ: Modul kÐo σ: HÖ sè Poision ρb: MËt ®é khèi cña m«i tr−êng. Ta cã nhËn xÐt: Trong m«i tr−êng chÊt láng, modul kÐo hay hÖ sè biÕn d¹ng thÓ tÝch gÇn b»ng “kh«ng” cho nªn VS x¸c ®Þnh theo (6.2) sÏ b»ng “kh«ng”, cßn sãng däc: 1 k 2 VP ≈ ρ b §Êt ®¸ th−êng gÆp ë vá Qu¶ ®Êt cã Modun Yuong thay ®æi trong kho¶ng 0,15.10-6 ®Õn 0,60.10-6 kg/cm2 vµ hÖ sè Poisson phæ biÕn b»ng 0,25. V× vËy, tõ (6.1) vµ (6.2) ta cã: VP ≈ 1,73 (6.3) VS ¦íc l−îng ®−îc tû sè nµy lµ rÊt quan träng kh«ng chØ khi ®o ghi tÝn hiÖu ë ®iÒu kiÖn giÕng khoan mµ c¶ khi ph©n tÝch kÕt qu¶ ®o. C¸c ®¸ vµ kho¸ng vËt th−êng gÆp trong c¸c líp ®¸ ë vá Qu¶ ®Êt kh¸c nhau râ rµng vÒ tèc ®é truyÒn sãng ®µn håi. Kho¶ng biÕn thiªn tèc ®é nµy n»m trong kho¶ng 1500 - 8000m/s, hÑp h¬n so víi mét sè tham sè vËt lý kh¸c cña ®Êt ®¸ nh− ®iÖn trë suÊt. B¶ng 6.1 lµ mét tËp hîp sè liÖu vÒ tèc ®é vµ kho¶ng thêi gian ®Ó sãng ®µn håi ®i qua mét ®¬n vÞ chiÒu dµi cña c¸c ®¸ vµ vËt liÖu kh¸c nhau. Tèc ®é truyÒn sãng ®µn håi trong ®¸ ®¸ phô thuéc vµo nhiÒu yÕu tè nh− thµnh phÇn kho¸ng vËt cña ®¸, ®é g¾n kÕt, ®é lç rçng vµ kiÓu lç rçng (gi÷a h¹t, nøt nÎ, hang hèc), ®é b∙o hoµ chÊt l−u, tÝnh chÊt cña chÊt l−u b∙o hoµ, ¸p suÊt vØa, ¸p suÊt th¹ch tÜnh liªn quan ®Õn chiÒu s©u thÕ n»m cña ®¸. Ch−a cÇn ph©n tÝch tû mØ vÒ ¶nh h−ëng cña tõng yÕu tè võa nªu ta còng thÊy r»ng pha cøng cña ®¸ cã ®ãng gãp quan träng lªn tèc ®é truyÒn sãng ®µn håi. Tõ b¶ng 6.1 ta thÊy ®èi víi c¸c ®¸ cã thµnh phÇn kho¸ng vËt kh¸c nhau (v«i, dolomit, c¸t th¹ch anh) thÓ hiÖn sù biÕn ®æi vÒ tèc ®é truyÒn sãng trong nh÷ng kho¶ng kh¸ réng. V× vËy, ®èi víi c¸c thµnh hÖ cã pha cøng kh«ng ®¬n kho¸ng nh− c¸c l¸t c¾t cacbonat th× tèc ®é lan truyÒn sãng ®µn håi cña nã sÏ phô thuéc vµo tû phÇn cña c¸c kho¸ng vËt thµnh phÇn trong pha cøng, v× c¸c kho¸ng vËt thµnh phÇn ®ã cã kh¶ n¨ng truyÒn n¨ng l−îng siªu ©m kh¸c nhau. 174
- B¶ng 6.1 Tèc ®é Thêi gian truyÒn M«i tr−êng (®¸, kho¸ng vËt, vËt liÖu) µs/m µs/ft m/s ft/s 0 Kh«ng khÝ ( C, ¸p suÊt, khÝ quyÓn) 330 1020 3000 995 N−íc s¹ch 1500 4600 668 218 N−íc cã: 10%NaCl, 1600 4800 625 208 20%NaCl 1740 5300 575 189 Phï sa båi tÝch 310 940 3230 1035 SÐt ch−a nÐn kÕt 1980-2630 6000-8000 505-380 168-125 SÐt kÕt 5300 16000 189 >62 Anhydrit 6600-6850 20000-20500 152-146 50-49 §¸ v«i 6900-7550 21000-23000 145-132 47.6-43.5 §¸ macn¬ 3300-6900 10000-21000 303-145 100-48 Dolomit 7550-8500 23000-26000 132-118 4.5-38.5 Xim¨ng 3750 11400 267 88 ThÐp èng chèng 5650-6500 17200-19700 177-154 58-51 Dung dÞch khoan (ngät) 1640-1740 5000-5300 610-575 200-189 Dung dÞch mÆn 1780 5400 560 185 C¸t (bë rêi) 5900 13000 170 55.6 C¸t kÕt 5900-6900 18000-21000 170-145 55.6-47.6 Metan (0C, ¸p suÊt khÝ quyÓn) 480 1450 2080 690 DÇu th« (0C, ¸p suÊt khÝ quyÓn) 1380 420 725 240 Muèi 4950-5600 15000-17000 200-179 67-59 §é g¾n kÕt vµ thµnh phÇn xim¨ng g¾n kÕt ®¸ còng ¶nh h−ëng m¹nh ®Õn tèc ®é truyÒn sãng. §¸ cµng g¾n kÕt tèt th× tèc ®é truyÒn sãng ®µn håi cña nã cµng lín vµ thêi gian lan truyÒn cµng nhá. Tèc ®é truyÒn sãng ®µn håi cã quan hÖ tû lÖ nghÞch víi ®é lç rçng cña m«i tr−êng. Mèi quan hÖ gi÷a tèc ®é (V) vµ ®é lç rçng Φ thÓ hiÖn qua ph−¬ng tr×nh tèc ®é trung b×nh cña Wyllie (1958): 1 1− Φ Φ = + (6.4) V Vm Vf Trong ®ã: V: Tèc ®é truyÒn sãng ®o ®−îc b»ng ph−¬ng ph¸p siªu ©m. Vm: Tèc ®« truyÒn sãng cña pha cøng (matrix). Vf: Tèc ®é truyÒn sãng cña chÊt l−u b∙o hoµ. N¨ng l−îng sãng ©m truyÒn trong c¸c ®¸ cã kiÓu lç rçng kh¸c nhau sÏ kh«ng gièng nhau. Trong c¸c ®¸ cã lç rçng gi÷a h¹t ph©n bè ®ång ®Òu, n¨ng l−îng sãng ©m suy gi¶m chËm h¬n trong ®¸ cã kiÓu lç rçng ph©n bè kh«ng ®ång ®Òu (nøt nÎ, hang hèc). 175
- ChÊt l−u b∙o hoµ trong kh«ng gian lç rçng cña ®¸ (n−íc, dÇu, khÝ) cã ¶nh h−ëng ®Õn sù suy gi¶m n¨ng l−îng sãng ®µn håi còng nh− tèc ®é truyÒn sãng ®µn håi cña ®¸. ¶nh h−ëng cña chÊt l−u nh− vËy ®Æc biÖt m¹nh ë c¸c ®¸ cã ®é lç rçng cao. Cã cïng lç rçng, vØa chøa khÝ cã tèc ®é truyÒn sãng ®µn håi chËm h¬n vØa chøa n−íc. Cïng chøa khÝ nh−ng vØa cã ¸p suÊt cao sÏ cã tèc ®é truyÒn sãng ®µn håi lín h¬n vØa cã ¸p suÊt thÊp. ¶nh h−ëng cña chÊt l−u vµ ¸p suÊt vØa lªn tèc ®é truyÒn sãng ®µn håi kh«ng m¹nh mÏ ë c¸c vØa cã ®é lç rçng thÊp. C¸c thµnh hÖ ®¸ chøa ë chiÒu s©u lín chÞu lùc nÐn Ðp cao ®é lç rçng th−êng thÊp, tÝnh chÊt cña chÊt l−u kh«ng ¶nh h−ëng nhiÒu ®Õn tèc ®é truyÒn sãng cho nªn tèc ®é truyÒn sãng ®µn håi ®−îc xem lµ cã quan hÖ trùc tiÕp víi ®é lç rçng. 6.4. C¬ chÕ lan truyÒn sãng ©m Sù ph¶n x¹ vµ khóc x¹ sãng ©m (sãng ®µn håi) truyÒn trong m«i tr−êng liªn tôc lµ nhê vµo sù dao ®éng cña c¸c ®iÓm chÊt trong m«i tr−êng ®ã. Khi dao ®éng xung quanh vÞ trÝ c©n b»ng cña m×nh, c¸c ®iÓm chÊt truyÒn n¨ng l−îng cho c¸c ®iÓm chÊt bªn c¹nh vµ biÕn nã thµnh ®iÓm nguån sãng míi theo nguyªn lý Huygen (H×nh 6.6). §iÓm chÊt dao ®éng theo ph−¬ng song song víi ph−¬ng truyÒn sãng lµ kÕt qu¶ cña qu¸ tr×nh nÐn cña sãng ®µn håi trong m«i tr−êng. Sù kÐo gi∙n cña sãng ®µn håi ®èi víi ®iÓm chÊt lµm cho nã dao ®éng theo ph−¬ng vu«ng gãc víi ph−¬ng truyÒn sãng. Qu¸ tr×nh nÐn vµ kÐo gi∙n chÝnh lµ c¸c qu¸ tr×nh t¹o thµnh sãng däc P vµ sãng ngang S. Sr Pr MÆt sãng ë MÆt sãng ë thêi ®iÓm t2 thêi ®iÓm t1 VS1, VP1 Ph−¬ng truyÒn sãng VS2, VP2 Pr Sr H×nh 6.6. Sù lan truyÒn sãng ®µn håi H×nh 6.7. Sù ph¶n x¹ vµ khóc x¹ sãng ©m Theo ®Þnh luËt Descarte, t¹i ®iÓm I trªn ranh giíi gi÷a hai phÇn m«i tr−êng ®ång nhÊt ®¼ng h−íng v« h¹n, cã tèc ®é VP1, VS1, VP2, VS2 sãng P cã gãc tíi i1 sÏ ph©n thµnh bèn sãng míi. Hai trong sè ®ã lµ sãng ph¶n x¹ Pr vµ Sr cã gãc ph¶n x¹ lÇn l−ît lµ r1 vµ r2 (H×nh 6.7). Hai sãng cßn l¹i lµ sãng khóc x¹ PR vµ SR cã gãc khóc x¹ R1 vµ R2. NÕu chØ xÐt riªng sãng däc th× theo ®Þnh luËt ph¶n x¹: i1 = r1 V P1 SinI = (6.6) vµ theo ®Þnh luËt khóc x¹: VP2 176
- NÕu VP2>VP1, gãc i ®¹t tíi gãc I tíi h¹n th× R1 = 90 vµ gäi lµ gãc khóc x¹ toµn phÇn, ta cã: Ta cã thÓ ®Þnh nghÜa hai gãc ph¶n x¹, mét cho sãng däc vµ mét cho sãng ngang. NÕu quy −íc lµ c¸c sãng ph¶n x¹ vµ khóc x¹ t¹o ra sãng ngang th× ta cã: Sini1 Sinr2 = (6.7) VP1 VS 2 Sini 1 SinR 2 = (6.8) Vµ VP1 VS2 Ta cã nhËn xÐt r»ng tr−êng hîp ë thµnh giÕng khoan, m«i tr−êng 1 lµ dung dÞch nªn sãng ph¶n x¹ kh«ng cã thµnh phÇn sãng ngang. Gi÷a tèc ®é sãng ®µn håi vµ mËt ®é cña m«i tr−êng cã quan hÖ chÆt chÏ víi nhau. TÝch sè cña tèc ®é sãng V trong m«i tr−êng vµ mËt ®é ρ cña m«i tr−êng ®ã ®−îc gäi lµ trë kh¸ng ©m häc r. r = V.ρ (6.9) Trªn bÒ mÆt ng¨n c¸ch gi÷a hai m«i tr−êng cã trë kh¸ng ©m häc kh¸c nhau, nÕu gãc tíi i = 900 th× ë ®ã cã hÖ sè ph¶n x¹: V2 ρ 2 − V1 ρ1 R1− 2 = (6.10) V2 ρ 2 + V1 ρ1 Vµ dÜ nhiªn khi gãc tíi i thay ®æi th× R1-2 còng thay ®æi phô thuéc vµo i1, VS1 vµ VS2. Trong m«i tr−êng ®Êt ®¸ còng x¶y ra hiÖn t−îng giao thoa sãng ®µn håi, khi t¹i mét ®iÓm cïng mét lóc cã c¸c sãng cïng tÇn sè ®Õn tõ h−íng kh¸c nhau. Tuy nhiªn, ë giÕng khoan th−êng giÕng kh«ng trßn, c¸c chÊn tö ph¸t vµ chÊn tö thu hiÕm khi n»m chÝnh x¸c trªn trôc giÕng nªn hiÖn t−îng vËt lý nµy kh¸ phøc t¹p (H×nh 6.8). 177
- Lªch pha π/2 §ång pha LÖch pha Ng−îc pha H×nh 6.8. HiÖn t−îng giao thoa sãng siªu ©m cã cïng tÇn sè 1, 2, 3, 4 vµ tr−êng hîp kh«ng cïng b−íc sãng 6.5. Ph−¬ng ph¸p ®o tèc ®é sãng ©m Ph−¬ng ph¸p tèc ®é siªu ©m dùa trªn c¬ së sãng ®µn håi truyÒn trong c¸c líp ®Êt ®¸ kh¸c nhau víi tèc tèc ®é kh¸c nhau hay trªn cïng ®o¹n ®−êng b»ng nhau thêi gian lan truyÒn cña sãng ®µn håi kh«ng gièng nhau trong c¸c ®¸ kh¸c nhau. Ph−¬ng ph¸p tèc ®é siªu ©m thùc chÊt lµ phÐp ®o thêi gian lan truyÒn cña sãng ®µn håi (∆t) qua mét ®o¹n ®−êng dµi cho tr−íc. 6.5.1. Nguyªn lý vµ s¬ ®å m¸y giÕng Dïng mét m¸y ph¸t tõ gi¶o, ®iÒu khiÓn tõ mÆt ®Êt ph¸t ra c¸c xung ph¸t sãng siªu ©m, cã tÇn sè tõ 20 - 40KHz (H×nh 6.9) qua chÊn tö ph¸t E. C¸c xung cã tr−êng ®é ng¾n (kho¶ng 200µs) vµ lËp l¹i tõ 10 Biªn ®é ®Õn 60 lÇn trong mét gi©y, tuú theo tõng lo¹i m¸y. Sãng lan truyÒn tõ chÊn tö E ®i vÒ mäi h−íng d−íi d¹ng c¸c mÆt sãng cÇu. MÆt sãng truyÒn qua dung Thêi gian dÞch khoan vµ ch¹m vµo thµnh giÕng ë thêi ®iÓm vµ gãc tíi i kh¸c nhau, tuú thuéc vµo kho¶ng c¸ch tõ E ®Õn thµnh giÕng vµ lo¹i sãng däc hay sãng ngang (H×nh 6.10). Trong phÐp ®o ghi tèc ®é th−êng H×nh 6.9. H×nh ¶nh xung ph¸t ng−êi ta quan t©m ®Õn sãng däc P. Khi ph¸t xung sãng tõ E ta cã c¸c tr−êng hîp sau: 178
- a. NÕu gãc tíi i nhá h¬n gãc tíi h¹n th× ë ®iÓm tíi mçi sãng däc chia lµm hai phÇn: Khóc x¹ vµ ph¶n x¹, cßn sãng ngang chØ cã thµnh phÇn khóc x¹ (v× nã kh«ng ph¶n x¹ ®−îc vµo m«i tr−êng dung dÞch). b. NÕu gãc tíi lín h¬n gãc tíi h¹n th× sãng däc sÏ chØ t¹o ra sãng ph¶n x¹ vµ b¾t ®Çu tõ ®ã mçi ®iÓm ë thµnh giÕng khoan sÏ trë thµnh nguån sãng. Sãng däc ph¶n x¹ ®i qua dung dÞch chËm h¬n so víi sãng däc hay sãng nÐn ®i trong thµnh hÖ v× tèc ®é truyÒn sãng trong ®Êt ®¸ lín h¬n trong dung dÞch. Theo c¸c tia sãng däc khóc x¹ tõ thµnh giÕng vµo dung dÞch víi gãc tíi h¹n r (H×nh 6.10) bëi chóng lan truyÒn trªn thµnh giÕng víi tèc ®é VP2 vµ ®i tíi c¸c chÊn tö thu R1 vµ R2 qua dung dÞch víi tèc ®é VP1. ,vµ NÕu c¸c chÊn tö R1 vµ R2 ®Æt H×nh 6.10. S¬ ®å nguyªn t¾c ®o thêi gian lan truyÒn ∆t (Zond 2 chÊn tö thu) trªn trôc cña Zond ®o vµ cña giÕng khoan ë nh÷ng kho¶ng c¸ch x¸c ®Þnh EA AB BR1 th× thêi gian sãng ®Õn ®èi víi chóng ®−îc tÝnh: TR = + + V P1 VP2 VP1 1 EA AB BC CR2 = + + + TR2 (6.11) V P1 VP2 V P2 V P1 BC ∆t = TR2 − TR1 = (6.12) Nh−ng v× kho¶ng ®−êng BR1 = CR2 nªn ta cã: V P2 BR1 CR2 = , BC = R1 R2 Vµ VP1 VP1 6.5.2. NhËn biÕt sãng däc vµ sãng ngang Trong phÐp ®o, m¸y sÏ ghi nhËn thêi gian cña sãng ®Õn sím nhÊt, ®ã chÝnh lµ sãng khóc x¹ toµn phÇn ®i tõ thµnh giÕng khoan d−íi gãc tíi h¹n r vµo dung dÞch rßi lÇn l−ît ®Õn c¸c chÊn tö R1 vµ R2 theo con ®−êng ng¾n nhÊt (H×nh 6.11). Thùc chÊt: a. C¸c sãng däc khóc x¹ kh¸c còng ®i trong ®Êt ®¸ víi tèc ®é gièng nh− sãng ®Çu nh−ng kho¶ng ®−êng chóng ph¶i ®i th× dµi h¬n nªn vÉn ®Õn chËm h¬n vµ b. Sãng ngang khóc x¹ vµo ®Êt ®¸ ®i víi tèc ®é chËm h¬n rÊt nhiÒu so víi sãng däc thµnh thö chóng ®Õn chËm nhÊt. Tuy nhiªn, sãng ngang cã n¨ng l−îng lín h¬n nªn dÔ nhËn biÕt chóng theo biªn ®é sãng. Trong mäi tr−êng hîp bao giê còng dÔ t¸ch sãng däc vµ sãng ngang theo thêi gian ®Õn vµ theo biªn ®é (n¨ng l−îng) cña chóng. 179
- Dung dÞch p1 Thµnh hÖ p2 MÆt sãng (ph¸t) TÝn hiÖu ®o MÆt sãng khóc x¹ MÆt sãng khóc x¹ H−íng truyÒn cña mÆt sãng Sãng ngang Sãng däc TÝn hiÖu ®o H×nh 6.11. Sù lan truyÒn siªu ©m. Nguyªn t¾c ®o thêi gian lan truyÒn ∆t b»ng Zond hai chÊn tö thu (theo O. Serra) §Ó dÔ dµng t¸ch sãng däc vµ sãng ngang trong ph−¬ng ph¸p siªu ©m, Schlumberger sö dông Zond ®o dµi (Long Spacing Sonic Tool). PhÐp ®o thùc hiÖn theo nguyªn t¾c nh− m« t¶ ë h×nh 6.12. 180
- Biªn ®é Thêi gian Bias ∆t P Sãng däc Thêi gian Bias Thêi gian ∆ tS Bias Sãng ngang Thêi gian Bias H×nh 6.12. Ph−¬ng ph¸p ®o ∆t cña sãng P vµ sãng S §Ó x¸c ®Þnh ∆tP dïng ng−ìng n¨ng l−îng (BIAS) thÊp v× biªn ®é cña sãng däc (sãng nÐn) thÊp. Khi ®o ∆tS - dïng ng−ìng n¨ng l−îng (biªn ®é) cao, v× sãng ngang cã biªn ®é lín h¬n sãng däc. C¸c gi¸ trÞ ∆tP, ∆tS vµ tû sè ∆tP/∆tS ®−îc ®o ghi trªn b¨ng (H×nh 6.13) Thêi gian ∆tp (µs/ft) V«i s¹ch Dolomit s¹ch C¸t s¹ch V«i s¹ch Dolomit C¸t s¹ch ∆tp = 75µs/ft, ∆tS = 125µs/ft H×nh 6.13. ThÝ dô biÓu diÔn kÕt qu¶ ®o H×nh 6.14. X¸c ®Þnh ®Æc ®iÎm th¹ch häc ∆tP vµ ∆tS b»ng Zond dµi theo biÓu ®å trùc giao ∆tP víi ∆tS (theo Schlumberger) (theo Pickett, 1963) Tû sè VP/VS cña sãng ©m trong thµnh hÖ ®¸ mang nh÷ng th«ng tin cña c¸c yÕu tèc th¹ch häc ®Þa tÇng. Theo mét nghiªn cøu cña Pickett (1963) cã thÓ ¸p dông c¸c ®Æc tr−ng ©m häc ®Ó ph©n lo¹i vµ ®¸nh gi¸ c¸c ®¸ kh¸c nhau (H×nh 6.14). Dùa vµo tû sè 181
- VP/VS hay ∆tS/∆tP thÓ hiÖn trªn h×nh 6.14 ph©n biÖt râ c¸c ®¸ theo chiÒu t¨ng tõ c¸t kÕt ®Õn Dolomit vµ ®¸ v«i. 6.5.3. Lo¹i trõ ¶nh h−ëng ®−êng kÝnh giÕng khoan Ta cã nhËn xÐt viÖc ®o ∆t theo s¬ ®å cña Zond hai chÊn tö thu nh− h×nh 6.10 sÏ chÞu ¶nh h−ëng cña sù thay ®æi ®−êng kÝnh giÕng vµ sù nghiªng cña Zond ®o trong giÕng khoan. Khi ®−êng kÝnh giÕng thay ®æi th× ®−êng biÓu ®å ∆t sÏ thay ®æi kh¸c nhau: nhá h¬n hoÆc lín h¬n gi¸ trÞ thùc (H×nh 6.15) ChiÒu t¨ng cña ∆t ChiÒu t¨ng cña ∆t Thêi gian truyÒn kh«ng ®æi t¨ng dµi t¨ng ng¾n Kho¶ng sËp lë biÓu kiÕn t¨ng dµi t¨ng thùc ng¾n H×nh 6.15. ¶nh h−ëng cña ®−êng kÝnh giÕng lªn kÕt qu¶ ®o ∆t Khi trôc cña Zond ®o vµ trôc giÕng khoan kh«ng trïng nhau (giÕng nghiªng, Zond th¼ng ®øng vµ ng−îc l¹i) ®Òu lµm cho ∆t kÐo dµi thªm (H×nh 6.16) §Ó kh¾c phôc t×nh tr¹ng ®ã, ng−êi ta dïng Zond ®o kÐp ®Ó bï chØnh ®−êng kÝnh. Zond ®o nµy gåm 2 Zond ®Æt ng−îc nhau. Mét Zond ph¸t E1 ë trªn c¸c chÊn tö R1 vµ R2 ®Æt phÝa d−íi; Zond ®o thø hai th× ng−îc l¹i, chÊn tö E2 ®Æt d−íi, c¸c chÊn tö R1’ vµ R2’ ®Æt ë phÝa trªn (H×nh 6.17). §èi víi thiÕt bÞ Zond ®o nh− h×nh 6.17 th× ®iÓm ®o ®−îc tÝnh lµ ®iÓm gi÷a R1 vµ R1’. 182
- t¨ng dµi thªm H×nh 6.16. ¶nh h−ëng cña giÕng H×nh 6.17. S¬ ®å nguyªn t¾c cña Zond kÐp ®o ∆t khoan nghiªng lªn kÕt qu¶ ®o ∆t 6.5.4. ChiÒu s©u nghiªn cøu vµ ®é ph©n gi¶i cña Zond ®o tèc ®é siªu ©m kÐp (BHC) ChiÒu s©u nghiªn cøu cña m¸y giÕng BHC phô thuéc vµo chiÒu dµi b−íc sãng hay tÇn sè sö dông vµ tèc ®é truyÒn sãng cña thµnh hÖ. NÕu c¸c líp ®¸ th−êng gÆp ®Òu cã tèc ®é truyÒn sãng ®µn håi trong kho¶ng 5000 ®Õn 25000 ft/s th× chiÒu dµi b−íc sãng λ kho¶ng 8 ®Õn 40cm (®èi víi tÇn sè f = 20KHz) vµ 4 ®Õn 20cm (®èi víi tÇn sè f = 40KHz). Trong d¶i tÇn sè ®ã, chiÒu s©u nghiªn cøu cña c¸c Zond ®o tíi ®é sãng ©m kho¶ng b»ng 3λ. VËy chiÒu s©u nghiªn cøu cña phÐp ®o tèc ®é sãng vµo kho¶ng tõ 12cm ®Õn 100cm, nghÜa lµ trong vïng ®íi ngÊm. Muèn t¨ng chiÒu s©u nghiªn cøu vµo vïng ®íi nguyªn, Schlumberger sö dông Zond ®o sãng ©m cã chiÒu dµi lín. Tuy nhiªn, ®èi víi c¸c Zond dµi th× sãng ®Õn sÏ yÕu cã nguy c¬ mÊt chu kú, nhÊt lµ tr−êng hîp gÆp c¸c ®¸ cã nøt nÎ hang hèc lµ m«i tr−êng lµm sãng ®µn håi suy gi¶m m¹nh. §é ph©n d¶i cña Zond ®o tèc ®é sãng ©m b»ng kho¶ng c¸ch gi÷a hai chÊn tö thu, th−êng vµo kho¶ng 60 ®Õn 70cm, nh−ng còng cã lóc lín h¬n kho¶ng 1 ®Õn 2m. 6.5.5. §¬n vÞ ®o Trong c«ng nghiÖp ng−êi ta dïng ®¬n vÞ micro gi©y/bé (µs/ft) ®Ó ®o thêi gian truyÒn, ®ã lµ kho¶ng thêi gian ∆t tÝnh b»ng micro gi©y ®Ó sãng ®µn håi ®i ®−îc kho¶ng ®−êng 1 foot trong m«i tr−êng nghiªn cøu. HÖ sè ®Ó quy ®æi µs/ft sang µs/m hoÆc tõ tèc ®é m/s thµnh ft/s lµ 3,28084. 183
- NghÜa lµ khi cã ∆t tÝnh b»ng µs/ft, muèn ®æi sang ®¬n vÞ µs/m th× ph¶i nh©n víi hÖ sè 3,28084. Còng nh− vËy, nÕu cã tèc ®é v ®o b»ng m/s, khi ®æi sang ®¬n vÞ lµ ft/s th× còng nh©n víi hÖ sè trªn. 6.5.6. C¸c yÕu tè thÓ hiÖn lªn kÕt qu¶ ®o C¸c yÕu tè m«i tr−êng nh− pha cøng, pha láng, pha khÝ, cÊu tróc, kiÕn tróc, ®é lç rçng, nhiÖt ®é, ¸p suÊt vØa ®Òu thÓ hiÖn lªn kÕt qu¶ ®o tèc ®é sãng ©m trong lç khoan. a. Pha cøng hay x−¬ng ®¸ Tèc ®é sãng ©m trong c¸c ®¸ phô thuéc vµo thµnh phÇn kho¸ng vËt t¹o ®¸. ¶nh h−ëng cña c¸c kho¸ng vËt ®−îc ®¸nh gi¸ qua mËt ®é vµ c¸c tham sè ®µn håi cña chóng. B¶ng 6.1 lµ c¸c gi¸ trÞ trung b×nh thêi gian lan truyÒn ∆t (µs/ft) vµ tèc ®é sãng däc vp (ft/s.103) cña mét sè kho¸ng vËt vµ ®¸ th−êng gÆp. Tr−êng hîp ®¸ gåm nhiÒu kho¸ng vËt th× c¸c gi¸ trÞ ∆t vµ v phô thuéc vµo tû phÇn thÓ tÝch vµ tèc ®é truyÒn sãng cña mçi kho¸ng vËt thµnh phÇn, ngoµi ra cßn chÞu ¶nh h−ëng cña sù ph©n bè cña kho¸ng vËt trong ®¸. VÝ dô, sÐt cã thÓ cã nhiÒu c¸ch ph©n bè trong ®¸ c¸t sÐt, mçi kiÓu ph©n bè cã kiÓu ¶nh h−ëng riªng lªn tèc ®é truyÒn sãng chung cña ®¸. B¶ng 6.1 ∆t Vp Modul khèi Tªn ®¸, kho¸ng vËt, vËt liÖu (µs/ft) (ft/s).103 k (kgm-1s-2) Dolomit 44.0 22.798 85 Canxit 46.5 21.505 67 Nh«m 48.7 20.539 - Anhydrit 50.0 20.00 54 Granit 50.8 19.685 - ThÐp 50.5 19.686 - §¸ v«i ®Æc xÝt 47.7-53.0 18.750-21.00 - Th¹ch cao 53.0 19.047 40 Th¹ch anh 55.1 18.149 38 C¸t kÕt 57.0 17.544 - èng chèng (thÐp) 57.1 17.50 - SÐt 60.0-170.0 5.882-16.667 - Halit 66.7 15.00 23 Than bitum 120.0 8.333 - N−íc 200000ppm NaCl, 15 psi 180.5 5.540 - N−íc 100000ppm NaCl, 15psi, 250C 192.3 5.200 2.752 N−íc nguyªn chÊt (250C) 207.0 4.830 2.239 DÇu 238.0 4.200 - Methan, 15psi 626.0 1.600 - Kh«ng khÝ, 15psi 910.0 1.100 - 184
- b. §é lç rçng vµ chÊt l−u Tèc ®é sãng ©m trong ®¸ còng phô thuéc vµo ®é lç rçng vµ chÊt l−u b∙o hoµ: Trong mäi tr−êng hîp ®¸ b∙o hoµ chÊt l−u bÊt kú, khi ®é lç rçng cña ®¸ cao th× tèc ®é lan truyÒn sãng ©m thÊp vµ ng−îc l¹i. Nãi chung ë cïng chiÒu s©u ®¸ cã cïng thµnh phÇn kho¸ng vËt vµ ®é rçng khi thay n−íc b»ng dÇu hay dÇu b»ng khÝ b∙o hoµ th× tèc ®é ©m sÏ gi¶m. Tèc ®é ©m trong n−íc phô thuéc vµo ®é mÆn. ®é mÆn cµng cao th× tèc ®é truyÒn sãng ®µn håi cµng cao. H×nh 6.18. B¶n chuÈn x¸c ®Þnh tèc ®é ©m trong n−íc theo ®é muèi, nhiÖt ®é vµ ¸p suÊt vØa kh¸c nhau. ¸p suÊt vØa NhiÖt ®é Tèc ®é sãng ©m trong n−íc §é muèi Tèc ®é sãng ©m trong n−íc ¸p suÊt vØa NhiÖt ®é H×nh 6.18. Tèc ®é sãng ©m trong n−íc lµ tham sè cña ®é muèi, nhiÖt ®é vµ ¸p suÊt c. NhiÖu ®é vµ ¸p suÊt Ta ®∙ thÊy nhiÖt ®é vµ ¸p suÊt ¶nh h−ëng ®Õn tèc ®é truyÒn sãng ©m trong n−íc. Trong dÇu, khÝ vµ c¶ trong khung ®¸, c¸c tham sè m«i tr−êng nµy (nhiÖt ®é vµ ¸p suÊt) còng g©y ¶nh h−ëng lªn tèc ®é truyÒn sãng ©m. 185
- C¸c kÕt qu¶ thùc nghiÖm cña ViÖn dÇu khÝ Ph¸p (IFP) ®∙ cho thÊy r»ng tèc ®é truyÒn sãng ©m trong ®¸ v«i vµ c¸t kÕt gi¶m dÇn khi nhiÖt ®é t¨ng (H×nh 6.19), trong khi C¸t kÕt ®ã tèc ®é sãng ©m còng trong c¸t kÕt th× l¹i t¨ng theo ¸p suÊt (H×nh 6.20). V«i C¸t kÕt ¸p suÊt C¸t kÕt H×nh 6.20. Tèc ®é truyÒn ©m phô thuéc vµo ¸p suÊt m«i tr−êng (theo IFP) NhiÖt ®é d. KiÕn tróc H×nh 6.19. Tèc ®é sãng ©m phô thuéc nhiÖt ®é bªn ngoµi (theo IFP) Sù s¾p xÕp cña c¸c h¹t r¾n vµ lç rçng cña ®¸ ¶nh h−ëng rÊt lín ®Õn tèc ®é sãng ©m trong ®¸. Cã nh÷ng c«ng tr×nh nghiªn cøu ®∙ chØ ra h×nh d¸ng, kÝch th−íc vµ ph©n bè s¾p xÕp cña lç rçng (gi÷a h¹t, hang hèc, nøt nÎ) ®Òu cã thÓ hiÖn lªn tèc ®é sãng ©m. Víi mét cì kÝch th−íc nµo ®ã, lç rçng co thÓ tÝnh ®Õn trong ®Æc ®iÓm ®µn håi cña ®¸, nh−ng ®èi víi c¸c lç rçng cã kÝch th−íc lín hay hang hèc th× cã thÓ sãng ©m ®i theo phÇn ng¾n nhÊt trong matrix nghÜa lµ ®i vßng quanh lç rçng nhiÒu h¬n lµ ®i xuyªn qua nã. KÝch th−íc tíi h¹n cña lç rçng cã quan hÖ trùc tiÕp víi chiÒu dµi b−íc sãng. KÝch th−íc nhá h¬n th× sãng ©m cã thÓ xuyªn th¼ng, ng−îc l¹i kÝch th−íc lín h¬n th× sãng ©m vßng theo matrix. Chóng ta tõng thÊy r»ng ®èi víi mét lo¹i lç rçng th× tèc ®é phô thuéc vµo kiÓu tiÕp xóc cña c¸c h¹t víi nhau. Sù tiÕp xóc cã thÓ lµ tõng ®iÓm (c¸c h¹t h×nh cÇu víi nhau), tõng ®−êng kÐo dµi (tr−êng hîp h¹t h×nh Elipsoid pháng cÇu) hay theo mÆt h¹t (h¹t ®a diÖn h×nh lËp ph−¬ng hay d¹ng v¶y). Nh÷ng kiÓu ®é h¹t nh− vËy, phÇn lín lµ kh«ng ®¼ng th−íc dÉn ®Õn m«i tr−êng c¸c ®¸ lµ m«i tr−êng bÊt ®¼ng h−íng. Khi xÐt vÒ tèc ®é sãng ©m, suy réng ra ta còng cã thÓ thÊy r»ng gãc c¾m cña vØa còng ¶nh h−ëng ®Õn kÕt qu¶ ®o tèc ®é sãng ©m, cÇn ph¶i tÝnh ®Õn trong ®o vÏ thùc tÕ. Trong ®¸ cã ®é rçng thÊp, lç rçng Ýt nhiÒu bÞ t¸ch biÖt vµ ph©n bè lén xén, Matrix cã cÊu tróc nh− mét pha liªn tôc vµ do ®ã sãng ®Çu ®i nhanh theo Matrix mµ bá qua lç rçng. Th«ng th−êng, khi ®é rçng ®Õn kho¶ng tõ 5 - 10% th× thêi gian lan truyÒn thùc sù kh«ng cã thay ®æi lín tõ ∆tma. V× vËy, ph−¬ng ph¸p ©m trong giÕng khoan ®−îc xem lµ kh«ng thÓ hiÖn ®é rçng thø sinh trong kiÓu hang hèc. 186
- Ng−îc l¹i nÕu c¸c h¹t th¶ trong chÊt l−u nh− kiÓu ®¸ sÐt g¾n kÕt yÕu vµ ®¸ c¸t ë gÇn trªn mÆt ®Êt cã ®é rçng cao h¬n 48-50%. Pha liªn tôc l¹i lµ chÊt l−u ,thµnh thö sè ®o thêi gian lan truyÒn chñ yÕu lµ thêi gian sãng ©m ®i trongchÊt l−u .§iÒu nµy gÆp trong tr−êng hîp ®o siªu ©m ë c¸c vïng b¨ng gi¸ quanh n¨m. Khi ®o ta ®−îc thêi gian lan truyÒn lµ cña sãng ©m trong b¨ng. Nh− vËy nghÜa lµ thêi gian lan truyÒn trong chÊt l−u sÏ ®o ®−îc khi ®é rçng cao h¬n 50%. Th−êng th× ë c¸c tr−êng hîp nh− vËy kh«ng thÓ ®o ®−îc thêi gian lan truyÒn trong ®¸,®ît sãng ®Õn ®Çu tiªn theo Raymer vµ nxb (1980) lµ sãng ®i trong dung dÞch. GÆp khi trong ®¸ cã vi nøt nÎ tù nhiªn hay do qu¸ tr×nh khoan g©y ra th× còng lµm gi¶m tèc ®é sãng ©m bëi sù h×nh thµnh cña c¸c vi lç rçng cã d¹ng mÆt (plane) cã thÓ ®∙ s¾p xÕp theo ph−¬ng vu«ng gãc víi ph−¬ng truyÒn sãng. §iÒu ®ã gi¶i thÝch t¹i sao trong mét sè lo¹i ®¸ (phæ biÕn lµ sÐt vµ ®¸ cacbonat cßn c¸t PhÇn tia khóc x¹ 1 kÕt th× Ýt h¬n) cã sù tr¸i ng−îc gi÷a kÕt qu¶ x¸c ®Þnh tèc ®é líp b»ng ®Þa chÊn vµ ph−¬ng ph¸p PhÇn tia khóc x¹ 2 ©m trong giÕng khoan. Trong tr−êng hîp ®ã, phÐp ®o trong giÕng khoan nªn sö dông Zond dµi ®Ó ®o ®−îc tèc ®é sãng ®i vßng qua ®íi vi Thµnh giÕng nøt nÎ ë s¸t thµnh giÕng (H×nh 6.21). §íi vi nøt nÎ nguyªn khèi Vïng ®¸ 6.5.7. Ph©n tÝch kÕt qu¶ Tõ c¸c yÕu tè ¶nh h−ëng lªn phÐp ®o võa nªu trªn ta thÊy ph−¬ng ph¸p tèc ®é ©m trong giÕng khoan cã thÓ ®−îc sö dông trong nghiªn cøu th¹ch häc vµ ®é lç rçng ë d¹ng gi÷a h¹t hay d¹ng gi÷a c¸c tinh thÓ. GÇn §èi víi mäi lo¹i ®¸ khi Zond ®o cã vïng nghiªn cøu chñ yÕu ë trong ®íi thÊm, tèc ®é sãng ©m (hay thêi gian lan truyÒn ∆t) cã quan Xa hÖ hµm sè víi ®é lç rçng. Dung dÞch §íi biÕn ®æi hay ph¸ huû Trong thùc tÕ ë c¸c ®¸ cã ®é g¾n kÕt tèt, víi mét gÇn ®óng bËc mét chóng ta cã thÓ xem H×nh 6.21. Hai phÇn tia khóc x¹ trong c¸c biÕn thiªn tèc ®é sãng ©m theo chiÒu s©u ®íi vi nøt nÎ vµ vïng ®¸ nguyªn khèi (¸p suÊt víi nhiÖt ®é) cña chÊt l−u vµ matrix lµ kh«ng ®¸ng kÓ, cã thÓ bá qua, vµ tèc ®é cuèi cïng trong ®¸ ®∙ ®−îc h×nh thµnh theo ®é g¾n kÕt vµ ph©n bè lç rçng. Wyllie(1956) ®∙ ®−a ra mét sè ph−¬ng tr×nh thùc nghiÖm trªn c¬ së c¸c sè liÖu®o trong phßng thÝ nghiÖm trªn c¸c mÉu ®¸ s¹ch: ∆t =Φ∆tf + (1-Φ) ∆tma (6.13) Trong ®ã : 187
- ∆t - Thêi gian lan truyÒn sãng ©m trong ®¸, (µs) ∆tf - Thêi gian lan truyÒn sãng ©m trong chÊt l−u (pha láng); (µs) ∆tma - Thêi gian lan ∆tma truyÒn sãng ©m trong matrix (pha cøng); (µs) Φ - §é rçng cña ®¸ (%) , ∆tf ý nghÜa vËt lý cña ph−¬ng tr×nh (6.13) lµ: Thêi gian ®Ó sãng ©m ®i trªn ®o¹n ®−êng L trong ®¸ b»ng tæng thêi gian sãng ®i trong pha láng vµ thêi gian sãng ®i qua pha r¾n (matrix) trªn ®oan H×nh 6.22. S¬ ®å ®−êng truyÒn sãng ©m trong ®¸ c¸t ®−êng ®ã. H×nh 6.22 m« pháng sù xuyªn qua thµnh hÖ c¸t kÕt b∙o hoµ n−íc cña sãng däc. Sãng ®∙ ®i qua kh«ng gian lç rçng Φ b∙o hoµ n−íc vµ ®i qua matrix cã tû phÇn thÓ tÝch (1-Φ) trong ®¸. Tõ (6.13) ta sÏ cã : ∆t − ∆t ma Φs = (6.14) ∆t f − ∆t ma H×nh 6.23 lµ ®å thÞ thÓ hiÖn quan hÖ gi÷a gi¸ trÞ ∆t víi ®é rçng Φ cña ®¸ tÝnh theo ph−¬ng tr×nh Wyllie cho c¸c tr−êng hîp ∆tma kh¸c nhau. Trong c¸c thµnh hÖ g¾n kÕt yÕu ph−¬ng tr×nh (6.14) sÏ tÝnh ®−îc ®é rçng Φ qu¸ lín do ®ã kh«ng nªn sö dông trùc tiÕp mµ cÇn cã hiÖu chØnh. CÇn cã mét l−îng hiÖu chØnh ¶nh h−ëng cña nhiÖt ®é vµ ¸p suÊt, ®Ó cho gi¸ trÞ tÝnh to¸n s¸t víi gi¸ trÞ thùc h¬n. Khi ®ã ph−¬ng tr×nh cuèi cïng ®−îc viÕt: (Φ S )e = ∆t − ∆t ma 100 . (6.15) ∆t f − ∆t ma C .∆t sh Víi C - §é nÐn Ðp cña ®¸ sÐt C¸ch tèt nhÊt ®Ó tÝnh tÝch C.∆tsh lµ so s¸nh c¸c gi¸ trÞ tÝnh Φs víi gi¸ ®é rçng thùc ®−îc x¸c ®Þnh tõ nh÷ng nguån kh¸c nhau: ΦD , ΦN,ΦR (tÝnh tõ ph−¬ng ph¸p Rv ®¸ b∙o hoµ n−íc 100%). Cã mét vµi t¸c gi¶ ®−a ra c«ng th−c tÝnh C. ∆ tsh nh− sau: 188
- Φ Vf = 5300 H×nh 6.23. Quan hÖ gi÷a ®é rçng Φ vµ thêi gian truyÒn ∆t C. ∆ tsh = 100 Φs/ΦN C.∆ tsh = 100Φs/ΦR hoÆc (6.16) Trong ®ã : ∆sh - Tèc ®é sãng trong líp sÐt kÒ bªn Φs - §é rçng tÝnh theo (6.14) Tõ nh÷ng nghiªn cøu cña c¸c t¸c gi¶ kh¸c nhau Geerstoma K (1961) ®∙ ®−a ra mét hÖ thøc biÓu diÔn mçi quan hÖ gi÷a tèc ®é sãng ©m víi c¸c tham sè m«i tr−êng: Modun ®µn håi (M), hÖ sè Poisson (σ), ®é nÐn Ðp cña pha cøng (Cma), pha láng (Cft) mËt ®é khèi (ρb) vµ ®é b∙o hoµ (Sw), cña ®¸ phï hîp víi lý thuyÕt cæ ®iÓn (xem tµi liÖu tham kh¶o). Nh÷ng n¨m gÇn ®©y l¹i ®∙ cã nh÷ng kÕt qu¶ nghiªn cøu míi (Raymer et al 1980) cho thÊy r»ng ph−¬ng tr×nh tèc ®é trung b×nh (6.23) chØ phï hîp trong c¸c tr−êng hîp ®é rçng thÊp (Φ < 25%). ë nh÷ng m«i tr−êng cã ®é rçng lín (Φ > 45%) trong ®¸ c¸t kÕt quan hÖ ∆ t = f(Φ) kh«ng cßn lµ quan hÖ cña hµm tuyÕn tÝnh . 6.5.8. C¸c sai sè cã thÓ gÆp Trong ®o vÏ thêi gian lan truyÒn (∆ t) cã thÓ gÆp c¸c sai sè do ¶nh h−ëng cña m«i tr−êng vµ c¸c yÕu tè kh¸c nhau . 189
- a. Sù kÐo dµi cña thêi gian truyÒn (∆t) do tr−íc khi ®Õn chÊn tö thu thø hai (xa) sãng bÞ suy gi¶m m¹nh, biªn ®é sãng ë ®ã nhá h¬n ng−ìng ph¸t hiÖn cña m¸y (h×nh 6.24). Trong tr−êng hîp ®ã gi¸ trÞ ∆t bÞ kÐo dµi. b. Bá sãt chu kú: Cã mét sè tr−êng GÇn hîp do chän ng−ìng ®o qu¸ thÊp hoÆc Thêi gian n¨ng l−îng (biªn ®é) sãng tíi chÊn tö xa Ng−ìng ph¸t qu¸ yÕu nªn triger ®¸nh dÊu thêi gian chØ hiÖn lµm viÖc víi chu kú thø hai hoÆc thø ba (h×nh 6.25). V× thÕ ∆t kÐo dµi thªm Ýt nhÊt Biªn ®é mét chu kú. HiÖn t−îng sãng bÞ hÊp thô TÝn hiÖu bÞ m¹nh tr−íc khi tíi chÊn tö thu xa cã thÓ suy gi¶m Xa do vØa b∙o hoµ khÝ, cã khi c¶ dÇu Trong ®¸ cacbonat vµ ®¸ mãng. HiÖn t−îng nµy Ng−ìng ph¸t TÝn hiÖu hiÖn b×nh th−êng cßn cã thÓ do gÆp ®íi nøt nÎ m¹nh lµm cho sãng bÞ gi¶m biªn ®é. Thêi gian kÐo dµi c. KÝch th−íc giÕng H×nh 6.24. Sù kÐo dµi thêi gian do sãng ©m bÞ suy gi¶m m¹nh tr−íc khi ®Õn chÊn Khi ®−êng kÝnh giÕng qu¸ lín, th× sãng ®i tõ chÊn tö ph¸t lªn thµnh giÕng vµ tö thu xa tõ thµnh giÕng ®Õn chÊn tö thu th× dµi h¬n ®o¹n ®−êng tõ chÊn tö ph¸t ®Õn chÊn tö thu thø nhÊt. Trong tr−êng hîp ®ã tÝn hiÖu ®Çu tiªn ®Õn chÊn tö thhu gÇn lµ tÝn hiÖu sãng ®i th¼ng qua dung dÞch. Muèn kh¾c phôc hiÖn t−îng nµy ph¶i bè trÝ Zond ®o ®Þnh t©m trong giÕng khoan. Trong giÕng khoan nÕu chøa dung dÞch cã hoµ tan kh«ng khÝ hoÆc gas th× sãng dÔ bÞ hÊp thô, suy gi¶m n¨ng l−îng ®Æc biÖt lµ tÝn hiÖu GÇn Thêi ë chÊn tö thu thø nhÊt. Ng−ìng ph¸t hiÖn HiÖn t−îng hoµ tan khÝ trong dung dÞch khoan th−êng gÆp ë ngay Biªn ®é c¸c vØa chøa khÝ. TÝn hiÖu th−êng TÝn hiÖu bÞ suy gi¶m d. Vïng ngÊm dung dÞch Xa Ng−ìng Dung dÞch trong vïng ngÊm ph¸t hiÖn cã thÓ kh«ng ¶nh h−ëng ®Õn sè ®o ë vØa n−íc. Trong c¸c vØa chøa dÇu Chu kú bÞ hoÆc khÝ b∙o hoµ n−íc cao th× tèc bá sãt ®é truyÒn sãng ©m trong c¸c ®íi H×nh 6.25. Sù bá sãt chu kú röa vµ ®íi nguyªn lµ hoµn toµn kh¸c nhau. Trong tr−êng hîp ®íi ngÇm s©u, sè ®o siªu ©m th−êng chØ ph¶n ¸nh ®íi röa vµ gÇn nh− kh«ng thÓ hiÖn sù cã mÆt cña dÇu khÝ trong ®¸ chøa. 190
CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD
-
Giáo trình ĐỊA VẬT LÝ GIẾNG KHOAN - Chương 1
25 p | 508 | 133
-
Giáo trình địa vật lí giếng khoan
255 p | 311 | 129
-
Giáo trình ĐỊA VẬT LÝ GIẾNG KHOAN - Chương 2
13 p | 269 | 90
-
Giáo trình ĐỊA VẬT LÝ GIẾNG KHOAN - Chương 3
30 p | 276 | 80
-
Giáo trình ĐỊA VẬT LÝ GIẾNG KHOAN - Chương 7
27 p | 224 | 70
-
Giáo trình ĐỊA VẬT LÝ GIẾNG KHOAN - Chương 9
10 p | 192 | 67
-
Giáo trình ĐỊA VẬT LÝ GIẾNG KHOAN - Chương 5
18 p | 196 | 66
-
Giáo trình địa vật lý khoan giếng
269 p | 176 | 53
-
Giáo trình địa vật lý giếng khoan part 1
27 p | 170 | 47
-
Giáo trình Địa vật lý giếng khoan
269 p | 215 | 45
-
Giáo trình ĐỊA VẬT LÝ GIẾNG KHOAN - Chương3
21 p | 128 | 34
-
Giáo trình địa vật lý giếng khoan part 2
27 p | 131 | 28
-
Giáo trình địa vật lý giếng khoan part 4
27 p | 127 | 27
-
Giáo trình địa vật lý giếng khoan part 9
27 p | 115 | 19
-
Giáo trình địa vật lý giếng khoan part 7
27 p | 95 | 18
-
Giáo trình địa vật lý giếng khoan part 10
26 p | 80 | 16
-
Giáo trình địa vật lý giếng khoan part 8
27 p | 93 | 12
Chịu trách nhiệm nội dung:
Nguyễn Công Hà - Giám đốc Công ty TNHH TÀI LIỆU TRỰC TUYẾN VI NA
LIÊN HỆ
Địa chỉ: P402, 54A Nơ Trang Long, Phường 14, Q.Bình Thạnh, TP.HCM
Hotline: 093 303 0098
Email: support@tailieu.vn