Áp dụng phương pháp thuộc tính địa chấn dự báo đặc điểm phân bố tầng chứa mỏ x

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ ĐỊA CHẤT NGÔ VĂN THÊM ÁP DỤNG PHƯƠNG PHÁP THUỘC TÍNH ĐỊA CHẤN DỰ BÁO ĐẶC ĐIỂM PHÂN BỐ TẦNG CHỨA MỎ X LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT HÀ NỘI - 2014 i LỜI CAM ĐOAN Tôi cam đoan cơng trình nghiên cứu đúc kết kiến thức thời gian công tác, học tập nghiên cứu khoa học năm 2013 Trường Đại học Mỏ địa chất Hà nội Các số liệu kết nghiên cứu khoa học luận văn chưa cơng bố cơng trình nghiên cứu khoa học khác Người cam đoan NGÔ VĂN THÊM ii MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN i MỤC LỤC ii DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT v DANH MỤC CÁC BẢNG vi DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ vii MỞ ĐẦU LỜI CẢM ƠN CHƢƠNG : KHÁI QUÁT VỊ TRÍ ĐỊA LÝ – LỊCH SƢ̉ TÌM KIẾM THĂM DỊ – ĐẶC ĐIỂM ĐỊA CHẤT - TIỀM NĂNG DẦU KHÍ CỦA LƠ 01 & 02 1.1 Vị trí địa lý 1.2 Lịch sử tìm kiếm – thăm dò phát triển 1.3 Đặc điểm địa chất khu vực bể Cửu Long Lô 01& 02 11 1.3.1 Bể Cửu Long 11 1.3.2 Đặc điểm địa chất khu vực Lô 01&02 12 1.4 Lịch sử phát triển địa chất 14 1.5 Đặc điểm địa tầng trầm tích khu vực đơng bắc Cửu Long Lơ 01& 02.17 1.5.1 Móng trước Đệ tam 18 1.5.2 Trầm tích Kainozoi 18 1.6 Hệ thống dầu khí Lơ 01 & 02 27 1.6.1 Đá sinh 27 1.6.2 Thời gian di cư 31 1.6.3 Đá chứa 32 1.6.4 Đá chắn 40 1.6.5 Các bẫy chứa dầu khí 41 iii CHƢƠNG 2: CƠ SỞ PHƢƠNG PHÁP CÁC THUỘC TÍNH ĐỊA CHẤN ĐỂ DỰ BÁO ĐẶC ĐIỂM PHÂN BỐ TẦNG CHỨA MỎ X 45 2.1 Cơ sở lý thuyết xphương pháp minh giải địa vật lý giếng khoan 46 2.2 Cở sở lý thuyết phương pháp minh giải địa chấn cấu trúc 46 2.2.1 Xây dựng băng địa chấn tổng hợp ( Synthetic seismogram ) 48 2.2.Xác định đứt gãy kiến tạo 51 2.2.3 Cơ sở xây dựng đồ 51 2.3 Cơ sở lý thuyết phương pháp thuộc tính địa chấn 53 2.3.1 Genetic Inversion 55 2.3.2 Instantaneous Frequency 55 2.3.3 Thuộc tính Envelope 56 2.3.4 Thuộc tính biên độ RMS 56 2.3.5 Sweetness 57 2.3.6 Local Flatness: 57 2.3.7 Relative acoustic impedance – RAI (Trở kháng âm học tương đối) 57 2.3.8 Thuộc tính Chaos (Hỗn độn) 57 2.3.9 Coherence 58 2.3.10 Thuộc tính thể tính bất liên tục (Variance) 59 2.3.11 Ant tracking 59 2.4 Chương trình phần mềm áp dụng 60 2.4 Quy trình nghiên cứu (workflow) 63 CHƢƠNG : PHÂN TÍCH THUỘC TÍNH ĐỊA CHẤN DỰ BÁO ĐẶC TÍNH PHÂN BỐ TẦNG CHỨA MỎ X 65 3.1 Cơ sở tài liệu 66 3.1.1 Tài liệu địa chấn 68 3.1.2 Tài liệu địa vật lý giếng khoan 69 3.1.3 Các tài liệu tham khảo khác 74 iv 3.2 Các kết minh giải địa chấn cấu trúc 74 3.3 Phân tích thuộc tính địa chấn 81 3.3.1 Đặc tính vỉa chứa MI-62 81 3.3.2 Đặc tính vỉa chứa MI-9/10 88 3.3.3 Đặc tính vỉa chứa MI-70 92 KẾT LUẬN 99 KIẾN NGHỊ 100 TÀI LIỆU THAM KHẢO 101 v DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT 2D: Hai chiều 3D : Ba chiều PSTM : Xử lý miền thời gian trước cộng KPSDM : Xử lý miền chiều sâu trước cộng CBM: Xử lý địa chấn với phương pháp dịch chuyển phương pháp chùm tia RAI : Thuộc tính trở kháng âm học tương đối RMS : Trung bình bình phương tối thiểu Cube : Khối địa chấn MI : Tầng Miocene TVD : Chiều sâu thẳng đứng MD : Chiều sâu thực TWT : Thời gian truyền sóng xuống mặt ranh giới quay trở lại máy thu XL : Tuyến ngang IL : Tuyến dọc Ms : mini giây GOR : Tỉ số khí/dầu ĐVLGK : Địa vật lý giếng khoan FMI : Tài liệu phân tích ảnh giếng khoan vi DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1 Thống kê giếng khoan tìm kiếm thăm dị giai đoạn Bảng 1.2 Thống kê giếng khoan tìm kiếm thăm dị giai đoạn Bảng 1.3 Tổng hợp giếng khoan tiềm kiếm thăm dò, thẩm lượng giai đoạn Bảng 1.4 Bảng thông số địa nhiệt dịng nhiệt giếng khoan lơ 01&02 29 Bảng 3.1 Bảng thống kê tài liệu giếng khoan 70 vii DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ Hình 1.1 Vị trí địa lý lơ 01&02 Hình 1.2 Các mốc phát khai thác mỏ lô 01&02 10 Hình 1.3 Bản đồ phân bố mỏ/cấu tạo lô 01&02 10 Hình 1.4 Đặc điểm cấu trúc kiến tạo khu vực bể Cửu long, Đới nâng Côn Sơn (bản đồ cấu trúc móng) 12 Hình 1.5 Bản đồ cấu trúc tầng móng Lơ 01 & 02 khu vực đông bắc Bể Cứu Long (miền thời gian) 13 Hình 1.6 Lịch sử phát triển địa chất bể trầm tích Cửu Long 17 Hình 1.7 Cột địa tầng tổng hợp khu vực đông bắc Cửu Long - Nam Cơn Sơn 17 Hình 1.8 Bản đồ cấu trúc Móng khu vực lơ 01&02 Đơng bắc bồn trũng Cửu Long (miền thời gian) 22 Hình 1.9 Mặt cắt địa chất Tây bắc – đông nam qua cấu tạo: Sư tử nâu – Diamond – Ruby – Topaz – Dong Do 23 Hình 1.10 Mặt cắt địa chấn 2D theo hướng Tây bắc- Đông nam qua khu vực STV – STT – Jade 23 Hình 1.11a Mặt cắt địa chất dọc khu vưc Lô 01&02 24 Hình 1.11b Mặt cắt địa chất dọc khu vưc Lô 01&02 24 Hình 1.12 Bản đồ cấu trúc tầng E Lơ 01&02 (miền thời gian) 24 Hình 1.13a Bản đồ cấu trúc tầng C 25 Hình 1.13b Bản đồ cấu trúc tầng D 25 Hình 1.14a Bản đồ cấu trúc tầng BI.2 26 Hình 1.14b Bản đồ cấu trúc tầng BI.1 26 Hình 1.15 Loại Kerogen (hình bên trái) biểu đồ tiềm sinh dầu khí tập trầm tích C, D E (tuổi Oligocene) 28 Hình 1.16 Biều đồ số tiềm khu vực lơ (a- hình bên trái) biểu đồ viii xác định môi trường thành tạo vật chất hữu tầng Oligocene (b-hình bên phải) 29 Hình 1.17 Hệ số phản xạ vitrinite giếng khoan thuộc lô 01&02 vùng lân cận 30 Hình 1.18 Bản đồ chiều sâu móng-đỉnh cửa sổ tạo khí condensat Đáy Tập E (Nguồn đồ: Petronas, 2005) 30 Hình 1.19 Bản đồ đỉnh cửa sổ tạo dầu Đáy Tập D (Nguồn đồ: Petronas, 2005) 31 Hình 1.20 Mặt cắt liên kết qua giếng khoan từ Bắc xuống Nam 33 Hình 1.21 Liên kết giếng khoan Diamond-2X, Azurite-1X, Azurite-2X Ruby-1X (kết thử vỉa móng giếng khoan) 33 Hình 1.22 Mặt cắt địa chấn liên kết qua giếng khoan DM-2X, Azurite2X, Azurite-1X Ruby-3X 34 Hình 1.23 Tài liệu mùn khoan móng giếng khoan DM-4X 34 Hình 1.24 Kết phân tích tài liệu giếng khoan EM-1X (tập chứa E) 37 Hình 1.25 Kết phân tích tài liệu giếng khoan Jade-4X (tập vỉa OL-170) 37 Hình 1.26 Đoạn giếng khoan DM-2X (tập D) 38 Hình 1.27 Đoạn giếng khoan PL-1X (thể đoạn thử vỉa DST#2: cho kết 4030 thùng dầu/ngày 4,98 triệu khối khí/ngày 40 Hình 1.28 Mặt cắt liên kết theo phương TB-ĐN qua hai giếng khoan DM-1X Topaz North-1X (Nguồn PCVL, 2008) 41 Hình 2.1 Quy trình hình thành băng địa chấn tổng hợp 49 Hình 2.2: Ví dụ băng địa chấn tổng hợp 50 Hình 2.3 Xác định đứt gãy mặt cắt địa chấn 51 Hình 2.4 Miêu tả độ liên tục mạch địa chấn (Coherence) 58 Hình 2.5 Giao diện phần mềm Petrel 2013 60 Hình 2.6 Mợt sớ các Tab chí nh Petrel 2013 61 ix Hình 2.7 Hình ảnh Tab “Input” “Process” Petrel 2013 62 Hình 2.8 Quy trình thực 63 Hình 3.1 Khu vực nghiên cứu mỏ X 66 Hình 3.2 Hiện trạng khai thác giếng khoan PL-1P 67 Hình 3.3 Hiện trạng khai thác giếng khoan PL-2P 67 Hình 3.4 Hiện trạng khai thác giếng khoan PL-3P 68 Hình 3.5 Thơng số thu nổ năm 2002 69 Hình 3.6 Minh giải địa vật lý giêng khoan xác định ranh giới MI-9 70 Hình 3.7 Một ví dụ minh giải giếng khoan phân bố núi lửa MI-62 71 Hình 3.8.Minh giải địa vật lý giếng khoan liên kết tầng vỉa chứa MI-70 71 Hình 3.9 Vị trí giếng khoan khu vực nghiên cứu 72 Hình 3.10 Băng địa chấn tổng hợp cắt qua giếng khoan PL-1X 73 Hình 3.11 Băng địa chấn tổng hợp cắt qua giếng khoan PL-1P 73 Hình 3.12 Băng địa chấn tổng hợp cắt qua giếng khoan PL-2P 74 Hình 3.13 Mặt cắt minh giải địa chấn tuyến IL 5330 74 Hình 3.14 Mặt cắt minh giải địa chấn tuyến XL 3626 75 Hình 3.15 Mặt cắt minh giải địa chấn tuyến cắt qua giếng khoan 76 Hình 3.16 Hàm chuyển đổi thời gian-độ sâu (hàm đơn) 77 Hình 3.17 Bản đồ thống kê sai số chuyển đổi thời gian-độ sâu 77 Hình 3.18 Bản đồ đẳng thời gian - đẳng sâu MI-9/10 78 Hình 3.19 Bản đồ đẳng thời gian - đẳng sâu MI-62 78 Hình 3.20 Bản đồ đẳng thời gian - đẳng sâu MI-70 79 Hình 3.21 Mặt cắt địa chấn thuộc tính địa chấn RAI qua giếng khoan 80 Hình 3.22 Phương pháp chạy thuộc tính phần mềm Petrel 81 Hình 3.23 Bản đồ phân bố núi lửa tập MI-62 - thuộc tính RAI 82 Hình 3.24 Miêu tả vị trí họng núi lửa tập MI-62 83 Hình 3.25 Tài liệu núi lửa nguồn ảnh từ Google 84 87 Như vậy, qua kết địa chấn, địa vật lý giếng khoan trình bày phía ta nhận định đồ phân bố núi lửa tập MI-62 chia hai khu vực núi lửa phía bên trái núi lửa phía bên phải hồn tồn tin tưởng, kết phục vụ cho tính tốn trữ lượng nhóm mơ hình địa chất định hướng giếng khoan Với phương pháp cách tính tốn trên, học viên tính tốn thuộc tính biên độ RMS để phân bố cát - sét (sand/shale distribution) tập MI-62 Hình 3.27 Phân bố cát - sét tập MI-62 88 Hình 3.28 Bản đồ kết phân bố cát - sét xuất (output) cho nhóm mơ hình 3.3.2 Đặc tính vỉa chứa MI-9/10 Tài liệu đầu vào : - Nóc tập MI-9 minh giải - Cube thuộc tính địa chấn tính tốn từ cube KPSDM ban đầu : RMS, Envelope, RAI, Variance - Cửa sổ tính tốn thuộc tính địa chấn : 89 - Nóc tập MI-9 tới đáy tập MI-9 (hoặc tập MI-9 hạ xuống ~ 12ms Cửa sổ lựa chọn phân tích thuộc tính địa chấn dựa tài liệu bề dày hiệu dụng tập vỉa tài liệu liên kết giếng khoan) Var+Chaos Map : 1X#1P#3P of MI9-10 PL-1X nằm đới xung yếu Hình 3.29 Thuộc tính Variance vỉa chứa MI-9/10 Kết phân tích thuộc tính địa chấn Variance chứng tỏ giếng khoan PL-1X PL-1P tồn ranh giới phân cách thuộc tính Variance chúng tồn đứt gãy phân cách, giếng khoan PL-1X theo kết Variance PL-1X nằm vị trí bất liên tục hơn, xung yếu hơn, có dị thường Variance cao Và dựa kết động thái khai thác thực tế cho thấy lưu lượng khai thác hai giếng khoan khác nhau, giếng khoan PL-1X khoảng 2000 thùng/ ngày, lưu lượng khai thác giếng khoan PL-1P vài trăm thùng / ngày 90 Hình 3.30 Kết thuộc tính địa chấn RAI tầng chứa MI-9 Dị thƣờng liên quan tới ranh giới địa tầng Hình 3.31 Chỉ ranh giới địa tầng tồn PL-2P, 2PST PL-1P tập MI-9 Thuộc tính RAI giếng khoan PL-2P, PL-2PST giếng khoang PL-1P tồn dị thường địa chấn, dị thường phân cách khu vực PL-2P, PL-2PST PL-1P, chúng tồn ranh giới nội 91 tầng có tác dụng phân cách khơng liên thơng Điều hồn toàn hợp lý ăn khớp với tài liệu động thái khai thác cho thông tin giếng khoan PL-2P giếng khoan PL-2PST gặp khí giếng khoan PL-1P gặp dầu Hình 3.32 Thuộc tính RMS phân bố cát-sét tầng chứa MI-9 Hình 3.23 Chỉ phân bố cát - set tầng chứa MI-9 (tầng chứa mỏ X) thuộc tính trung bình bình phương biên độ RMS với cửa sổ lựa chọn trên, thuộc tính so sánh kiểm tra vị trí giếng khoan cho kết xác chuyển cho nhóm mơ hình tính tốn cập nhật lại trữ lượng chỗ 92 3.3.3 Đặc tính vỉa chứa MI-70 Tài liệu đầu vào : - Nóc tập MI-70 minh giải - Đáy tập MI-70 minh giải - Cube thuộc tính địa chấn tính tốn từ cube KPSDM ban đầu : RMS, Envelope, RAI, Variance - Cửa sổ tính tốn thuộc tính địa chấn : - Nóc tập MI-70 tới đáy tập MI-70 (hoặc tập MI-70 hạ xuống ~ 16ms) Tương tự tầng chứa MI-9 MI-62, phân bố cát-sét tầng chứa MI-70 tính thơng qua thuộc tính RMS Envelope Hình 3.33 Thuộc tính RMS, Envelope phân bố cát-sét tầng chứa MI-70 93 Phân bố cát-set hình 3.24 tầng chứa MI-70 kiểm tra, đối sánh vị trí giếng khoan cho kết tin cậy Ngoài đồ đẳng sâu MI-70 minh giải năm 2005 với mục đích khác lưu lượng khai thác tầng chứa MI-70 giếng khoan PL-2P PL-2PST PL-1P minh giải đứt gãy phản đồ để phân cách giếng khoan Nhưng qua kiểm tra, QC học viên thấy khó minh giải đứt gãy phân cách đồ Hình 3.34 Bản đồ đẳng sâu tầng chứa MI-70 (minh giải năm 2005) 94 Hình 3.35 Mặt căt địa chấn IL5360 cắt vng góc với đứt gãy trung tâm MI-70 Qua mặt cắt ta nhận thấy khó minh giải đứt gãy Hình 3.36 Bản đồ đẳng sâu tầng chứa MI-70 (minh giải năm 2014) 95 Dị thƣờng liên quan tới ranh giới địa tầng Hình 3.37 Thuộc tính RMS vỉa chứa MI-70 96 Dị thƣờng liên quan tới shale barrier Hình 3.38 Vạch giả định ranh giới địa tầng MI-70 tài liệu thuộc tính RMS Dị thường biên độ tài liệu RMS cho phép tồn ranh giới địa tầng PL -2P, 2PST PL-1X, 1P Ranh giới đóng vai trị làm tầng phân cách PL-2P với PL-1P, động thái khai thác cho phép tập vỉa MI-70 không liên thông hai giếng khoan 97 Như vậy, tồn việc tính tốn phân tích tài liệu thuộc tính địa chấn – chủ yếu tài liệu thuộc tính biên độ số thuộc tính tính bất đồng cho phép phân tích đánh giá tính chất vỉa chứa gồm : - Ảnh hưởng phân bố núi lửa lên vỉa chứa - Phân bố cát – sét vỉa chứa Toàn kết nghiên cứu làm tài liệu đầu vào, làm sở cho việc xây dựng mơ hình địa chất, tính tốn cập nhật trữ lượng chỗ Trên mơ hình địa chất tính tốn tồn núi lửa cho 0, phân bố sét-cát chuẩn hóa nomalize thành 1, sử dụng ranh giới địa tầng vạch định thuộc tính địa chấn làm sở phân chia khu vực khác (domain) tính tốn phân cấp trữ lượng dầu chỗ cho mơ hình địa chất Hình 3.39 Kết tính tốn mơ hình địa chất, cập nhật trữ lƣợng 98 Hình 3.40 Một ví dụ kết mơ hình địa chất MI-09 Hình 3.41 Ví dụ kết mơ hình địa chất MI-62 99 KẾT LUẬN Hiện có nhiều thuộc tính địa chấn khác nhau, việc sử dụng thuộc tính nào, với mục đích lại câu hỏi lớn Ở luận văn nghiên cứu này, học viên ưu tiên sử dụng thuộc tính liên quan tới biên độ RMS, Envelope, RAI , thuộc tính liên quan tới tính bất đồng Variance, Chaos để giải nhiệm vụ cụ thể khu vực nghiên cứu Kết minh giải tầng sản phẩm MI-9/10, MI-62 MI-70 Kết đồ đẳng thời gian - đẳng sâu tầng sản phầm Kết phân tích thuộc tính RMS, RAI, Variance, Envelope cho cube địa chấn Phân tích thuộc tính mặt dựa cube thuộc tính với cửa sổ từ mặt phản xạ tới mặt phản xạ hạ xuống khoảng a ms, phụ thuộc vào bề dày hiệu dụng tập tài liệu giếng khoan cho phép phân bố núi lửa, phân bố cát/sét tập sản phẩm ranh giới địa tầng nhằm đánh giá tính chất đặc điểm phân bố tầng chứa Miocene mỏ X phục vụ cho việc tính tốn xây dựng mơ hình địa chất Kết cho phép phân bố cát-sét tầng chứa MI9, MI-62 MI-70 nhằm mục đích phục vụ cho tính tốn cập nhật chữ lượng chỗ, ngồi thuộc tính biên độ RMS, Envelope cho phép ranh giới địa tầng làm sở giải thích khác động thái khai thác giếng khoan, chứng tỏ chúng tồn ranh giới không liên thông với nhau, phục vụ cho việc phân chia khu vực (domain) tính tốn mơ hình địa chất Khơng thuộc tính địa chấn sử dụng luận văn cho phép phân bố núi lửa phun trào tập MI-62, nhằm mục đích vị trí giếng khoan nên "tránh" khoan giếng khoan khai thác Các kết thuộc tính sau phân tích kiểm tra, đối sánh vị trí giếng khoan cho kết hoàn toàn ăn khớp Vậy thuộc tính sử dụng phân bố tầng chứa luận văn tin cậy 100 KIẾN NGHỊ Dựa kết nêu tiếp tục nghiên cứu chứng minh phương pháp cho mỏ khác lân cận mỏ Topaz, đặc điểm tầng chứa tương đối tương đồng Ngoài ra, học viên tiếp tục nghiên cứu thêm thuộc tính khác để phục vụ cho nghiên cứu khác phân loại đứt gãy/nứt nẻ (Fault classification) móng granit (một tầng chứa bể Cửu Long), phân loại thạch học, phục vụ cho việc xây dựng mơ hình địa chất nâng cao (Advance Halo Model) 101 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] GS.TSKH Mai Thanh Tân (2010), Thăm đò địa chấn, Trường Đại học Mỏ - Địa chất [2] GS.TSKH Phạm Năng Vũ (2007), Bài giảng sở lý thuyết xử lý số liệu Địa vật lý, Trường Đại học Mỏ - Địa chất [3] Peter Churk (2011), Sand shale distribution from seismic attributes [4] Scott I Salamoff (2009), The use of complex seismic reflection attributes to delineate subsurface [5] Satinder Chopra, Kurt J.Marfurt (2009), Seismic attributes for prospect identification and reservoir characterization [6] Oz Yilmaz (2001), Seismic processing data analysis, [7] Petronas (2011), Báo cáo minh giải địa vật lý giếng khoan khu vực mỏ X [8] PVD (2007), Báo cáo tài liệu mudlog, tài liệu thử vỉa, tài liệu khai thác [9] PVEP (2011), Báo cáo địa chất khu vực, báo cáo địa chất lô 01-02, địa chất mỏ X ... đoạn STT Tên giếng 1992 Jade- 1X x Sapphire- 1X Ruby- 1X Ruby- 2X x x Ruby- 3X x x Ruby- 4X x Emerald- 1X x x T- 1X x x TN- 1X x x 10 Opal- 1X x No 1993 1994 1995 Kết x x No x x No/gặp nước Giai đoạn gia... Xuất phát từ thực tế đó, tác giả chọn đề tài : ? ?Áp dụng phương pháp thuộc tính địa chấn dự báo đặc điểm phân bố tầng chứa mỏ X? ?? Địa chấn phương pháp Địa vật lý giữ vai trò việc nghiên cứu cấu trúc... 2007 TN- 2X TN- 3X/ ST Emerald- 2X Emerald- 3X Diamond- 2X Diamond- 3X x Jade- 2X x 2008 2009 2010 2011 2012 x x x Moonstone 1X x x x Jade- 3X 10 Azurite- 1X 11 Jade- 4X 12 Azurite- 2X 13 Azurite- 3X x 14 Diamond-4X