Báo cáo cơ sở lý thuyết phương pháp minh giải địa chấn 3d bằng phần mềm petrel

Thăm dò dầu khí là giai đoạn đầu tiên có vai trò rất quan trọng và cũng mang nhiều rủi ro với chi phí lớn, đòi hỏi phải sử dụng tổng hợp nhiều phương pháp địa chất và địa vật lý khác nhau. Minh giải địa chấn là phương pháp địa vật lý được sử dụng chủ yếu trong giai đoạn thăm dò, cho phép tăng hiệu quả tìm kiếm thăm dò dầu khí, nhất là những vùng có điều kiện địa chất phức tạp. Việc xác định cấu trúc và đặc điểm địa chất từ tài liệu địa chấn có ý nghĩa rất lớn, giúp tìm ra được các cấu tạo triển vọng dầu khí, nâng cao hiệu quả tìm kiếm, giảm thiểu được rủi ro và chi phí kinh tế trong giai đoạn tìm kiếm. Ngày nay đã có nhiều phương pháp được áp dụng để tiến hành minh giải tài liệu địa chấn, không chỉ xác định được cấu trúc địa chất mà còn xác định các đặc điểm địa chất liên quan, đặc biệt là phương pháp địa chấn 3D đã góp phần cho phép minh giải tài liệu địa chấn được tỉ mỉ và chính xác gần với cấu trúc địa chất thực tế. Đặc biệt, trong minh giải địa chấn, minh giải cấu trúc giúp chúng ta có các nhìn tổng quan về đặc điểm, cấu trúc địa chất, tìm ra các cấu tạo tiềm năng và đánh giá để có thể quyết định thực hiện các bước thăm dò tiếp theo. Xuất phát từ ý tưởng này,nhóm sinh viên đã quyết định chọn đề tài: “Cơ sở lý thuyết phương pháp minh giải địa chấn 3D” để thực hiện đồ án môn học của nhóm mình .Đồ án môn học này gồm ba phần:

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP.HỒ CHÍ MINH

KHOA KĨ THUẬT ĐỊA CHẤT VÀ DẦU KHÍ

Báo Cáo Đồ Án Môn Học:

pháp minh giải địa chấn

3D bằng phần mềm

Petrel

GVHD: NCS Nguyễn Xuân Khá

1 NGUYỄN CÔNG THỨC 31203781

2 PHẠM XUÂN TÙNG 31204413

3 NGUYỄN DUY MINH TÚ 31204363

THÀNH VIÊN NHÓM

GI I THI U V PH ỚI THIỆU VỀ PHƯƠNG PHÁP ĐỊA CHẤN 3D ỆU VỀ PHƯƠNG PHÁP ĐỊA CHẤN 3D Ề PHƯƠNG PHÁP ĐỊA CHẤN 3D ƯƠNG PHÁP ĐỊA CHẤN 3D NG PHÁP Đ A CH N 3D ỊA CHẤN 3D ẤN 3D

C S LÝ THUY T V MINH GI I C U TRÚC VÀ ƠNG PHÁP ĐỊA CHẤN 3D Ở LÝ THUYẾT VỀ MINH GIẢI CẤU TRÚC VÀ ẾT VỀ MINH GIẢI CẤU TRÚC VÀ Ề PHƯƠNG PHÁP ĐỊA CHẤN 3D ẢI CẤU TRÚC VÀ ẤN 3D

S D NG PH N M M PETREL TRONG VI C MINH Ử DỤNG PHẦN MỀM PETREL TRONG VIỆC MINH ỤNG PHẦN MỀM PETREL TRONG VIỆC MINH ẦN MỀM PETREL TRONG VIỆC MINH ỀM PETREL TRONG VIỆC MINH ỆC MINH

GI I Đ A CH N 3DẢI ĐỊA CHẤN 3D ỊA CHẤN 3D ẤN 3D

Tài li u tham kh oệu tham khảo ảo

Gi i thi u v ph ới thiệu về phương ệu về phương ề phương ương ng

pháp đ a ch n 3D ịa chấn 3D ấn 3D

1.

S phát tri n c a đ a ch n 3D ự phát triển của địa chấn 3D ển của địa chấn 3D ủa địa chấn 3D ịa chấn 3D ấn 3D

Cùng với sự phát triển của kỹ thuật ghi số và phương pháp xử

lý số liệu hiện tại ,từ những năm 70 các nhà địa vật lí đã quan tâm đến nghiên cứu địa chấn trong không gian 3 chiều và đến nay phương pháp địa chấn 3D đã có bước phát triển nhanh

chóng

Năm 1970 ,Walton đã nêu quan điểm về địa chấn 3D

Năm 1975, lần đầu tiên tiến hành khảo sát địa chấn 3D

Năm 1976, Bone,Giles và Tegland đã giới thiệu công nghệ

mới về địa chấn 3D ra thế giới

Từ năm 1977,Tegland đã sử dụng địa chấn 3D phục vụ việc phất triển mỏ (Brown,1986,Tegland1977,Walton,1972…)

 Hiện nay hầu như trên 80% chi phí của thăm dò địa chấn trên thế giới được đầu tư cho đia chấn 3D Giá thành địa chấn 3D còn rẻ hơn so với chịu phí tổn cho một giếng

khoan khô Sự khác biệt về giá thành so với địa chấn 2D chắc chắn sẽ giảm xuống khi đồng thời thực hiện các

tuyến thu nổ song song và xử lý các tuyến ngang mà

không cần tuyến nổ

 Ở Việt Nam , các bể trầm tích liên quan đến tiềm năng dầu khí có đặc điểm cấu trúc địa chất phức tạp , phương pháp địa chấn 3D được áp dụng từ những năm đầu 90

nhằm nâng cao hiệu quả thăm dò tỷ mỷ và phục vụ đánh giá trữ lượng dầu khí ở các vùng mỏ thuộc bể Cửu Long, Nam Côn Sơn , Malay-Thổ Chu …

T ng quan v ng d ng ph ổng quan về ứng dụng phương pháp ề phương ứng dụng phương pháp ụng phương pháp ương ng pháp

đ a ch n 3D ịa chấn 3D ấn 3D

 Địa chấn 3D là phương pháp địa chấn phản xạ được tiến hành khi phát và thu sóng đồng thời trên nhiều tuyến ,vì vậy có thể khảo sát nghiên cứu môi trường địa chất trong không gian 3 chiều

 Phương pháp địa chấn 3D có nhiều ưu điểm hơn so với địa chấn 2D, cho phép tăng tỷ số tín hiệu/nhiễu ,tăng độ chính xác và độ tỷ

mỷ trong giải quyết nhiệm vụ địa chất Phương pháp địa chấn 3D cho phép thu được lát cắt thẳng đứng dọc theo các tuyến có các

phương vị khác nhau (tuyến dọc theo tuyến phát sóng ,tuyến ngang thẳng góc với tuyến phát sóng, tuyến dích dắc qua các giếng

khoan…),các bình đồ thời gian nằm ngang ở các chiều sâu khác

nhau ,cho phép tăng hiệu ứng thống kê (do tăng số mạch cộng ), tăng hiệu ứng định hướng (do kéo dài khoảng cách thu phát ),khắc phục ảnh hưởng do cáp thu bị lệch hướng ,tăng độ chính xác hiệu chỉnh dịch chuyển địa chấn…

C s lý thuy t v ơ sở lý thuyết về ở lý thuyết về ết về ề minh gi i c u trúc và ảo ấu trúc và đánh giá c u trúc tri n ấu trúc và ển

v ng ọng 2.

-Việc liên kết tài liệu địa vật lý giếng khoan và tài liệu địa chấn là một bước tiên quyết đầu tiên trước khi thực hiện minh giải địa chấn (cấu trúc

và thuộc tính)

-Mục đích của công tác này như chính tên của

nó, đó là, liên kết các dữ liệu từ giếng khoan và

dữ liệu từ địa chấn Trong minh giải cấu trúc,

công tác này giúp liên kết các well marker từ tài liệu giếng với các mặt ranh giới phản xạ

(horizon) trong mặt cắt địa chấn

2.1 Liên kết tài liệu địa vật lý giếng khoan và tài

liệu địa chấn

Xây dựng mô hình hệ số phản xạ.

Cấu trúc dưới mặt đất được chia thành nhiều lớp (layer) khác nhau, mỗi lớp sẽ có đặc điểm thuộc tính khác nhau (vận tốc truyền sóng âm thanh và mật độ), để thể hiện

sự khác biệt của các lớp, độ kháng âm thể hiện cho sự khác biệt này có giá trị là tích của giá trị mật độ và giá

trị vận tốc truyền sóng (ρv) Tại ranh giới của hai lớp có

bề mặt phản xạ với hệ số phản xạ Ro được thể hiện qua mối liên hệ với độ kháng âm như sau:

(1) Với ρ1v1 và ρ2v2 lần lượt là độ kháng âm của lớp

bên trên và bên dưới của ranh giới phản xạ

2.1.2 Liên kết giếng và địa chấn

Việc liên kết giữa tài liệu giếng và tài liệu

địa chấn là một công việc rất quan trọng

trước khi thực hiện các bước tiếp theo của

minh giải địa chấn Để liên kết, chúng ta sẽ

sử dụng băng địa chấn tổng hợp đã được xây dựng trước đó và dữ liệu địa chấn thực.

Trình tự liên kết giếng được

FW.Schroeder trình bày như sau:

(1) Xác đinh vị trí giếng khoan trong băng địa chấn

(2) Đặt băng địa chấn tổng hợp dọc theo giếng khoan

(3) Đặt đúng độ sâu phần đầu của băng địa chấn tổng hợp với băng địa chấn thực

(4) Hiệu chỉnh băng địa chấn tổng hợp (dãn, co) để đạt được sự trùng khớp nhất về đặc trưng dựa trên biên độ xung sóng

(5) Để đạt được sự chắc chắn hơn, di chuyển băng địa

chấn tổng hợp vài lần qua các line địa chấn thật liền kề

Có thể kiểm tra bằng hệ số tương quan (cross-correlation coefficient) để kiểm tra chất lượng của công tác này.

(6) Áp dụng kết quả với sự trùng khớp đặc trưng nhất và với khoảng độ sâu dịch chuyển là ngắn nhất tại vùng triển vọng (reservoir)

 Sau khi liên kết tài liệu địa vật lý giếng khoan với tài liệu địa chấn

Kết quả hiện tại đã có và cần được sử dụng trong mục này là sự liên kết giữa well marker - hay còn gọi là well top, là các điểm có vị trí tại

bề mặt phản xạ (nóc và đáy) của các tập địa chấn được xác định bằng phân tích well log, mẫu lõi, phân tích hóa thạch và đối chiếu với các khu vực lân cận - và bề mặt phản xạ trên băng địa chấn thực

 Khi đồng thời kết hợp với phương pháp địa chấn địa tầng (địa tầng

phân tập) và tương quan với dữ liệu của các khu vực tương tự, các

tầng địa chấn có thể được xác định

 Để xác định một cách chính xác vị trí mặt phản xạ địa chấn cần minh giải cần phải sử dụng nhiều well marker từ nhiều giếng khác nhau

(trong cùng khu vực khảo sát và khu vực xung quanh đã có kết quả

minh giải), kiểm tra pha của well marker trên băng địa chấn tổng hợp tại các giếng đó và hiệu chỉnh.

2.2.Lựa chọn các tầng địa chấn dựa trên kết quả liên kết

2.3 Nguyên tắc minh giải horizon

2.3.1 Các bước minh giải cấu trúc địa chấn

(1) Xác định mặt phản xạ dựa trên kết quả liên kết

giếng khoan và địa chấn

(2) Minh giải đứt gãy

2.3.2 Nguyên tắc minh giải horizon.

(1) Xác định mặt ranh giới phản xạ (Picking)

(2) Đo thời gian phản xạ từ mặt chuẩn tới mặt ranh giới phản xạ (Timing)

(3) Xây dựng bản đồ từ thời gian phản xạ đo được (Posting)

(4) Thể hiện cấu trúc, địa hình và cấu trúc khép kín trên bản đồ đẳng trị (Contouring)

Mặt phản xạ ở đây được hiểu là các mặt phân cách các tập trầm tích, trên băng địa chấn các mặt này có thể là pha âm hoặc pha dương (như đã nói ở trên, cần đối chứng well marker từ nhiều

giếng để tìm ra pha chính xác) và được xác định bằng cách xác

định các mặt bất chỉnh hợp Các mặt bất chỉnh hợp bao gồm: Bất

chỉnh hợp đáy, bất chỉnh hợp nóc và bất chỉnh hợp ngang.

hiện rõ về phương, hướng cắm và hình dạng trên mặt cắt địa

chấn thằng đứng (đứt gãy có độ dốc tương đối cao) và trên

mặt cắt time-slide (rõ hơn với các đứt gãy trượt bằng)

-Để thực hiện được việc minh giải chi tiết các đứt gãy, việc

quan trọng đầu tiên là chọn phương mặt cắt địa chấn sao cho cắt dọc đứt gãy (vuông góc với phương đứt gãy), tức là cần có kiến thức về địa chất khu vực để chọn đúng hướng minh giải

2.5.Phương pháp vẽ bản đồ (đẳng thời và đẳng sâu)

-Sau khi xác định được vị trí của các tầng địa chấn,

minh giải đứt gãy, công việc tiếp theo là biểu diễn

chúng bằng cách xây dựng bản đồ đẳng trị liên kết các tuyến địa chấn lại nhằm phục vụ cho mục đích xác định cấu trúc triền vọng Ở đây, chúng ta sẽ thực hiện xây

dựng bản đồ đẳng thời và đẳng sâu

-Kết quả bản đồ cuối cùng có thể khác nhau khi minh giải bởi các nhà khoa học khác nhau, điều đó phụ thuộc vào kiến thức nghiên cứu, kinh nghiệm, khả năng minh giải và các nhân tố khác và dĩ nhiên việc xây dựng bản

đồ là không thể thực sự chính xác được

Bản đồ đẳng thời: Là bản đồ biểu diễn mặt ranh giới địa

chấn - bất chỉnh hợp (với đơn vị đo độ sâu là thời gian) -

nhằm xác định hình thái cấu trúc các tầng trong vùng nghiên cứu

Nguyên tắc xây dựng bản đồ đẳng thời:

(1) Đường đẳng trị không được cắt qua chính nó hoặc đường đẳng trị khác

(2) Đường đẳng trị không được trùng với đường có cùng hoặc khác giá trị

(3) Đường đẳng trị phải đi qua điểm nằm giữa các điểm mà có giá trị cao hơn và thấp hơn giá trị của nó

(4) Đường đẳng trị của một điểm cho trước được lặp lại để thể hiện sự đảo ngược của hướng dốc

(5) Đường đẳng trị phải khép kín trong khu vực bản đồ hoặc kết thúc tại cạnh bản đồ

Các bước xây dựng bản đồ đẳng thời (bằng tay):

Các bước cơ bản bao gồm:

(1) Thể hiện các điểm độ sâu lên bản đồ

Bản đồ đẳng sâu: Bản đồ đẳng sâu được chuyển

đổi từ bản đồ đằng thời thông qua mô hình chuyển đổi vân tốc, nhằm thể hiện cấu trúc địa chất một

cách rõ ràng và chính xác về vị trí trong không gian hơn bản đồ đẳng thời Bản đồ đẳng sâu sẽ được sử dụng để thể hiện và xác định cấu trúc triển vọng

S d ng ph n m m Petrel ử dụng phần mềm Petrel ụng phương pháp ần mềm Petrel ề phương trong vi c minh gi i đ a ệu về phương ải địa ịa chấn 3D

ch n 3D ấn 3D

3.

3.1 Giới thiệu về Schlumberger và phần mềm Petrel 3.1.1 Giới thiệu về Schlumberger

Schlumberger Limited (Công ty trách nhiệm hữu

hạn Schlumberger) là công ty lớn nhất thế giới hoạt động

trong lĩnh vực dịch vụ dầu khí.

Schlumberger được thành lập năm 1926

Ngày nay công ty cung cấp cho ngành công nghiệp Dầu khí

những dịch vụ như thăm dò địa chấn, đánh giá thành hệ, thử

giếng, khoan định hướng, trám xi măng, thu hồi tăng cường, khai thác nhân tạo (khai thác phun nhân tạo, bơm cơ học, ), hoàn

thiện giếng, cung cấp các phần mềm và quản lí thông tin, Công

ty cũng tham gia ngành công nghiệp khai thác nước ngầm và

chôn lấp cacbon.

3.1.2 Giới thiệu phần mềm Petrel

Petrel (tên đầy đủ Petrel

E&P Software Platform) là một

bộ phần mềm dùng trong

ngành công nghiệp dầu khí

Các chức năng của Petrel rất đa

dạng, từ lập mô hình địa chất,

minh giải tài liệu địa vật lí, liên

kết giếng khoan, vẽ bản đồ cấu

trúc, thiết kế giếng khoan, đánh

giá rủi ro địa chất cho đến mô

Stratigraphic Modeling

Petrel Workflow Tools

3D Grid Construction Gridding Pillar

Make contacts &

Volume Calculation Plotting

Structural Modeling

0

3.2 Giới thiệu các module của phần mềm Petrel

3.2.1 Attribute Cubes

Khối thuộc tính 3D được chuyển từ khối 3D, hoặc chỉ từ

dữ liệu địa chấn hoặc từ dữ liệu tổng hợp Khối thuộc tính rất có ích trong việc xác định đặc điểm địa chất và địa tầng

và hữu dụng trong khi minh giải địa chấn Nhiều thuộc tính địa chấn có thể được thể hiện và sử dụng cho mục đích minh giải như:

Structural Smoothing Attribute

Chaos Attribute

Ant Tracking Volume

3.2.2 Fault Interpretation

Fault interpretation

module có thể tự động

minh giải đứt gãy hay

minh giải thông thường

bằng tay Qua module

này ta có thể xây dựng

nên bản đồ các đứt gãy

lớn nhỏ và xác định

được các tính chất của

đứt gãy Giúp người

minh giải có cái nhìn

trực quan và dễ dàng

minh giải

3.2.3 Horizon Interpretation

Minh giải lớp như một phần của quá trình minh giải địa chấn 3D Lớp có thể được minh giải trên inline, crossline, random line, composed line, curved vertical intersections, etc và

trong cửa sổ 2D và 3D

3.2.5 Domain Conversion

Ta có hai quá trình chuyển đổi chính trong Petrel:

 Mô hình vận tốc: Xác định vận tốc trong không gian

 Chuyển đổi độ sâu: Sử dụng mô hình vận tốc để dịch chuyển

dữ liệu giữa những miền

Time domain

Depth domain

Velocity model

Time -> depth conversion Depth -> time conversion

Tài li u tham kh o ệu về phương ải địa

1 Mai Thanh Tân, Thăm dò đ a ch nịa chấn ấu trúc và

2 Dr Ali Bakr, Seismic Interpretatioin

3 Schlumberger, Petrel Geophysics Course

4 Alistair R Brown, Interpretation of Three-Dimensional

Seismic Data

5 Dr Bruce S Hart, Principles of 2-D and 3-D Seismic

Interpretation

THANK FOR YOUR ATTENTION