Bài viết đưa ra kết quả thu được từ 4 phương pháp xác định độ thấm đã được áp dụng cho 4 giếng tại vỉa turbidite (Sand30) của mỏ Hải Thạch, bể Nam Côn Sơn, trong đó có 3 giếng khai thác (HT-C, HT-H và HT-I) và 1 giếng thăm dò (HT-X).
PETROVIETNAM TẠP CHÍ DẦU KHÍ Số - 2019, trang 35 - 44 ISSN-0866-854X KẾT QUẢ ĐO ĐỘ THẤM BẰNG NHIỀU PHƯƠNG PHÁP KHÁC NHAU CHO VỈA TURBIDITE MỎ HẢI THẠCH, BỂ NAM CƠN SƠN Phạm Hồng Duy, Hồng Kỳ Sơn, Trần Ngọc Thế Hùng, Trần Vũ Tùng Công ty Điều hành Dầu khí Biển Đơng Email: duyph@biendongpoc.vn Tóm tắt Giá trị độ thấm vỉa quy luật phân bố độ thấm thông số quan trọng công tác phát triển quản lý mỏ Độ thấm xác định nhiều phương pháp nhiên kết thu có độ chênh lệch cao, giếng có sản lượng thấp Bài báo đưa kết thu từ phương pháp xác định độ thấm áp dụng cho giếng vỉa turbidite (Sand30) mỏ Hải Thạch, bể Nam Cơn Sơn, có giếng khai thác (HT-C, HT-H HT-I) giếng thăm dò (HT-X) Do khả cho dòng giếng khác nên việc xác định xác giá trị độ thấm vỉa quy luật phân bố độ thấm cho Sand30 sở quan trọng để khai thác hiệu vỉa turbidite Đồng thời, yếu tố dẫn tới chêch lệch giá trị độ thấm phương pháp nhóm tác giả phân tích chi tiết Từ khóa: Độ lưu động, độ rỗng, độ thấm, mẫu lõi, PTA, mỏ Hải Thạch Giới thiệu Sand30 vỉa lớn mỏ Hải Thạch với trữ lượng chỗ ước tính 210 tỷ ft3 khí tiêu chuẩn 26 triệu thùng condensate Vỉa turbidite phát giếng thăm dò HT-X khai thác giếng khai thác HT-C, HT-H HT-I Tài liệu thu từ giếng khoan cho thấy, vỉa Sand30 tập cát kết tương đồng, hạt mịn đến mịn, độ sâu khoảng 3.500m, tuổi Miocene giữa, có độ dày từ 25 - 50m giếng, độ rỗng trung bình 14 - 17% Hàm lượng sét cát kết quan sát giếng tương đối thấp, thấp 20%, với thành phần chủ yếu sét chlorite sét illite từ tài liệu phân tích mẫu lõi Trong giếng khai thác, giếng HT-H có khả cho dịng tốt, lên tới 15 triệu ft3 khí tiêu chuẩn/ngày Trong đó, giếng HT-C HT-I khả cho dịng thấp nhiều, với lưu lượng ổn định - triệu ft3 khí tiêu chuẩn/ngày Do khả cho dòng giếng khác nên việc xác định xác giá trị độ thấm vỉa quy luật phân bố độ thấm cho Sand30 quan trọng để khai thác hiệu vỉa Độ thấm giếng vỉa Sand30 xác định phương pháp, bao gồm: (i) xác định độ thấm từ mẫu lõi, (ii) xác định độ thấm từ liệu độ rỗng, (iii) xác Ngày nhận bài: 1/11/2018 Ngày phản biện đánh giá sửa chữa: - 6/11/2018 Ngày báo duyệt đăng: 23/1/2019 định độ thấm từ liệu đo áp suất khoan (iv) xác định độ thấm sử dụng phương pháp phân tích PTA Kết cho thấy giá trị độ thấm xác định thơng qua phân tích PTA thấp nhiều so với độ thấm xác định phương pháp lại, tương tự kết số nghiên cứu trước [1] Kết xác định độ thấm từ mẫu lõi 2.1 Độ thấm tuyệt đối Vỉa Sand30 có giếng, có giếng lấy mẫu lõi giếng HT-H (35m) HT-X (34m) Do mẫu lõi thu từ giếng gần toàn vỉa Sand30 nên thơng số phân tích mẫu lõi có tính đại diện cao Hàm phân bố giá trị độ thấm giếng HT-X HT-H thể Hình 1, với giá trị trung bình 9mD 24mD 2.2 Độ thấm hữu dụng Độ thấm hữu dụng đo điều kiện nước dư (Hình 2) Từ Hình thấy độ thấm hữu dụng gần với độ thấm tuyệt đối Do đó, thấy độ thấm khí trung bình vỉa Sand30 vị trí giếng HT-X HT-H xấp xỉ 9mD 24mD Kết xác định độ thấm từ liệu độ rỗng 3.1 Phương pháp tính tốn Từ phân tích địa vật lý giếng khoan, vỉa Sand30 chia làm loại thạch học chính: cát cát sét DẦU KHÍ - SỐ 2/2019 35 Tần số (%) THĂM DÒ - KHAI THÁC DẦU KHÍ HT-X, độ thấm trung bình mD Tần số Tích lũy 50 45 40 35 30 25 20 15 10 0,1 0,3 0,5 Độ thấm (mD) 10 30 Cao 100% 90% 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% Tần số (%) (a) HT-H, độ thấm trung bình 24 mD Tần số Tích lũy 50 45 40 35 30 25 20 15 10 0,1 0,3 0,5 Độ thấm (mD) 10 30 Cao 100% 90% 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% (b) Hình Độ thấm đo từ mẫu lõi giếng HT-X (a); Độ thấm đo từ mẫu lõi giếng HT-H (b) 90 Độ thấm hữu dụng (mD) 70 60 y = 0,9385x R² = 0,9992 50 40 30 20 10 20 40 60 Độ thấm tuyệt đối (mD) 80 100 Hình Đồ thị so sánh độ thấm hữu dụng độ thấm tuyệt đối Cát: log10(K) = 8,40 × log10(PHI) + 7,727 R2 = 0,902 Cát: log10(K) = 11,083 × log10(PHI) + 8,843 R2 = 0,79 Hình Đồ thị biểu diễn độ thấm độ rỗng từ mẫu lõi cho loại thạch học cát cát sét 36 3.2 Kết Kết tính độ thấm từ liệu độ rỗng cho giếng HT-C, HT-H, HT-X HT-I thể đường nét liền màu cam Hình Các điểm đo màu đỏ Hình 4b 4c độ thấm đo từ mẫu lõi Kết cho thấy độ thấm tính từ độ rỗng tương đồng với kết đo trực tiếp từ mẫu lõi Kết xác định độ thấm từ liệu đo áp suất vỉa khoan Một thông số quan trọng thu đo áp suất vỉa khoan độ lưu động Độ lưu động tỷ lệ độ thấm độ nhớt, tỷ lệ thuận với độ thấm độ nhớt khơng thay đổi nhiều (Hình 5) Mối quan hệ sử dụng để xác định độ thấm từ liệu đo áp suất vỉa giếng HT-C, thể điểm đo màu đỏ Hình 4a Các kết tương đồng với độ thấm tính từ quan hệ rỗng - thấm Kết xác định độ thấm phương pháp phân tích PTA 5.1 Phương pháp phân tích PTA 80 với ranh giới phân chia thành phần sét chiếm 20% thể tích Hai loại thạch học tuân theo quy luật rỗng - thấm khác (Hình 3) DẦU KHÍ - SỐ 2/2019 Ngồi giá trị độ thấm trung bình vỉa, phương pháp phân tích PTA cung cấp thêm số thông tin quan trọng như: phân bố độ thấm xung quanh giếng khoan, hệ số nhiễm bẩn thay đổi hệ số theo thời gian, diện tích hình dạng khu vực khai thác tồn đứt gãy khu vực Phương pháp phân tích PTA truyền thống tập trung phân tích giai đoạn đóng giếng tiêu biểu dùng kết thu từ giai đoạn làm thơng số đại diện cho giếng Tuy nhiên vỉa khí ngưng tụ mỏ Hải Thạch phương pháp phân tách độ thấm vỉa ảnh hưởng tượng ngưng tụ condensate vỉa Do đó, nghiên cứu việc phân tích PTA thực toàn lịch sử khai thác với nhiều giai đoạn đóng giếng để xác định độ thấm thực vỉa Ảnh hưởng tượng ngưng tụ condensate vỉa thể thay đổi hệ số nhiễm bẩn Ngoài ra, để tăng độ tin cậy kết phân tích, thông số hệ số nhiễm bẩn độ chứa giếng xác định phân tích độc lập trước sử dụng làm đầu vào cho PTA Các tài liệu phụ PETROVIETNAM (b) (c) Hình Kết độ thấm giếng HT-C (a), giếng HT-H (b), giếng HT-X (c), giếng HT-I (d) (a) đáy giếng, biến thiên hệ số nhiễm bẩn cho biết thời gian hình thành mức độ nghiêm trọng condensate bank 2000 y = 5,595936x 1500 Độ thấm lõi (mD) (d) 1000 500 0 50 100 150 200 250 Độ lưu động (mD/cP) 300 350 400 Hình Đồ thị liên hệ độ lưu động độ thấm trợ đồ địa chấn tài liệu FMI/FMS sử dụng để kiểm chứng hợp lý kết PTA [2] Sơ đồ quy trình cho phân tích PTA tóm tắt Hình Bước quy trình phân tích PTA kiểm tra đồ thị lịch sử khai thác xem áp suất có sụt giảm khơng Nếu áp suất giảm trữ lượng vỉa lớn so với thời gian khai thác Do thử nghiệm mơ hình vỉa đồng khơng có đứt gãy Nếu mơ hình khớp với liệu khai thác thu giá trị độ thấm trung bình vỉa Giá trị độ thấm trung bình vỉa khơng đổi cho tất giai đoạn đóng giếng Do độ biến thiên hệ số nhiễm bẩn xác định thơng qua việc khớp với lịch sử khai thác Nếu có tượng ngưng tụ condensate vùng cận Trong trường hợp mơ hình vỉa đồng khơng có đứt gãy khơng khớp với liệu khai thác, tài liệu phụ trợ đồ địa chấn sử dụng để tìm mơ hình thích hợp Một mơ hình mơ hình vỉa phức hợp đồng tâm (radial composite), khơng có đứt gãy Nếu mơ hình khớp với liệu khai thác giá trị độ thấm trung bình ngồi bán kính vùng quanh giếng xác định Sau giá trị giữ nguyên để xác định biến thiên hệ số nhiễm bẩn Trong trường hợp mơ hình vỉa phức hợp đồng tâm, khơng có đứt gãy khơng thể khớp với liệu khai thác, mơ hình đứt gãy khác thử nghiệm để tìm mơ hình thích hợp Mơ hình kiểm chứng với tài liệu phụ trợ đồ địa chấn tài liệu FMI/FMS Nếu bước kiểm tra đồ thị lịch sử khai thác áp suất giảm dần thời gian khai thác mơ hình vỉa có giới hạn sử dụng Trong trường hợp này, có lựa chọn mơ hình giới hạn mơ hình giới hạn hình trịn mơ hình giới hạn hình chữ nhật Phân tích mơ DẦU KHÍ - SỐ 2/2019 37 THĂM DỊ - KHAI THÁC DẦU KHÍ Kiểm tra áp suất sản lượng (lịch sử khai thác) Áp suất giảm không đáng kể ĐÚNG Áp dụng mơ hình vỉa đồng + Giới hạn hình trịn Áp dụng mơ hình vỉa đồng + khơng có đứt gãy ĐÚNG THÀNH CƠNG THÀNH CÔNG SAI Kiểm tra đồ địa chấn Độ thấm trung bình Sự biến thiên hệ số nhiễm bẩn SAI Áp dụng mơ hình vỉa phức hợp đồng tâm + Khơng có đứt gãy THÀNH CƠNG ĐÚNG Độ thấm trung bình Sự biến thiên hệ số nhiễm bẩn ĐÚNG SAI Áp dụng mơ hình vỉa đồng + Những mơ hình đứt gãy khác Độ thấm trung bình Hình Sơ đồ quy trình phân tích PTA Hình Đồ thị lịch sử khai thác giếng HT-C 38 DẦU KHÍ - SỐ 2/2019 SAI Áp dụng mơ hình vỉa đồng + Giới hạn hình chữ nhật Độ thấm trung bình Sự biến thiên hệ số nhiễm bẩn Hình dạng kích thước vùng khai thác PETROVIETNAM hình giới hạn đơn giản giới hạn hình trịn, khơng thành cơng chuyển sang mơ hình cịn lại Phương pháp phân tích PTA áp dụng cho giếng vỉa Sand30 Tuy giếng có động thái khai thác khác cơng việc phân tích PTA cho giếng tuân theo quy trình đưa 5.2 Kết cho giếng HT-C Hình Kết khớp liệu khai thác giếng HT-C sử dụng mơ hình vỉa đồng khơng có đứt gãy 6,5 6,7 7,1 7,2 Độ thấm trung bình vỉa xác định sau mơ hình khớp với liệu khai thác có giá trị 0,22mD (Hình 8) Giá trị độ thấm trung bình thấp nhiều so với độ thấm tính từ độ rỗng độ lưu động Hình 4a Hệ số nhiễm bẩn 3,75 1,5 1,5 tháng #2 #3 #4 Có thể thấy đồ thị lịch sử khai thác (Hình 7), khoảng thời gian 22 tháng, áp suất suy giảm khơng đáng kể Do thử nghiệm mơ hình vỉa đồng khơng có đứt gãy #5 #6 #7 #8 Giai đoạn đóng giếng Hình Đồ thị biểu diễn tăng dần hệ số nhiễm bẩn giếng HT-C theo thời gian #9 Sự biến thiên hệ số nhiễm bẩn thể Hình Kết cho thấy giếng HT-C bị ảnh hưởng tượng ngưng tụ condensate vỉa tháng thời gian để hình thành condensate bank 5.3 Kết cho giếng HT-I Áp suất giếng HT-I sụt giảm không đáng kể khoảng 15 tháng (Hình 10), tương tự giếng HT-C Tuy nhiên, mơ hình vỉa đồng khơng có đứt gãy khớp với liệu khai thác (Hình 11) Hình 10 Đồ thị lịch sử khai thác giếng HT-I Do mơ hình vỉa đồng khơng có đứt gãy khơng khớp với liệu khai thác, DẦU KHÍ - SỐ 2/2019 39 THĂM DỊ - KHAI THÁC DẦU KHÍ tài liệu phụ trợ đồ địa chấn sử dụng để tìm mơ hình thích hợp Từ đồ địa chấn (Hình 12) thấy diện tích nhỏ xung quanh giếng có dấu hiệu tốt thạch học Vì vậy, mơ hình vỉa phức hợp đồng tâm khơng có đứt gãy thử nghiệm khớp với liệu khai thác tốt (Hình 13) Kết khớp liệu khai thác cho thấy khu vực có thạch học tốt có bán kính khoảng 400ft (122m) độ thấm trung bình 0,53mD, cao độ thấm khu vực lại vỉa 0,3mD Sự biến thiên hệ số nhiễm bẩn thể Hình 14 Kết cho thấy giếng HT-I bị ảnh hưởng tượng ngưng tụ condensate vỉa thời gian để hình thành condensate bank tháng Hình 11 Mơ hình vỉa đồng nhất, khơng có đứt gãy chưa khớp lịch sử khai thác cho giếng HT-I 5.4 Kết cho giếng HT-H Tại giếng HT-H, áp suất đáy giếng giảm đáng kể khoảng 29 tháng (Hình 15) Trong trường hợp này, có lựa chọn mơ hình giới hạn hình trịn hình chữ nhật Mơ hình vỉa đồng với giới hạn hình trịn thử nghiệm trước để xác định giá trị độ thấm Tuy nhiên, mơ hình khơng khớp lịch sử khai thác (Hình 16) Do đó, mơ hình vỉa đồng với giới hạn hình chữ nhật áp dụng cho giếng HTH Giá trị hệ số nhiễm bẩn xác định khoảng 15 - 20 Kết khớp liệu khai thác cho biên hệ số nhiễm bẩn thể Hình 17 18 Kết cho thấy giá trị độ thấm trung bình nằm khoảng - 8,5mD Kích thước vị trí khu vực khai thác tổng hợp Bảng Hình 12 Bản đồ địa chấn vỉa Sand30 5.5 Kết cho giếng HT-X Khác với giếng khai thác (HT-C, HT-I HTH), HT-X giếng thăm dị có khoảng thời gian phân tích ngắn gồm giai đoạn đóng giếng sau thử vỉa Do thời gian thử vỉa ngắn nên khơng cần áp dụng mơ hình có giới hạn cho giếng HT-X Do đường đạo hàm Bourdet có xu hướng tăng dần nên mơ hình vỉa đồng khơng có đứt gãy khơng phù hợp Bước quy trình phân tích PTA thử nghiệm 40 DẦU KHÍ - SỐ 2/2019 Hình 13 Kết khớp liệu khai thác giếng HT-I sử dụng mơ hình vỉa phức hợp đồng tâm khơng có đứt gãy PETROVIETNAM 14 Hệ sốnhiễm bẩn 12 tháng 10 10,6 11,3 11,4 10,4 10,8 #9 #10 4,6 #2 #3 #4 #6 #8 Giai đoạn đóng giếng Hình 14 Đồ thị biểu diễn biến thiên hệ số nhiễm bẩn giếng HT-I Hình 15 Đồ thị lịch sử khai thác giếng HT-H mơ hình vỉa phức hợp đồng tâm khơng có đứt gãy (Hình 19) Kết cho thấy cần có khu vực nhỏ với bán kính 24ft xung quanh giếng với độ thấm cao gấp 5,1 lần độ thấm trung bình vỉa Tuy nhiên, kết không hợp lý mặt địa chất Có thể quan sát mẫu lõi giếng HT-X số đới đứt gãy (Hình 20) Tài liệu FMI/FMS giếng cho thấy có hệ thống đứt gãy vng góc với khu vực giếng HT-X Do đó, mơ hình vỉa đồng kết hợp với mơ hình đứt gãy khác để tìm mơ hình thích hợp cho giếng HT-X Kết khớp liệu thử vỉa (Hình 21) xác minh tồn đứt gãy vng góc với với khoảng cách khoảng 23ft (7m) từ giếng Giá trị độ thấm trung bình từ phân tích PTA 0,49mD, thấp nhiều so với độ thấm đo trực tiếp từ mẫu lõi giếng HT-X 9mD Hình 16 Mơ hình vỉa đồng với giới hạn hình trịn khơng khớp lịch sử khai thác cho giếng HT-H DẦU KHÍ - SỐ 2/2019 41 THĂM DỊ - KHAI THÁC DẦU KHÍ Hình 17 Kết khớp liệu khai thác cho giếng HT-H sử dụng mơ hình vỉa đồng với giới hạn hình chữ nhật hệ số nhiễm bẩn 15 Hình 18 Kết khớp liệu khai thác cho giếng HT-H sử dụng mơ hình vỉa đồng với giới hạn hình chữ nhật hệ số nhiễm bẩn 20 Bảng Kích thước vị trí khu vực khai thác giếng HT-H Vị trí Nam Đơng Bắc Tây 42 DẦU KHÍ - SỐ 2/2019 Khoảng cách (m) 305 335 2.400 365 PETROVIETNAM Hình 19 Kết khớp liệu thử vỉa mô hình vỉa phức hợp đồng tâm khơng có đứt gãy cho giếng HT-X Hình 20 Đới đứt gãy mẫu lõi giếng HT-X Hình 21 Kết khớp liệu thử vỉa mơ hình vỉa đồng với đứt gãy vng góc với cho giếng HT-X Kết luận Cơng ty Điều hành Dầu khí Biển Đông (BIENDONG POC) sử dụng phương pháp để xác định độ thấm cho xác định độ thấm vị trí giếng, kết cho thấy vỉa Sand30 có độ thấm trung bình cao, từ 10mD tới vài chục mD giếng vỉa turbidite (Sand30) mỏ Hải Thạch Phương Độ thấm xác định từ phân tích PTA thấp nhiều so pháp xác định độ thấm từ liệu đo áp suất với phương pháp trên, độ thấm đại diện cho khu khoan từ liệu độ rỗng có sử dụng thông số thu vực khai thác Một nguyên nhân dẫn đến từ mẫu lõi, có giá trị tương đồng với phương bất đồng khác biệt áp suất nhiệt pháp xác định độ thấm từ mẫu lõi Cả phương pháp độ phịng thí nghiệm so với điều kiện vỉa Ngồi DẦU KHÍ - SỐ 2/2019 43 THĂM DÒ - KHAI THÁC DẦU KHÍ có số ngun nhân liên quan đến chất vỉa turbidite Sand30, cụ thể tính bất đồng thành phần thạch học, phân bố độ rỗng, độ thấm độ dày vỉa ảnh hưởng lớn đến độ thấm trung bình Hơn nữa, tồn hệ thống đứt gãy với độ thấm quan sát thấy giếng HT-X có ảnh hưởng khơng nhỏ tới độ thấm hiệu dụng vỉa and formation damage SPE Rocky Mountain Petroleum Technology Conference, Keystone, Colorado 21 - 23 May, 2001 Tài liệu tham khảo Usman Ahmed, S.F.Crary, G.R Coates Permeability estimation: The various sources and their interrelationships Journal of Petroleum Technology 1991; 43(5): p 578 - 587 Dan Potocki Resolving differences between core and welltest permeability in basal Colorado sandstones, Canada: The role of rock heterogeneity, relative permeability I.M.Buhidma, W.C.Chu, P.K.Singh The use of computers in pressure transient analysis SPE Annual Technical Conference and Exhibition, Washington D.C October, 1992 PERMEABILITY ESTIMATES USING DIFFERENT METHODS FOR TURBIDITE RESERVOIR IN HAI THACH FIELD, NAM CON SON BASIN Pham Hoang Duy, Hoang Ky Son, Tran Ngoc The Hung, Tran Vu Tung Bien Dong Petroleum Operating Company (BIENDONG POC) Email: duyph@biendongpoc.vn Summary Reservoir permeability along with its distribution is an extremely important parameter for reservoir management and development Permeability can be determined by several methods but the results obtained could be very different, especially for poor production wells This article presents the results from four permeability estimating methods applied to four wells penetrating a turbidite reservoir (Sand30) of Hai Thach field, Nam Con Son basin, including three producers (HT-C, HT-H and HT-I) and an exploration well (HT-X) Since the wells have different deliverability, the accurate determination of permeability and its distribution for Sand30 is an important requirement for the effective production of this turbidite reservoir In addition, factors that could lead to the disagreement between permeability values derived from these methods are discussed in details by the authors Key words: Mobility, porosity, permeability, core samples, PTA, Hai Thach field 44 DẦU KHÍ - SỐ 2/2019 ... 4b 4c độ thấm đo từ mẫu lõi Kết cho thấy độ thấm tính từ độ rỗng tương đồng với kết đo trực tiếp từ mẫu lõi Kết xác định độ thấm từ liệu đo áp suất vỉa khoan Một thông số quan trọng thu đo áp... áp suất vỉa khoan độ lưu động Độ lưu động tỷ lệ độ thấm độ nhớt, tỷ lệ thuận với độ thấm độ nhớt khơng thay đổi nhiều (Hình 5) Mối quan hệ sử dụng để xác định độ thấm từ liệu đo áp suất vỉa giếng... định độ thấm vị trí giếng, kết cho thấy vỉa Sand30 có độ thấm trung bình cao, từ 10mD tới vài chục mD giếng vỉa turbidite (Sand30) mỏ Hải Thạch Phương Độ thấm xác định từ phân tích PTA thấp nhiều