Đánh giá và lựa chọn phương pháp xây dựng mô hình tướng cho tầng chứa oligocene hạ mỏ x thuộc bồn trũng cửu long

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HCM TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA QUÁCH THU VŨ ĐÁNH GIÁ VÀ LỰA CHỌN PHƯƠNG PHÁP XÂY DỰNG MƠ HÌNH TƯỚNG CHO TẦNG CHỨA OLIGOCENE HẠ MỎ X THUỘC BỒN TRŨNG CỬU LONG Chuyên ngành: Địa chất dầu khí ứng dụng Mã số: 60.53.51 LUẬN VĂN THẠC SĨ TP HỒ CHÍ MINH, tháng 12 năm 2011 CƠNG TRÌNH ĐƯỢC HỒN THÀNH TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA –ĐHQG -HCM Cán hướng dẫn khoa học: TS Mai Cao Lân Cán chấm nhận xét 1: Cán chấm nhận xét 2: Luận văn thạc sĩ bảo vệ Trường Đại học Bách Khoa, ĐHQG Tp HCM ngày tháng năm Thành phần Hội đồng đánh giá luận văn thạc sĩ gồm: Xác nhận Chủ tịch Hội đồng đánh giá LV Trưởng Khoa quản lý chuyên ngành sau luận văn sửa chữa (nếu có) CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG TRƯỞNG KHOA………… ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự - Hạnh phúc NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên học viên: Quách Thu Vũ .MSHV:09360611 Ngày, tháng, năm sinh: 10/04/1984 Nơi sinh: Kiên Giang Chuyên ngành: Địa chất dầu khí ứng dụng Mã số: 60.53.51 I TÊN ĐỀ TÀI: KHẢO SÁT CÁC PHƯƠNG PHÁP XÂY DỰNG MÔ HÌNH TƯỚNG ĐÁ CHO TẦNG CHỨA OLIGOCENCE HẠ MỎ X THUỘC BỒN TRŨNG CỬU LONG II NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG: + Thiết lập quy trình xây dựng mơ hình địa chất + Khảo sát phương pháp xây dựng mô hình tướng + Xây dựng mơ hình tướng cho mỏ X nhiều phương pháp khác nhau, biện luận lựa chọn phương pháp mơ hình tướng hợp lý điều kiện sở liệu mỏ X III NGÀY GIAO NHIỆM VỤ: IV NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: 12/2011 V CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: TS Mai Cao Lân Tp HCM, ngày tháng năm 20 CÁN BỘ HƯỚNG DẪN (Họ tên chữ ký) CHỦ NHIỆM BỘ MÔN ĐÀO TẠO (Họ tên chữ ký) TRƯỞNG KHOA….……… (Họ tên chữ ký) Ghi chú: Học viên phải đóng tờ nhiệm vụ vào trang tập thuyết minh LV Luận văn thạc sĩ LỜI CẢM ƠN Tôi xin chân thành gửi lời cảm ơn sâu sắc đến thầy cô Khoa Kỹ thuật Địa chất Dầu khí, đặc biệt thầy Bộ mơn Địa chất dầu khí Khoan Khai thác tận tình dạy suốt năm học tập khoa Tơi xin cảm ơn phịng dịch vụ cơng ty Roxar tạo điều kiện cho sử dụng phần mềm Irap RMS để thực đề tài luận văn Đặc biệt, xin chân thành cảm ơn TS Mai Cao Lân tận tình hướng dẫn đóng góp ý kiến vơ q báu để giúp tơi hồn thành luận văn tốt nghiệp Tp Hồ Chí Minh, tháng 12 năm 2011 Quách Thu Vũ -i- Luận văn thạc sĩ MỤC LỤC Trang LỜI CẢM ƠN i  MỤC LỤC ii  MỞ ĐẦU 1  U i) Tính cấp thiết đề tài 1  ii) Mục tiêu đề tài 1  iii) Các cơng trình nghiên cứu có liên quan đến đề tài 1  iv) Phương pháp nghiên cứu nội dung nghiên cứu 5  v) Ý nghĩa khoa học thực tiễn luận văn 6  vi) Tóm tắt luận văn thạc sĩ 7  vii) Những điểm luận văn 8  Danh sách hình vẽ luận văn 9  Danh sách bảng biểu luận văn 11  Những ký hiệu, từ viết tắt thuật ngữ sử dụng luận văn 11  CHƯƠNG 1: CÁC PHƯƠNG PHÁP XÂY DỰNG MƠ HÌNH ĐỊA CHẤT 12  1.1 CÁC KHÁI NIỆM CHUNG VỀ MÔ HÌNH ĐỊA CHẤT 12  1.2 CÁC BƯỚC XÂY DỰNG MỘT MƠ HÌNH ĐỊA CHẤT 15  1.2.1 Thu thập phân tích liệu 17  1.2.2 Xây dựng mô hình cấu trúc 24  1.2.3 Xây dựng mơ hình thông số đặc trưng vỉa 29  1.2.4 Tính tốn trữ lượng 36  1.2.5 Thơ hóa mơ hình địa chất 39  1.2.6 Đánh giá bất định 39  - ii - Luận văn thạc sĩ CHƯƠNG 2: CÁC PHƯƠNG PHÁP XÂY DỰNG MƠ HÌNH TƯỚNG 42  2.1 TỔNG QUAN PHƯƠNG PHÁP XÂY DỰNG MƠ HÌNH TƯỚNG 42  2.2 CÁC PHƯƠNG PHÁP XÂY DỰNG MƠ HÌNH TƯỚNG ĐÁ 44  2.2.1 Phương pháp xác định 44  2.2.2 Phương pháp địa thống kê ngẫu nhiên 44  2.2.2.1 Phương pháp Pixel-Based 55  2.2.2.2 Phương pháp mơ hình dựa hình học tướng 64  CHƯƠNG 3: XÂY DỰNG MƠ HÌNH TƯỚNG CHO MỎ X 70  3.1 ĐẶC ĐIỂM ĐỊA CHẤT BỒN TRŨNG CỬU LONG 70  3.1.1 Vị trí địa lý 70  3.1.2 Các thành tạo địa chất cấu tạo nên bồn trũng Cửu Long 72  3.1.3 Các đơn vị cấu trúc bồn trũng Cửu Long 76  3.1.4 Các hệ thống đứt gãy 77  3.2 ĐẶC ĐIỂM ĐỊA CHẤT CỦA MỎ X 77  3.2.1 Tổng quan mỏ X 77  3.3 ĐẶC ĐIỂM CẤU TRÚC – KIẾN TẠO CỦA MỎ X 84  3.3.1 Đặc điểm cấu trúc mỏ X 84  3.3.2 Hệ thống đứt gãy mỏ X 85  3.4 XÂY DỰNG MƠ HÌNH TƯỚNG BA CHIỀU CHO MỎ X 87  3.4.1 Dữ liệu sẵn có mỏ X 87  3.4.2 Phân tích liệu 88  3.4.3 Mơ hình cấu trúc 92  3.4.3 Mơ hình tướng 97  Kết luận kiến nghị 109  TÀI LIỆU THAM KHẢO 110  - iii - Luận văn thạc sĩ MỞ ĐẦU i) Tính cấp thiết đề tài Tầng chứa cát kết Oligocence hạ ba đối tượng khai thác mỏ X, thuộc bồn trũng Cửu Long Cho đến nay, tầng chứa Oligocence hạ chưa quan tâm đối tượng đá móng nứt nẻ tầng chứa cát kết Miocence Tầng chứa cát kết Oligocence hạ chưa có mơ hình địa chất hồn chỉnh để thể đặc trưng địa chất vỉa chứa dầu khí Chính vậy, việc xây dựng mơ hình địa chất cho đối tượng dựa sở liệu có nhằm phục vụ cho cơng tác mơ mỏ thực chiến lượt phát triển mỏ tương lai cần thiết Hiện có nhiều phương pháp xây dựng mơ hình địa chất công ty ứng dụng Để đánh giá khả ứng dụng phương pháp xây dựng mô hình địa chất với điều kiện mỏ X việc nghiên cứu đề tài “ĐÁNH GIÁ VÀ LỰA CHỌN PHƯƠNG PHÁP XÂY DỰNG MƠ HÌNH TƯỚNG ĐÁ CHO TẦNG CHỨA OLIGOCENCE HẠ MỎ X THUỘC BỒN TRŨNG CỬU LONG” làm sáng tỏ đặc trưng địa chất quy luật phân bố tướng tầng cát kết Oligocence hạ mỏ X, làm sở để lựa chọn phương pháp xây dựng mơ hình tướng phù hợp với liệu điều kiện mỏ X, đồng thời phục vụ cho việc xây dựng mơ hình thơng số vỉa, tính trữ lượng chỗ, xây dựng mơ hình khai thác kế hoạch phát triển mỏ tối ưu ii) Mục tiêu đề tài Thiết lập quy trình xây dựng mơ hình địa chất khảo sát phương pháp xây dựng mơ hình tướng sở liệu điều kiện địa chất mỏ X, tập trung vào việc phân tích khả ứng dụng phương pháp xây dựng mơ hình tướng kiến nghị phương pháp phù hợp iii) Các cơng trình nghiên cứu có liên quan đến đề tài Cho đến có nhiều nghiên cứu phương pháp mơ hình tướng mà đặc biệt phương pháp xây dựng mơ hình địa chất dùng thuật toán địa thống kê ngẫu nhiên (stochastic modeling), vài nghiên cứu có liên quan như: Trong nước: Học Viên: Quách Thu Vũ -1- Luận văn thạc sĩ Một số luận văn đại học thạc sĩ khoa kỹ thuật địa chất dầu khí đề cập đến xây dựng mơ hình địa chất ứng dụng phương pháp SIS, SGS, MPS mơ hình địa chất mỏ cho đối tượng trầm tích vụn đá móng nứt nẻ chứa dầu Một số đề tài thực sau: Nguyễn Trí Minh Châu 9: “Xây dựng mơ hình tướng cho tầng móng nứt nẻ mỏ X bồn trũng Cửu Long”, LV ThS, 2010 Nội dung viết thiên ứng dụng phương pháp mạng neutron nhân tạo việc mơ hình đặc trưng nứt nẻ mà cụ thể mơ hình phân bố độ rỗng đá móng nứt nẻ chứa dầu mỏ X thuộc bồn trũng Cửu Long Phương pháp xây dựng nguyên lý tổ chức liên kết phần tử tập hợp hoạt động song song theo hàm số tuyến tính mà khơng cần lựa chọn mơ hình tốn học trước Nó bao gồm hai trình trình học tập (training) trình thực thi (process/execution) Tác giả tích hợp liệu đầu vào bao gồm tài liệu giếng khoan thuộc tính địa chấn để xây dựng mơ hình độ rỗng Các tài liệu giếng khoan cung cấp vị trí đới nứt nẻ, mật độ, độ mở nứt nẻ độ rỗng nứt nẻ Sử dụng phương pháp mạng neutron nhân tạo (ANN) để tìm mối tương quan tài liệu giếng khoan (mật độ khe nứt dọc giếng khoan) thuộc tính địa chấn Ant-tracking, flatness để phân bố mật độ nứt nẻ từ giếng khoan tồn vỉa Kết mơ hình mật độ khối ba chiều dùng để tính mơ hình độ rỗng phép mô với co-kriging (sequential simulation based with co-krigigng) Kết mơ hình độ rỗng mỏ X thấy độ rỗng giảm dần theo độ sâu tính từ móng với ba đới rõ rệt Đới thứ có độ rỗng tốt trung bình từ 3-9%, đới thứ hai có độ rỗng trung bình từ 2-4% đới thứ ba có độ rỗng từ 0-1% Dựa kết viết thấy phương pháp mơ hình hố độ rỗng đá móng áp dụng có hiệu sở phân tích kết hợp yếu tố kiến tạo, vật lý – thạch học, phân tích FMI, địa chấn phương pháp Neuron network Nguyễn Xuân Thọ 10 : “Ứng dụng phương pháp thống kê đa điểm cho mơ hình tướng đá tầng chứa Oligocene, mỏ Sói Trắng, lơ 16-1, bồn trũng Cửu Long” LV ThS, 2011 Học Viên: Quách Thu Vũ -2- Luận văn thạc sĩ Nội dung viết đề cập đến phương pháp xây dựng mơ hình tướng phương pháp thống kê đa điểm (MSP) Trước vào phần đề tài tác giả trình bày khái niệm mơ hình hóa tướng đá đề cập đến phương pháp minh giải tướng đá phương pháp địa chất-địa vật lý, địa chấn, mô tả mẫu lõi, ảnh giếng khoan, cổ sinh trầm tích đại lý thuyết mơ hình tướng phương pháp địa thống kê stochastic deterministic Khu vực khảo sát tầng cát kết Oligocene mỏ Sói Trắng bồn trũng Cửu Long, có mơi trường trầm tích châu thổ sơng với thành phần tướng lạch sông, đê bờ, bãi cát vỡ đê, bùn nhập lụt cồn cát sông Cũng giống phương pháp khác, MPS yêu cầu thu thập, phân tích xây dựng mơ hình cấu trúc trước mơ hình tướng Tác giả trình bày quy trình xử lý số liệu chạy mơ hình thơng qua liệu giếng khoan, training image, liệu xu hướng theo khu vực, góc quay tỷ lệ quy đổi từ training image sang mơ hình thực tế cho nhiều trường hợp khác mà giả thuyết xảy Kết mơ hình cho thấy việc sử dụng phương pháp thống kê đa điểm thể tranh địa chất rõ nét, cho phép khống chế kết mơ hình tốt so với phương pháp truyền thống Ngồi nước: Có nhiều viết mơ hình địa chất xuất nhiều tạp chí AAPG, SPE… sau số viết điển hình: O.Falivene, L Cabrera 6: “Statistical grid-based facies reconstruction and modelling for sedimentary bodies, Alluvial-palustrine and turbitutic examples”, Geologica Acta, Vol.5, N0 3, 2007, 199-230 Trong viết O.Falivene L Cabrera phân loại, khái quát minh họa phương pháp khơi phục phân bố tướng (FRM-Facies Reconstruction Method) hay cịn gọi phương pháp mơ hình tướng (Facies modeling) Các phương pháp xây dựng mơ hình giới thiệu bao gồm phương pháp xác định (deterministics) phương pháp địa thống kê ngẫu nhiên (stochastics) Tác giả ứng dụng phương pháp khôi phục phân bố tướng để mô hình đối tượng trầm tích sơng trầm tích khối trượt trọng lực cho mục đích nghiên cứu viết Học Viên: Quách Thu Vũ -3- Luận văn thạc sĩ Từ kết đạt tác giả nhấn mạnh khả ứng dụng phương pháp ứng với điều kiện mục đích việc xây dựng mơ hình Đối với phương pháp deterministic, phù hợp giai đoạn thăm dò mà chưa có nhiều liệu, kết deterministic khơng tốn nhiều thời gian, cho nhìn sơ mỏ Phương pháp deterministic phù hợp trường hợp mỏ có đầy đủ liệu chắn Đối với phương pháp địa thống kê ngẫu nhiên (stochastic) phù hợp giai đoạn phát triển mỏ mà có q nhiều liệu khơng chắn cần nhiều kịch (scenarios) để dự đoán khả mà phân bố tướng xảy Claudio N Larriestra and Hugo Gomez 7: “Multiple-Point Simulation Applied to Uncertainty Analysis of Reservoirs Related to High Sinuosity Fluvial Systems: Mina El Carmen Formation, San Jorge Gulf Basin, Argentina”, Presentation at AAPG International Conference and Exhibition, Rio de Janeiro, Brazil, November 15-18, 2009 Bài viết ứng dụng vài phương pháp địa thống kê ngẫu nhiên (stochastic) khác để so sánh kết cho trầm tích có tuổi Cretaceous muộn, hệ tầng Mina El Carmen, mỏ Diadema, bồn trũng San Jorge, Argentina Mỏ Diadema có mơi trường lắng động trầm tích hệ sơng uốn khúc biến đổi bề dày lẫn bề rộng mức độ uốn khúc sông tương đối cao Tác giả so sánh 30 kết (realizations) sử dụng thuật toán Sequential Gaussian Simulation, Sequential Indicator Simulation, Object-Based Multiple-point Sequential simulations (MPS) tập liệu đầu vào Phương pháp MPS yêu cầu xây dựng tập ảnh (training image) để tái phân bố tướng không gian ba chiều Tập ảnh xây dựng từ ảnh vệ tinh chuyển đổi sang dự liệu số văn tự (ASCII) để nhập vào phần mềm Sgems Mơ hình xây dựng phương pháp MPS cho kết thể hệ sơng có độ uốn khúc lớn, bề rộng thay đổi, hướng thay đổi Trong hình dạng hệ sông uốn khúc thực thuật toán Sequential Gaussian Simulation, Sequential Indicator Simulation, Object-Based Kết từ giếng khoan thẩm định cho thấy dự đoán từ phương pháp MPS tốt Tác giả kết luận phương pháp MPS phương pháp phù hợp để dự đoán Học Viên: Quách Thu Vũ -4- ... mơ hình tướng cho mỏ X Khảo sát phương pháp x? ?y dựng mơ hình tướng cho tầng chứa Oligocene hạ mỏ X thuộc bồn trũng Cửu Long đưa đề nghị phương pháp mơ hình tướng hợp lý cho mỏ X vii) Những điểm... hình địa chất với điều kiện mỏ X việc nghiên cứu đề tài “ĐÁNH GIÁ VÀ LỰA CHỌN PHƯƠNG PHÁP X? ?Y DỰNG MƠ HÌNH TƯỚNG ĐÁ CHO TẦNG CHỨA OLIGOCENCE HẠ MỎ X THUỘC BỒN TRŨNG CỬU LONG? ?? làm sáng tỏ đặc trưng... dựng mơ hình địa chất + Khảo sát phương pháp x? ?y dựng mơ hình tướng + X? ?y dựng mơ hình tướng cho mỏ X nhiều phương pháp khác nhau, biện luận lựa chọn phương pháp mô hình tướng hợp