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moea_joint_essay 106年 [石油開採] 石油工程、油層工程

第 一 題

📖 題組:
電測作業為利用電纜線連接下井儀至井孔內,並將測得之地層資料傳至地表處理,請回答下列問題:(20 分)
📝 此題為申論題,共 3 小題

小題 (一)

請說明為何在含氣砂岩的密度電測解釋結果偏高,中子電測的解釋結果偏低。(5 分)

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解釋氣體效應(Gas Effect)。氣體密度遠小於液體,使密度測井測得之容積密度偏低,換算的孔隙率偏高;氣體含氫指數(Hydrogen Index)低,使中子測井量測到的含氫量減少,換算的中子孔隙率偏低。

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此現象稱為「氣體效應 (Gas Effect)」。

  1. 密度電測解釋結果偏高:密度測井是藉由量測地層的容積密度來推算孔隙率。由於天然氣的密度遠低於地層水或原油,含氣地層整體的容積密度會明顯下降,套用常規流體密度(如水)進行計算時,會誤以為孔隙空間較大,導致計算出的密度孔隙率偏高。
  2. 中子電測解釋結果偏低:中子測井主要偵測地層中的氫指數 (Hydrogen Index)。天然氣的氫原子密度(氫指數)遠低於水或原油,儀器偵測到的慢中子數變多,解讀為地層含氫量低,進而導致解釋出的中子孔隙率偏低。

小題 (二)

假設地層基岩密度為 2.65 gm/cc,地層容積密度(Bulk Density) 為 2.32 gm/cc。請計算下列情況之孔隙率。
(1)地層水密度為 1.0 gm/cc,含水飽和度為 1。(3 分)
(2)地層水密度為 1.1 gm/cc,含氣飽和度為 0.4,氣體密度為 0.2 gm/cc。(3 分)

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利用容積密度公式 ρb = ϕ·ρf + (1-ϕ)·ρma 計算。 (1) ρf = 1.0,直接代入求解 ϕ。

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依據地層容積密度方程式:ρb = ϕ·ρf + (1 - ϕ)·ρma 已知 ρb = 2.32 gm/cc,ρma = 2.65 gm/cc。 (1) 當地層水密度 ρw = 1.0 gm/cc,含水飽和度 Sw = 1 時:

小題 (三)

請參照【圖 1】所示,分別繪製下列情況之電測作業時遭遇「含油氣」與「無油氣」砂岩層,電阻率從井孔至地層之變化。
(1)鑽井泥漿電阻>地層水電阻。(3 分)
(2)鑽井泥漿電阻=地層水電阻。(3 分)
(3)鑽井泥漿電阻<地層水電阻。(3 分)
題目圖片

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這題要求畫出泥漿侵入帶 (Invaded zone) 到未受侵入帶 (Uninvaded zone) 的電阻率剖面。Rmf 代表泥漿濾液電阻,Rw 代表地層水電阻,Rt 代表含油氣真電阻,R0 代表全含水真電阻。 (1) Rmf > Rw: 含油氣時,近處高,遠處更高或相近(取決於 Sw);無油氣時,近處高,遠處低。

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因純文字無法繪圖,以下說明各情況在圖示上的特徵曲線變化(橫軸為從井孔至地層的距離,縱軸為電阻率大小): 定義 Rxo 為侵入帶電阻率,Rt 為含油氣未受侵入帶真實電阻率,R0 為無油氣(全含水)未受侵入帶電阻率。一般而言 Rt > R0。 (1) 鑽井泥漿電阻 > 地層水電阻 (Rmf > Rw,即淡水泥漿侵入鹽水地層):

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