Quan hệ thấm – chứa trong trầm tích vụn và khả năng áp dụng khi nghiên cứu một số vỉa chứa ở việt nam

TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT KHOA DẦU KHÍ  BÁO CÁO KẾT QUẢ CÔNG TRÌNH  NGHIÊN CỨU KHOA HỌC SINH VIÊN  QUAN HỆ THẤM - CHỨA TRONG TRẦM TÍCH VỤN VÀ KHẢ NĂNG ÁP DỤNG KHI NGHIÊN CỨU MỘT SỐ VỈA CHỨA Ở VIỆT NAM Cán hướng dẫn Sinh viên thực Nguyễn Văn Biên Trần Quang Đạt TS Phạm Văn Tuấn Bộ môn: Địa Chất Dầu Khí Lớp: Địa Chất Dầu Khí K50 Hà Nội 05/2009 Quan hệ thấm – chứa trầm tích vụn khả áp dụng nghiên cứu số vỉa chứa Việt Nam - - Nguyễn Văn Biên Trần Quang Đạt Lớp Địa Chất Dầu Khí K50 TÓM TẮT Độ rỗng, độ thấm, độ bão hòa độ sét… tham số vật lý quan trọng nghiên cứu vỉa chứa dầu hay chứa khí Trong đó, độ rỗng độ thấm có mối quan hệ định tùy thuộc vào điều kiện cụ thể Có nhiều yếu tố chi phối đến mối quan hệ này, kể nguyên nhân bên thành phần, kích thước, hình dạng… hạt vụn trầm tích nguyên nhân bên hoạt động địa chất diễn sau hạt trầm tích lắng đọng Tất nguyên nhân có ảnh hưởng định đến giá trị độ rỗng – độ thấm để nghiên cứu khả chứa vỉa sản phẩm cần nghiên cứu nguyên nhân chi phối đến mối quan hệ Mối quan hệ độ rỗng – độ thấm (φ – K) có biến đổi phức tạp theo nhiều xu hướng khác tùy thuộc vào điều kiện lắng đọng trầm tích ban đầu biến đổi thứ sinh sau trình thành đá Để nghiên cứu mối quan hệ này, nhóm nghiên cứu sử dụng số liệu thực nghiệm từ vỉa chứa dầu khí điển hình Thế giới Sau đó, xây dựng nên mối quan hệ φ – K theo tiêu chí định Từ quan hệ φ – K vừa xây dựng được, nhóm nghiên cứu đưa vài kiến nghị để áp dụng quan hệ nghiên cứu vỉa chứa vụn Miocene Oligocene điều kiện Việt Nam GIỚI THIỆU CHUNG Quan hệ độ rỗng – độ thấm (φ – K) PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU CÁC KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU - - Xây dựng mối quan hệ thấm – chứa từ số liệu thực nghiệm vỉa chứa dầu khí điển hình Thế giới 3.1 Vỉa chứa Oligocene-Miocene mỏ khí Yacheng Trung Quốc 3.1.1 Đặc điểm môi trường thành tạo trình biến đổi thứ sinh Môi trường cổ thay đổi từ lớp đất đá phủ bở rời nằm đá gốc bên cạnh lớp trầm tích quạt delta thành tạo môi trường đầm hồ tiếp đến thành tạo thuộc biển: thủy triều ảnh hưởng đến trình lắng đọng quạt delta cửa sông, cuối thành tạo ven biển khơi Thành phần thạch học từ cát kết arkoses đến feldspathic, có độ hạt từ mịn đến trung bình thô Quá trình biến đổi thứ sinh chủ yếu hòa tan, rửa lũa khoáng vật feldspar kali 3.1.2 Xây dựng quan hệ thấm – chứa theo thành phần độ hạt điều kiện môi trường thành tạo Mối quan hệ độ rỗng – độ thấm theo thành phần độ hạt vỉa chứa Oligocene-Miocene, mỏ khí Yacheng xây dựng sau (Hình 01): Theo đồ thị ta thấy mẫu nghiên cứu vỉa chứa có độ hạt phổ biến từ 0.7–1.0mm mẫu khác (có độ hạt nhỏ lớn hơn) phân bố chúng hơn, đặc biệt mẫu có độ hạt mịn (0.5mm) có giá trị độ thấm độ rỗng tương đối cao: φ = 10 ÷ 20% K=20÷1000mD Còn mẫu có kích thước độ hạt nhỏ 0.5mm có độ tập trung chúng thấp có giá trị độ rỗng thấm không cao Như vậy, quan hệ rỗng – thấm theo thành phần độ hạt mẫu nghiên cứu vỉa chứa nhìn chung tốt, độ rỗng cao độ thấm cao - - Cũng vỉa chứa khí trên, ta xây dựng mối quan hệ độ rỗng – độ thấm theo điều kiện môi trường lắng đọng kích thước độ hạt (Hình 02) Trên đồ thị thể mối quan hệ ta thấy mẫu có độ hạt từ trung bình đến thô, lắng đọng điều kiện gần đường bờ biển thể mối quan hệ thấm – chứa tốt (giá trị Φ K cao) mối quan hệ thể đường xu số 01 (Line 01) Còn mẫu lắng đọng điều kiện môi trường khác, mối quan hệ lại (giá trị Φ cao K lại thấp) - Hình 01: Mối quan hệ độ rỗng – độ thấm theo thành phần độ hạt Như vậy, ta nhận xét quan hệ thấm – chứa vỉa chứa Oligocene-Miocene, mỏ khí Yacheng chủ yếu phụ thuộc vào thành phần độ hạt điều kiện môi trường thành tạo Quan hệ thấm – chứa có tốt hay không thể nào? Chất lượng thấm – chứa cát kết xác định phương pháp Pittman (1992) thể tỷ số K/Φ Chất lượng thấm chứa tỷ lệ thuận với độ lớn tỷ số Khi mà giá trị tỷ số cao, điều chứng tỏ chất lượng thấm – chứa tốt Áp dụng vào trường hợp vỉa chứa ta thấy mối quan hệ với chất lượng thấm – chứa thể đồ thị sau: - - 3.2 Vỉa chứa tuổi Oligocene Miocene sớm thuộc bể Nam Côn Sơn phía Nam biển Trung Quốc 3.2.1 Đặc điểm thạch học, môi trường trình biến đổi thứ sinh Đặc điểm thạch học: Thành phần thạch anh hạt vụn chiếm ưu so với loại khoáng vật khác Hàm lượng felspar không đáng kể (nhỏ 5%) Chiếm ưu thạch anh đơn tinh thể, có số lượng đáng kể hạt thạch anh đa tinh thể tạo trình biến chất Trong thành phần hạt vụn giàu khoáng vật sét - - Các hạt có tính dẻo chiếm khoảng đến 50% tổng số hạt ban đầu Thường kích thước hạt lớn hàm lượng hạt có tính dẻo giảm Kích thước hạt độ chọn lọc: Thành phần cát kết có độ hạt từ mịn đến trung bình, kích thước hạt cát từ 0.1 đến 0.5mm trung bình 0.25mm Cát kết có độ chọn lọc khác từ tốt đến kém, độ chọn lọc liên quan với thành phần cát ban đầu Đối với mẫu cát kết có độ hạt thô hàm lượng thành phần có tính dẻo thấp, mẫu có độ hạt mịn hàm lượng thành phần có tính dẻo thấp cao Biến đối thứ sinh: Các hạt đá bị biến dạng bị kẹp hạt thạch anh có độ cứng cao Do trình nén ép bên lỗ hổng mà số trường hợp, chúng tạo thành “đốm bẩn” bám bề mặt hạt có độ cứng cao Mặt khác, hạt đá trải qua nhiều lần tái kết tinh, vài trường hợp dẫn đến tái phân bố hạt tạo nên độ rỗng thứ sinh Ngoài ra, ximăng thạch anh lấp đầy khe hổng hạt Độ rỗng phụ thuộc theo chiều sâu: Qua kết nghiên cứu ta thấy giá trị độ rỗng giảm theo chiều sâu chôn vùi Tại độ sâu nhỏ 3000m có trình nén ép hạt, nơi mà độ rỗng giảm theo chiều sâu tăng theo hàm lượng hạt có tính dẻo cao Tại độ sâu lớn 3000m giảm độ rỗng trình nén ép hạt có tính dẻo hàm lượng ximăng thạch anh Hàm lượng ximăng thạch anh tăng theo chiều sâu chôn vùi, nhiên cát kết lại có khuynh hướng hàm lượng ximăng thạch anh tăng cao độ sâu nhỏ 3000m Điều làm tăng giá trị độ rỗng vỉa cát giàu thành phần hạt có tính dẻo bên độ sâu 3000m Tại giá trị độ thấm giảm nhanh độ rỗng giảm trình nén ép hạt có tính dẻo nằm hạt thạch anh có độ cứng cao dẫn tới việc làm cho khe hổng không khả liên thông với Kết trình làm cho độ thấm cát kết giảm đến mức thấp cát kết chứa hàm lượng hạt có tính dẻo lớn Ximăng thạch anh ảnh hưởng nhiều độ thấm 3.2.2 Xây dựng quan hệ thấm – chứa theo thành phần độ hạt điều kiện môi trường thành tạo Mối quan hệ chất lượng thấm – chứa vỉa chứa xây dựng sở loại độ rỗng xác định phương pháp khác nhau: giá - - trị độ rỗng xác định phương pháp “đếm điểm” (Line 01) hai độ rỗng xác định phương pháp phân tích mẫu (Line02) Trên đồ thị ta thấy kết xác định độ rỗng phương pháp có chênh lệch nhau, giá trị độ thấm chúng xấp xỉ Ngoài ra, dựa đường cong thể chất lượng thấm – chứa (tỷ số K/Φ) ta thấy mẫu đưa vào nghiên cứu có giá trị độ thấm giá trị độ rỗng khác thì: mẫu có giá độ rỗng cao có chất lượng thấm chứa (vì độ rỗng xác định phương pháp phân tích mẫu cho kết Φ lớn so với phương pháp đếm điểm Phương pháp phân tích mẫu cho kết độ rỗng cao phương pháp xác định gần tất không gian rỗng tồn đá, kể lỗ hổng có kích thước nhỏ, ý nghĩa cho thấm – chứa) Chất lượng thấm – chứa xác định tỷ số K/Φ? Như vậy, tỷ số có ý nghĩa nghiên cứu chất lượng đá chứa dầu khí? Như mục 3.1.2 nêu, tỷ số Pittman đưa nghiên cứu loạt quan hệ thực nghiệm Theo Pittman, nghiên cứu chất lượng đá chứa đánh giá tham số độ rỗng độ thấm cách độc lập không phản ánh chất lượng đá chứa Bởi vì, nhiều mẫu đá cho giá trị độ rỗng cao lại cho giá trị độ thấm nguyên nhân nhiều khe hổng mẫu đá liên thông với Cho nên đá chứa loại có chất lượng không cao Để đánh giá chất lượng thấm – chứa cát kết, nghiên cứu Pittman đưa mối quan hệ tỷ số K/Φ Chất lượng cát kết phụ thuộc vào độ lớn tỷ số này, giá trị tỷ số cao, điều chứng tỏ chất lượng đá chứa cát kết tốt (Hình 04) - - Ngoài ra, chất lượng thấm – chứa xác định phương pháp khác Cơ sở phương pháp dựa vào tương quan tham số độ rỗng độ thấm, tác giả phương pháp Winland (1972,1976) Ông đưa tương hỗ tham số Φ K với đường kính lỗ hổng từ đánh giá chất lượng đá chứa - - - 10 - 3.3 Vỉa chứa tuổi Oligocene thuộc bồn trũng Southern San Joaquin, California 3.3.1 Đặc điểm thạch học, môi trường trình biến đổi thứ sinh Thành phần thạch học: Chủ yếu gồm thạch anh, feldspar kali, feldspar plagioclase nhiều loại mảnh vụn đá khác Có nguồn gốc núi lửa hay trình sau trầm tích Hầu hết mẫu thuộc loại cát kết arkoses lithic arkoses, nhìn chung giàu thành phần feldspar chiếm ưu feldspar kali Sự phân đới kích thước hạt: • Đới thấp: chủ yếu cát kết hạt mịn chứa nhiều hang hốc, đới nơi gần móng thường có vài phiến sét mỏng • Đới giữa: cát kết có độ hạt từ mịn đến trung bình Hầu hết lớp gần với bề mặt móng • Đới trên: cát kết sạch, có độ hạt từ trung bình đên thô Phần bên có thành phần cuội mảnh đá có kích thước lớn Chiều dày đới xấp xỉ khoảng 350ft Các trình biến đổi thứ sinh: Dựa vào cấu trúc cát kết vỉa chứa này, ta thấy vừa có nén ép học nén ép hóa học Các hạt muscovite nằm bên cạnh hạt thạch anh feldspar thường có xu hướng bị nén ép Trong số trường hợp, trình nén ép làm cho hạt glauconite mảnh đá argillaceous bị méo mó Những đường khâu hạt thạch anh dấu hiệu nén ép áp suất Các vết dạn nứt hạt đá dấu hiệu cho nén ép này, đặc biệt mẫu có độ hạt thô 3.3.2 Xây dựng quan hệ thấm – chứa theo phân đới vỉa sản phẩm - 11 - - 12 - THẢO LUẬN - 13 - KẾT LUẬN Qua đề tài nghiên cứu "QUAN HỆ THẤM - CHỨA TRONG TRẦM TÍCH VỤN VÀ KHẢ NĂNG ÁP DỤNG KHI NGHIÊN CỨU MỘT SỐ VỈA CHỨA Ở VIỆT NAM" kết đạt sau: TÀI LIỆU THAM KHẢO LỜI CẢM ƠN ♦ Trong thời gian thực đề tài xin chân thành cảm ơn ban lãnh đạo trường Đại học Mỏ - Địa chất, khoa Dầu khí Bộ môn Địa Chất Dầu khí tạo điều kiện giúp đỡ văn liệu cần thiết phục vụ cho việc hoàn thành đề tài nghiên cứu ♦ Đặc biệt hướng dẫn tận tình T.S Phạm Văn Tuấn trình thực đề tài ♦ Do hạn chế mặt thời gian kiến thức, nên đề tài thiếu sót định Nhóm tác giả mong nhận ý kiến đóng góp quý thầy cô bạn sinh viên để đề tài nghiên cứu hoàn thiện - 14 - [...]... ép này, đặc biệt là các mẫu có độ hạt thô 3.3.2 Xây dựng quan hệ thấm – chứa theo sự phân đới của vỉa sản phẩm - 11 - - 12 - 4 THẢO LUẬN - 13 - 5 KẾT LUẬN Qua đề tài nghiên cứu "QUAN HỆ THẤM - CHỨA TRONG TRẦM TÍCH VỤN VÀ KHẢ NĂNG ÁP DỤNG KHI NGHIÊN CỨU MỘT SỐ VỈA CHỨA Ở VIỆT NAM" kết quả đã đạt được như sau: TÀI LIỆU THAM KHẢO 1 LỜI CẢM ƠN ♦ Trong thời gian thực hiện đề tài chúng tôi xin chân thành... Dựa vào cấu trúc của cát kết tại vỉa chứa này, ta thấy tại đây vừa có sự nén ép cơ học và nén ép hóa học Các hạt muscovite nằm bên cạnh các hạt thạch anh và feldspar thường có xu hướng bị nén ép Trong một số trường hợp, quá trình nén ép làm cho các hạt glauconite và các mảnh đá argillaceous bị méo mó Những đường khâu giữa các hạt thạch anh là dấu hiệu của sự nén ép bởi áp suất Các vết dạn nứt trong. ..3.3 Vỉa chứa tuổi Oligocene thuộc bồn trũng Southern San Joaquin, California 3.3.1 Đặc điểm về thạch học, môi trường và quá trình biến đổi thứ sinh Thành phần thạch học: Chủ yếu gồm thạch anh, feldspar kali, feldspar plagioclase và nhiều loại mảnh vụn đá khác Có nguồn gốc núi lửa hay do quá trình sau trầm tích Hầu hết các mẫu thuộc loại cát kết arkoses hoặc... feldspar và chiếm ưu thế là feldspar kali Sự phân đới và kích thước hạt: • Đới thấp: chủ yếu là cát kết hạt mịn chứa nhiều hang hốc, tại đới này ở những nơi gần móng thường có một vài phiến sét mỏng • Đới giữa: là cát kết sạch có độ hạt từ mịn đến trung bình Hầu hết các lớp này là gần với bề mặt móng • Đới trên: là cát kết sạch, có độ hạt từ trung bình đên thô Phần bên trên có thành phần cuội và các... liệu cần thiết phục vụ cho việc hoàn thành đề tài nghiên cứu của mình ♦ Đặc biệt là sự hướng dẫn tận tình của T.S Phạm Văn Tuấn trong quá trình thực hiện đề tài ♦ Do hạn chế về mặt thời gian cũng như kiến thức, nên đề tài vẫn còn những thiếu sót nhất định Nhóm tác giả rất mong nhận được ý kiến đóng góp của quý thầy cô và các bạn sinh viên để đề tài nghiên cứu của chúng tôi được hoàn thiện hơn - 14 - ... LUẬN Qua đề tài nghiên cứu "QUAN HỆ THẤM - CHỨA TRONG TRẦM TÍCH VỤN VÀ KHẢ NĂNG ÁP DỤNG KHI NGHIÊN CỨU MỘT SỐ VỈA CHỨA Ở VIỆT NAM" kết đạt sau: TÀI LIỆU THAM KHẢO LỜI CẢM ƠN ♦ Trong thời gian... kiến nghị để áp dụng quan hệ nghiên cứu vỉa chứa vụn Miocene Oligocene điều kiện Việt Nam GIỚI THIỆU CHUNG Quan hệ độ rỗng – độ thấm (φ – K) PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU CÁC KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU - - Xây... Khi mà giá trị tỷ số cao, điều chứng tỏ chất lượng thấm – chứa tốt Áp dụng vào trường hợp vỉa chứa ta thấy mối quan hệ với chất lượng thấm – chứa thể đồ thị sau: - - 3.2 Vỉa chứa tuổi Oligocene