Đồ Án Minh giải tài liệu thử vỉa DST giếng khoan BK-2X-ST, mỏ Y bể trầm tích Cửu Long

i LỜI CẢM ƠN Trước tiên, tôi xin chân thành cảm ơn thầy Phạm Văn Tuấn đã hướng dẫn và chỉ bảo tận tình giúp tôi trong suốt thời gian tôi thực hiện và hoàn thành đề tài: “Minh giải tài liệu thử vỉa DST giếng khoan BK-2X-ST, mỏ Y bể trầm tích Cửu Long”. Do lần đầu nghiên cứu một đề tài khoa học nên khó tránh khỏi thiếu sót, tôi mong nhận được sự đóng góp ý kiến của quý thầy cô và các bạn. Tôi xin gửi lời cảm ơn tới anh Trần Tấn Nghĩa và các anh chị trong chi nhánh Trung tâm Hỗ trợ Kỹ thuật, Tổng công ty Thăm dò Khai thác Dầu khí đã giúp đỡ và tạo điều kiện thuận lợi nhất cho tôi có thể hoàn thành kỳ thực tập của mình. Tôi cũng xin gửi lời cảm ơn tới toàn thể quý thầy cô trong Bộ môn Địa chất Dầu khí, Khoa Dầu khí, Trường Đại học Mỏ - Địa chất đã giúp đỡ tôi trong suốt thời gian tôi học tập tại trường, thực tập sản xuất, thực tập tốt nghiệp và thực hiện đề tài này. Cuối cùng, cho con gửi lời tri ân sâu sắc tới ba mẹ, cảm ơn ba mẹ đã tạo điều kiện thuận lợi cho con thực hiện ước mơ của mình. Kính chúc ba mẹ luôn mạnh khỏe và hạnh phúc. Xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, tháng 06/2014. Nguyễn Văn Thiện ii MỤC LỤC MỞ ĐẦU 1 CHƯƠNG 1: ĐẶC ĐIỂM ĐỊA LÝ - KINH TẾ - NHÂN VĂN KHU VỰC NGHIÊN CỨU 2 1.1 Đặc điểm địa lý 2 1.1.1 Vị trí khu vực nghiên cứu 2 1.1.2 Khí hậu 2 1.2 Đặc điểm kinh tế nhân văn 3 1.2.1 Giao thông 4 1.2.2 Các yếu tố thuận lợi và khó khăn 4 CHƯƠNG 2: ĐẶC ĐIỂM CẤU TRÚC ĐỊA CHẤT MỎ Y 5 2.1 Lịch sử tìm kiếm, thăm dò 5 2.2 Địa tầng 6 2.2.1 Đá móng nứt nẻ trước Kainozoi 6 2.2.2 Các trầm tích Kainozoi 6 2.3 Kiến tạo 13 2.4 Lịch sử phát triển địa chất 16 2.4.1 Thời kỳ trước tạo rift 16 2.4.2 Thời kỳ đồng tạo rift 17 2.4.3 Thời kỳ sau tạo rift 17 2.5 Đặc điểm hệ thống dầu khí 18 2.5.1 Biểu hiện dầu khí 18 2.5.2 Đá sinh 19 2.5.3 Đá chứa 21 2.5.4 Đá chắn 26 2.5.5 Bẫy chứa 27 2.5.6 Thành tạo dầu khí, dịch chuyển và tích tụ 27 iii CHƯƠNG 3: CƠ SỞ LÝ THUYẾT PHÂN TÍCH THỬ VỈA 28 3.1 Giới thiệu chung 28 3.1.1 Phạm vi ứng dụng của công tác thử vỉa 28 3.1.2 Các phương pháp thử vỉa 29 3.1.3 Thử vỉa trong cần khoan ( Drill Stem Test, DST) 31 3.2 Cơ sở lý thuyết trong phân tích thử vỉa 33 3.2.1 Các thông số có thể thu được từ phân tích thử vỉa 33 3.2.2 Nghiên cứu dòng chảy của chất lưu trong đá 33 3.3 Phương pháp minh giải tài liệu thử vỉa DST 42 3.3.1 Phương pháp đồ thị Horner 42 3.3.2 Các phương pháp kết hợp dạng đường cong 47 3.3.3 Phương pháp minh giải tài liệu thử vỉa tiên tiến – minh giải có sự trợ giúp của phần mềm Ecrin 47 CHƯƠNG 4: MINH GIẢI TÀI LIỆU THỬ VỈA DST GIẾNG KHOAN BK-2X-ST53 4.1 Quá trình thử vỉa DST của giếng khoan BK-2X-STmỏ Y 53 4.1.1 Giới thiệu chung 53 4.1.2 Mục đích thử vỉa 53 4.1.3 Tóm tắt quá trình thử vỉa 53 4.1.4 Các số liệu và thông số đầu vào 57 4.2 Minh giải tài liệu thử vỉa DSTcủa giếng khoan BK-2X-ST mỏ Y 59 4.2.1 Phương pháp minh giải truyền thống (Horner) 59 4.2.2 Minh giải bằng phần mềm Ecrin 66 4.2.3 Nhận xét kết quả thử vỉa DST với tài liệu địa chất tầng cát kết Eoxen?,G20 . 69 iv KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 70 TÀI LIỆU THAM KHẢO 71 Phụ lục 1: Thư viện các đường cong cơ bản (Trích dẫn trong cơ sở lý thuyết) 72 Phụ lục 2: 84 Phụ lục 3: 88 v DANH SÁCH CÁC HÌNH VẼ Hình 1.1: Sơ đồ vị trí mỏ Y và các mỏ khác trong khu vực[1]…………………… 2 Hình 2.1: Bản đồ cấu trúc đẳng sâu tầng G10[1]………………………………… 7 Hình 2.2: Hệ thống lỗ rỗng trong mẫu lõi tầng G20[1]…………………………… 8 Hình 2.3: Hệ thống lỗ rỗng trong mẫu lõi tầng G30[1] 9 Hình 2.4: Cột địa tầng tổng hợp của lô 15-01/05[1]……………………………….12 Hình 2.5: Bản đồ cấu trúc mặt móng bể Cửu Long[1]…………………………… 13 Hình 2.6: Bản đồ cấu tạo nóc móng mỏ Y[1]…………………………………… 14 Hình 2.7: Bản đồ cấu tạo nóc tầng G20 mỏ Y[1]………………………………….15 Hình 2.8: Mặt cắt địa chất - địa vật lý qua giếng khoan BK-2X-ST[2]………… 16 Hình 2.9: Mức độ trưởng thành VCHC[5]……………………………………… 20 Hình 2.10: Tần suất phân bố kích thước hạt trung bình của cát kết tầng G20, G30[1]…………………………………………………………………………… 23 Hình 2.11: Tần suất phân bố kích thước hạt lớn nhất của cát kết tầng G20, G30[1]22 Hình 2.12: Tần suất phân bố độ chọn lựa của cát kết tầng G20, G30[1]………… 23 Hình 2.13: Tần suất phân bố độ cầu của cát kết tầng G20, G30[1]……………… 23 Hình 2.14: Phác họa sự thay đổi độ rỗng và thể tích xi măng trong quá trính thành đá[1]……………………………………………………………………………… 24 Hình 2.15: Kết quả phân tích các mẫu trụ tầng G20[1]……………………………25 Hình 2.16: Hệ thống dầu khí lô 15/01-05 [chỉnh sửa theo Lee et al. 200]……… 26 Hình 3.1: Thử vỉa giảm áp 30 Hình 3.2: Thử vỉa hồi áp 30 Hình 3.3: Thử vỉa bơm ép 30 Hình 3.4: Thử vỉa hạ áp trong giếng bơm ép 30 Hình 3.5: Đồ thị thử vỉa DST………………………………………………………32 Hình 3.6: Sơ đồ thí nghiệm của Daxi[6] 34 Hình 3.7: Phép giải lưu lượng tận cùng không đổi[3]…………………………… 37 Hình 3.8: Tiến trình khai thác: biến đổi lưu lượng và áp suất lòng giếng theo thời gian[3] 40 Hình 3.9: Đồ thị Horner với điều kiện biên vô hạ ……………………………… 42 Hình 3.10: Ứng dụng máy tính trong phân tích thử vỉa[6]……………………… 48 Hình 3.11: Đường cong đạo hàm áp suất trên đồ thị Log-Log[7]…………………49 Hình 3.12: Thiết lập các thông số giếng và PVT trên phần mềm………………….51 vi Hình 3.13: Đồ thị lịch sử quá trình thử vỉa……………………………………… 51 Hình 3.14: Các thông số đầu vào và các thông số thu được khi sử dụng phần mềm Ecrin để minh giải thử vỉa[6]………………………………………………………52 Hình 4.1: Thiết đồ thử vỉa DST giếng khoan BK-2X-ST[2]………………………56 Hình 4.2: Lịch sử quá trình thử vỉa[2]…………………………………………… 57 Hình 4.3: Đồ thị hồi áp Horner trước khi xử lý axit……………………………….60 Hình 4.4: Đồ thị hồi áp Horner sau khi xử lý axit…………………………………63 Hình 4.5: Đồ thị đạo hàm của áp suất theo thời gian giai đoạn hồi áp trước khi xử lý axit…………………………………………………………………………………66 Hình 4.6: Đồ thị đạo hàm của áp suất theo thời gian giai đoạn hồi áp chính sau khi xử lý axit………………………………………………………………………… 68 vii DANH SÁCH CÁC BẢNG BIỂU Bảng 2.1: Tóm tắt các biểu hiện dầu khí của giếng khoan BK-2X-ST[2]…… 18-19 Bảng 2.2: Các đặc tính cơ bản tầng đá mẹ trong khu vực nghiên cứu[5]………….20 Bảng 2.3: Các khoáng vật nặng từ tầng G20 qua phân tích thạch học từ mẫu mùn khoan (cutting)[1]………………………………………………………………….21 Bảng 2.4: Các thành phần trong mẫu mùn khoan của G20[1]…………………….22 Bảng 4.1: Tóm tắt kết quả thử vỉa[2]………………………………………………55 Bảng 4.2: Thành phần dầu trong tầng G20 [2] 57-58 Bảng 4.3: Bảng tóm tắt các thuộc tính của chất lưu và vỉa chứa[2]……………….58 Bảng 4.4: Kết quả phân tích thử vỉa giếng khoan BK-2X-ST…………………… 65 Bảng 4.5: Kết quả tính được theo hai phương pháp……………………………….67 Bảng 4.6: Kết quả thu được bằng hai phương pháp……………………………….69 viii DANH MỤC KÝ HIỆU A: Diện tích của miền cung cấp của giếng (ft 2 ). B o : Hệ số thể tích của dầu (rb/stb). B g : Hệ số thể tích của khí (rb/stb). C o : Độ nén của dầu (psi -1 ). C r : Độ nén của đất đá (psi -1 ). C g : Độ nén của khí (psi -1 ). C w : Độ nén của nước (psi -1 ). C t : Độ nén tổng (psi -1 ). Cs: Hệ số tích chứa giếng khoan (bbl/psi). C SD : Hệ số tích chứa giếng khoan không thứ nguyên. h: Chiều dày của vỉa (ft). k: Độ thấm (mD). k o : Độ thấm của dầu (mD). l: Chiều dài (ft). L f : Khoảng cách từ giếng tới đứt gãy(ft). m: Độ dốc của đường hồi áp Horner (psi/vòng log). N p : Lượng dầu khai thác tích lũy (stb). P i : Áp suất vỉa ban đầu (psi). P * : Áp suất ngoại suy (psi). P ws : Áp suất đóng giếng (psi). P ws(∆t=1hr) : Áp suất đóng giếng được 1 giờ (psi). P wf(∆t=0h) : Áp suất lòng giếng có dòng đo được sau khi bắt đầu đóng giếng (psi). ∆P s: Tổn hao áp suất do skin (psi). P D : Áp suất không thứ nguyên.   : Áp suất trung bình của miền cung cấp (psi). P c : Áp suất tháo khô (psi). q o : Lưu lượng khai thác (stb/d). q a: Lưu lượng giếng thực tế (stb/d) r w : Bán kính giếng (ft). r e : Bán kính ảnh hưởng (ft). r c : Bán kính tháo khô (ft). ix S: Hệ số skin (không thứ nguyên). Dr: Tỷ hư hại. PI: Chỉ số khai thác (stb/d/psi). S o : Hệ số bão hòa dầu (%). S w : Hệ số bão hòa nước (%). S g : Hệ số bão hòa khí (%). t p : Thời gian chảy hiệu dụng (hrs). ∆t: Thời gian đóng giếng (hrs). t D ,t DA : Thời gian không thứ nguyên. T : Nhiệt độ vỉa ( 0 F). µ: Độ nhớt (cP). Φ: Độ rỗng của đất đá (%). p :Mật độ đất đá (lb/ft 3 ). 1 MỞ ĐẦU Hằng năm, ngành công nghiệp dầu khí mang về một nguồn ngoại tệ lớn góp phần không nhỏ trong công cuộc xây dựng và phát triển kinh tế đất nước. Đây là ngành đem lại lợi nhuận cao nhưng cũng lại chứa đầy rủi ro. Ở các Công ty Dầu khí, dù ở Việt Nam hay nước ngoài, bất cứ một vỉa hay mỏ dầu khí nào. Trước khi đưa vào khai thác thì công tác thử vỉa luôn được tiến hành để xác định đặc tính của vỉa chứa và giúp hạn chế phần nào rủi ro trong các công tác liên quan đến thẩm lượng và phát triển mỏ. Phân tích các kết quả thử vỉa để đánh giá các thông số của giếng khoan và thông số vỉa chứa. Ngoài ra còn giúp xác định khả năng cho dòng thương mại của vỉa chứa. Từ đó, các kỹ sư địa chất dầu khí, kỹ sư khai thác đưa ra quyết định có nên phát triển khai thác hay không. Phân tích thử vỉa sẽ trả lời câu hỏi trên. Vì những lý do đó nên tôi chọn đề tài cho đồ án tốt nghiệp là “Minh giải tài liệu thử vỉa DST giếng khoan BK-2X-ST, mỏ Y bể trầm tích Cửu Long .” Dựa trên các thông số như: Hệ số thể tích; Độ nhớt; Độ rỗng;… tài liệu phân tích PVT và mẫu lõi và số liệu trong quá trình thử vỉa, các kết quả minh giải DST thu được là: Độ dẫn thủy; Độ thấm; Hệ số Skin; Chỉ số sản phẩm; Bán kính ảnh hưởng; Các kết quả trên sẽ là những thông tin hữu ích phục vụ cho công tác nghiên cứu, đánh giá tầng chứa. Đề tài nghiên cứu thử vỉa tầng cát kết Eoxen (?, G20), giếng khoan BK-2X-ST mỏ Y. Đồ án gồm phần Mở đầu, Kết luận - kiến nghị và có nội dung chính gồm 4 chương sau đây: Chương 1: Đặc điểm địa lý tự nhiên - kinh tế - nhân văn khu vực nghiên cứu Chương 2: Đặc điểm cấu trúc địa chất mỏ Y Chương 3: Cơ sở lý thuyết phân tích thử vỉa Chương 4: Minh giải tài liệu thử vỉa DST giếng khoan BK-2X-ST [...]... Kết quả thử vỉa trong tầng tầng G không tốt (lưu lượng dầu trung bình là 252 thùng/ng y đêm) Được sự đồng ý của nhà thầu và PVN quyết định khoan giếng khoan xiên ( BK-1XST) Giếng khoan xiên được khoan trong tầng G nơi mà th y có nứt nẻ và cho các kết quả thử vỉa tốt Lưu lượng dầu trung bình từ tầng n y trong giếng khoan xiên là 3153 thùng/ng y đêm trong giai đoạn ch y lớn nhất Kết quả minh giải địa... vực nghiên cứu Mỏ Y thuộc lô 15-01/05, là một phần T y Bắc của bể trầm tích Cửu Long Điểm cực T y của lô cách thành phố Vũng Tàu khoảng 20km Khu vực mỏ Y có độ sâu nước từ 20 ÷ 50m Khu vực nghiên cứu có diện tích 3827km2 Bể Cửu Long nằm ở phía Đông Bắc thềm lục địa phía Nam Việt Nam kéo dài khoảng 400km theo hướng Đông Bắc - T y Nam và rộng 100km theo hướng T y Bắc - Đông Nam Bể có diện tích khoảng 40000... sông Cửu Long, sông Đồng Nai trở thành nguồn cung cấp trầm tích cho bể Các trầm tích hạt thô được tích tụ trong môi trường ven bờ ở phần Nam bể và trong môi trường biển nông trong ở phần Đông Bắc bể Plioxen là thời gian biển tiến rộng lớn và có lẽ đ y là lần đầu tiên toàn bộ vùng Biển Đông hiện tại nằm dưới mực nước biển Các trầm tích hạt mịn hơn được vận chuyển vào vùng bể Cửu Long và xa hơn tích. .. hầu hết các trầm tích không bị ảnh hưởng bởi hoạt động của đứt g y (Hình 2.8) Hình 2.6 Bản đồ cấu tạo nóc móng mỏ Y[ 1] 15 Hình 2.7 Bản đồ cấu tạo nóc tầng G20 mỏ Y[ 1] 16 Hình 2.8 Mặt cắt địa chất - địa vật lý qua giếng khoan BK-2X-ST[2] 2.4 Lịch sử phát triển địa chất Lịch sử phát triển địa chất của khu vực nghiên cứu gắn liền với lịch sử tiến hoá của bể Cửu Long Qua phân tích các tài liệu địa chất... vào tháng 4 và tháng 5 (từ 1,4 ÷ 1,6 m/s) Ở đ y các cơn bão thường x y ra từ tháng 7 ÷ tháng 10, hướng di chuyển chính của các cơn bão là T y và T y Bắc Tốc độ di chuyển trung bình 28km/h, cao nhất từ 40 - 50km/h Tháng có nhiều bão nhất là tháng 11 - Sóng: Chế độ sóng chia làm hai mùa: Mùa đông từ tháng 11 đến cuối tháng 3, hướng sóng chủ y u là Đông và Đông Bắc; mùa hè kéo dài từ tháng 5 đến tháng 10,... biệt, b y chứa kiểu địa tầng hay phi cấu tạo, bị chắn thạch học và kiến tạo 2.5.6 Thành tạo dầu khí, dịch chuyển và tích tụ Khả năng sinh dầu khí của các tầng đá mẹ cho th y, dầu khí trong bể Cửu Long cũng như trong mỏ Y được sinh ra chủ y u từ 2 tầng đá mẹ chính: Oligoxen trên và Oligoxen dưới + Eoxen? Đ y là các tập đá trầm tích nằm ở phần dưới của lát cắt trầm tích, nên chúng chịu sự tác động của y u... nhất Kết quả minh giải địa chấn cho th y khả năng sự mở rộng tầng G trong mỏ Y Tháng 7 và tháng 9 năm 2010, tất cả các bên đồng ý tiếp tục khoan giếng khoan thăm dò BK-2X để thăm dò tiềm năng dầu khí cho cấu tạo triển vọng ở phần phía Bắc mỏ Y, nó được như là một khối đứt g y được tách ra từ phần trung tâm mỏ Y bởi hệ thống đứt g y Mục tiêu chính là thăm dò đánh giá các tầng cát kết nằm trên móng và... 32tr.năm Quá trình n y làm tăng các hoạt động tách giãn và đứt g y ở bể Cửu Long trong Oligoxen và nén ép vào cuối Oligoxen, nhiều bán địa hào, địa hào cùng hướng phát triển theo các đứt g y được hình thành Các bán địa hào, địa hào n y được lấp đ y nhanh bằng các trầm tích vụn thô, phun trào chủ y u thành phần bazơ - trung tính Đặc điểm phát triển các bề mặt bất chỉnh hợp ở thời kì n y mang tính địa phương... Sơ đồ vị trí mỏ Y và các mỏ khác trong khu vực[1] 1.1.2 Khí hậu Khu vực nghiên cứu nằm trong đới khí hậu xích đạo, nên một năm có hai mùa tương đối rõ rệt: Mùa mưa kéo dài từ tháng 4 đến tháng 10; mùa khô kéo dài từ tháng 11 đến tháng 3 năm sau 3 - Nhiệt độ: Nhiệt độ trung bình năm thay đổi từ 26,7⁰C ÷ 27,8⁰C cao nhất vào tháng 4 và tháng 5 (28,2 ÷ 28,3⁰C); thấp nhất vào tháng 1, tháng 2 và tháng... 84%, tháng có độ ẩm thấp nhất là tháng 1 trung bình 84%; tháng có độ ẩm cao nhất là tháng 3 trung bình 98,1% - Lượng mưa: Số ng y có lượng mưa chủ y u tập trung từ tháng 5 ÷ tháng 10 Lượng mưa thấp nhất vào tháng 2 (0,6 ÷ 6,1mm); cao nhất vào tháng 10 (338mm) - Gió: Trong một năm có hai mùa gió chính: Từ tháng 1 đến tháng 4 hướng gió chủ đạo là Nam và Đông nam Tốc độ gió lớn nhất vào tháng 1 và tháng . trình thử vỉa 53 4.1.4 Các số liệu và thông số đầu vào 57 4.2 Minh giải tài liệu thử vỉa DSTcủa giếng khoan BK-2X-ST mỏ Y 59 4.2.1 Phương pháp minh giải truyền thống (Horner) 59 4.2.2 Minh giải. Ecrin 47 CHƯƠNG 4: MINH GIẢI TÀI LIỆU THỬ VỈA DST GIẾNG KHOAN BK-2X-ST53 4.1 Quá trình thử vỉa DST của giếng khoan BK-2X-STmỏ Y 53 4.1.1 Giới thiệu chung 53 4.1.2 Mục đích thử vỉa 53 4.1.3 Tóm. th y Phạm Văn Tuấn đã hướng dẫn và chỉ bảo tận tình giúp tôi trong suốt thời gian tôi thực hiện và hoàn thành đề tài: Minh giải tài liệu thử vỉa DST giếng khoan BK-2X-ST, mỏ Y bể trầm tích Cửu