Xây dựng mô hình địa chất mỏ gold star, có tích hợp tài liệu thuộc tính địa chấn trong việc mô phỏng phân bố tướng thạch học và các thông số vỉa chứa

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT NGUYỄN MINH TUẤN XÂY DỰNG MƠ HÌNH ĐỊA CHẤT MỎ GOLD STAR, CĨ TÍCH HỢP TÀI LIỆU THUỘC TÍNH ĐỊA CHẤN TRONG VIỆC MƠ PHỎNG PHÂN BỐ TƯỚNG THẠCH HỌC VÀ CÁC THÔNG SỐ VỈA CHỨA LUẬN ÁN THẠC SỸ KỸ THUẬT HÀ NỘI – 2014 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT NGUYỄN MINH TUẤN XÂY DỰNG MƠ HÌNH ĐỊA CHẤT MỎ GOLD STAR, CĨ TÍCH HỢP TÀI LIỆU THUỘC TÍNH ĐỊA CHẤN TRONG VIỆC MƠ PHỎNG PHÂN BỐ TƯỚNG THẠCH HỌC VÀ CÁC THÔNG SỐ VỈA CHỨA Chuyên ngành: Kỹ thuật địa vật lý Mã số: 60520502 LUẬN ÁN THẠC SỸ KỸ THUẬT NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: GS.TSKH Mai Thanh Tân HÀ NỘI – 2014 LỜI CAM ĐOAN Tơi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu Các kết số liệu nêu luận văn trung thực chưa công bố Hà Nội, ngày 10 tháng 10 năm 2014 Tác giả Nguyễn Minh Tuấn i MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN i MỤC LỤC i DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT iv DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU v DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ vi MỞ ĐẦU x Tính cấp thiết đề tài x Mục tiêu nghiên cứu x Đối tượng phạm vi nghiên cứu xi Nội dung nghiên cứu xi Phương pháp nghiên cứu xi Cơ sở tài liệu luận văn xii Ý nghĩa khoa học thực tiễn luận văn xii Cấu trúc luận văn xii CHƯƠNG ĐẶC ĐIỂM ĐỊA CHẤT KHU VỰC NGHIÊN CỨU 1.1 Khái quát lô PM3CAA mỏ Goldstar 1.1.1 Vị trí địa lý 1.1.2 Lịch sử nghiên cứu 1.2 Đặc điểm địa chất mỏ Goldstar 1.2.1 Đặc điểm cấu kiến tạo ii 1.2.2 Đặc điểm địa tầng thạch học 1.2.3 Tiềm dầu khí 11 1.3 Đặc điểm vỉa chứa I50ss10, mỏ Goldstar 15 1.3.1 Đặc tính vỉa chứa 15 1.3.2 Đặc tính chất lưu vỉa I50SS10, mỏ Goldstar 17 CHƯƠNG 18 CÁC PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 18 2.1 Mơ hình địa chấn 18 2.1.1 Xác định điểm địa chấn địa tầng tướng địa chấn 18 2.1.2 Xây dựng mơ hình địa chấn 21 2.2 Mơ hình địa chất vỉa chứa 24 2.2.1 Xác định số liệu đầu vào 25 2.2.2 Các bước xây dựng mơ hình địa chất (Workflow) 26 2.2.3 Mơ hình cấu trúc/Mơ hình khung 35 2.2.4 Mơ hình tính chất vỉa chứa 41 2.2.5 Tính tốn trữ lượng chỗ (Volume Calculation) 51 CHƯƠNG 53 MƠ HÌNH ĐỊA CHẤT VỈA MỎ GOLDSTAR 53 3.1 Cơ sở tài liệu đầu vào mơ hình địa chất 53 3.2 Biện luận mơi trường thành tạo vỉa chứa (mơ hình concept) 55 3.3 Mơ hình cấu trúc 58 3.4 Mơ hình tướng 62 3.5 Mơ hình độ rỗng 67 iii 3.6 Mơ hình độ thấm 69 3.7 Mơ hình độ bão hóa nước 70 3.8 Trữ lượng chỗ 71 3.9 Đánh giá vỉa chứa (Uncertainty estimation) 73 Kết luận kiến nghị 75 TÀI LIỆU THAM KHẢO 77 iv DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT API American Petroleum Institute PSC Production Sharing Contract KT Khai thác MD Measured Depth OIIP Oil Initial In Place GIIP Gas Initial In Place MOU Memorandum of Understanding PVT Pressure Volume Temperature SPE Society of Petroleum Engineers SGS Sequential Indicator Simulation TH Trường hợp TOC TVDss MD Total Organic Carbon True Vertical Depth Sub-Sea Measure Depth WCT Water Cut OWC Oil Water Contact GOC Gas Oil Contact GWC Gas Water Contact GOR Gas Oil Ratio WBHP Cell Well Bottom Hole Pressure Ô thể thích 3D SCAL Special Core Analysis TDTL Thăm dị thẩm lượng PT Phát triển v DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU Bảng 1.1: Các giếng khoan khoan qua vỉa I50SS10, mỏ Goldstar Bảng 3.1: Bảng tổng hợp trữ lượng vỉa I50SS10, mỏ Goldstar Bảng 3.2: Bảng tổng hợp thông số đánh giá uncertainty vi DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Hình 1.1: Bản đồ vị trí mỏ Goldstar tồn lơ PM3 CAA Hình 1.2: Sơ đồ yếu tố cấu trúc móng Đệ Tam bể Malay – Thổ Chu Hình 1.3: Các hệ thống đứt gãy bể Malay – Thổ Chu [2?] Hình 1.4: Cột địa tầng tổng hợp bể Malay Thổ Chu Hình 1.5: Cột địa tầng tổng hợp cụm mỏ phía Bắc, PM3 CAA Hình 1.6: Mặt cắt địa chấn tổng hợp cụm mỏ phía bắc, lơ PM3-CAA Hình 1.7: Các dạng bẫy chứa thường gặp PM3 CAA [?2] Hình1.8: Bản đồ măt cắt qua vỉa I50SS10, mỏ Goldstar Hình 1.9: Biểu đồ áp suất vỉa I50SS10, mỏ Goldstar Hình 2.1: Mơ hình tập trầm tích theo tài liệu địa chấn địa tầng Hình 2.2: Các dấu hiệu bất chỉnh hợp địa tầng Hình 2.3: Các kiểu trường sóng địa chấn ba chiều Hình 2.4: Các mặt phản xạ liên kết với tài liệu giếng khoan Hình 2.5: Hình ảnh mặt phản xạ minh giải Hình 2.6: Hình ảnh chọn đồ liên quan đến ranh giới dải cửa sổ chọn Hình 2.7: Hình ảnh đồ thuộc tính địa chấn liên quan đến vỉa chứa Hình 2.8: Các số liệu địa chất phục vụ giải đốn cấu trúc vỉa chứa Hình 2.9: Giao diện phần mềm Petrel mơ hình hóa vỉa chứa Hình 2.10: Hệ tọa độ đơn vị đo lường sử dụng mơ hình mơ vỉa Hình 2.11: Các bước xây dựng mơ hình địa chất vii Hình 2.12: Các thơng tin giếng khoan Hình 2.13: Nhập số liệu đầu giếng (Well Heads) Hình 2.14: Nhập số liệu độ lệch/quỹ đạo giếng (Well Parth/Deviation) Hình 2.15: Nhập số liệu Log giếng (Well log) Hình 2.16: Nhập ranh giới địa tầng/tầng chứa bắt gặp giếng khoan Hình 2.17: Nhập tài liệu địa chấn, đồ cấu trúc đứt gãy Hình 2.18: Liên kết giếng khoan Hình 2.19: Scale up giá trị Log giếng khoan (Scaleup Well Log) Hình 2.20: Kiểm tra kết Upscale Log (Histogram to QC) Hình 2.21: Các bước xây dựng mơ hình cấu trúc Hình 2.22: Tạo mơ hình mơ hình hóa hệ thống đứt gãy Hình 2.23: Mơ hình hóa hệ thống đứt gãy Hình 2.24: Chia lưới mơ hình địa chất Hình 2.25: Tạo mặt ranh giới địa tầng/vỉa chứa (Make Horizon) Hình 2.26: Tạo tập vỉa chứa (Make zones) Hình 2.27: Chia lớp tập vỉa chứa (Layering) Hình 2.28: Tạo ranh giới chất lưu mơ hình (Make contacts) Hình 2.29: Phân tích số liệu tỷ phần Facies theo chiều thẳng đứng (Facies proportions curves) Hình 2.30: Các thành phần Variogram Hình 2.31: Phân tích Variogram Data analysis Hình 2.32: Bước Data Transformations 64 Định nghĩa loại tướng cho vỉa I50SS10: Việc chia tướng tiến hành dựa việc nghiên cứu mối quan hệ độ rỗng độ thấm tồn mẫu lõi khu vực lơ PM3CAA, nghiên cứu cho thấy với trầm tích vụn học thỏa mãn hai điều kiện: độ rỗng hiệu dụng >=10% hàm lượng sét đá < 40% chất lưu chảy (lưu thơng) trầm tích Đối với vỉa I50SS10, loại tướng sử dụng mơ hình định nghĩa sau:  Non-reservoir (gồm sét than) = (giá trị thể Log Facies): giá trị cut-off độ rỗng hiệu dụng  =40% Reservoir (gồm cát bột kết) = (giá trị thể Log Facies): giá trị cut-off độ rỗng hiệu dụng > 10% and a thể tích sét VShale cut-off < 40% Tài liệu thuộc tính địa chấn đặc biệt: Một loạt thuộc tính địa chấn đặc biệt tạo từ Cubes địa chấn 3D khu vực mỏ Goldstar, nhiên thuộc tính đại diện có hệ số liên kết tốt với tài liệu giếng khoan lựa chọn làm đầu vào cho mơ hình hóa phân bố tướng cho vỉa I50SS10 (Hình 3.11) 65 Hình 3.11: Các thuộc tính địa chấn vỉa I50SS10, mỏ Goldstar Bằng việc đánh giá mối tương quan bề dày cát vỉa I50SS10 giếng khoan giá trị thuộc tính địa chấn AI tương ứng với vị trí giếng đó, thuộc tính địa chấn Fa_RAI (Far Relative Acoustic Impedence) xác định thuộc tính đại diện cho phân bố tướng khu vực vỉa nghiên cứu với hệ số tương quan ~ 0,83 (Hình 3.12) Hình 3.12: Quan hệ thuộc tính địa chấn bề dày cát giếng khoan, vỉa I50SS10, mỏ Goldstar Bản đồ thuộc tính địa chấn Far_RAI Nomalize tạo đồ xác suất có giá trị biến thiên từ đến 1, biểu xác suất bắt gặp cát vị trí khu vực vỉa I50SS10 Giá trị đồng nghĩa với hội gặp cát vị trí 0% ngược lại giá trị đồng nghĩa với việc khả gặp cát 100% 66 Bản đồ xác suất gặp cát, sét (Trend map) sử dụng làm tài liệu đầu vào, định hướng cho qua trình mơ phân bố tướng khơng gian chiều vỉa chứa (Hình 3.13) Hình 3.13: Tạo đồ xác suất từ đồ Far_RAI,vỉa I50SS10 Thuật toán Truncated Gaussian Simulation (TGS) sử dụng mơ hình hóa phân bố tướng vỉa I50SS10 với hai loại tướng Reservoir NonReservoir Các thông số đầu vào bao gồm tài liệu Facies giếng khoan upscale, đường cong tỷ phần Facies theo chiều thẳng đứng, Horizontal Variogram, Vertical Variogram, Azimuth, Trend map Seed Number Với giá trị Seed Number thay đổi cho kết phân bố tướng khác nhau, mơ hình hóa Facies vỉa I50SS10, 100 mơ hình phân bố tướng (Realizations) tạo sau 100 lần chạy phần mềm chuyên dụng Petrel (Hình 3.14) 67 Hình 3.14: Phân bố tướng vỉa I50SS10 không gian chiều mặt cắt qua giếng khoan Việc đánh giá lựa chọn kết phù hợp từ 100 mơ hình phân bố tướng thực cách kiểm tra thông số thống kê tỷ lệ Facies, so sánh tương đồng đồ xác suất với đồ chiều dày thực cát tạo từ phân bố 3D Facies, từ lựa chọn mơ hình tướng phù hợp tin cậy Hình 3.15: Kiểm tra kết mơ hình phân bố tướng để chọn mơ hình phù hợp 68 Kết thu từ mơ hình Tướng (Facies) cho thấy, phạm vi diện tích Channel boundary, tướng chứa (reservoir) chiếm ~ 60% tướng không chứa (non-reservoir) chiếm ~40%, phù hợp với tài liệu thu giếng khoan khu vực nghiên cứu (Hình 3.15) 3.5 Mơ hình độ rỗng vỉa I50SS10 Thuật tốn Squential Gaussian Simulation (SGS) sử dụng mơ hình hóa phân bố độ rỗng vỉa I50SS10 tương ứng với hai loại tướng Reservoir Non-Reservoir Các thông số đầu vào bao gồm tài liệu Porosisty giếng khoan upscale, Horizontal Variogram, Vertical Variogram, mơ hình phân bố tướng Seed Number Với giá trị Seed Number thay đổi cho kết phân bố tướng khác nhau, mơ hình hóa độ rỗng vỉa I50SS10, 100 mơ hình phân bố tướng (Realizations) tạo sau 100 lần chạy phần mềm chuyên dụng Petrel (Hình 3.16) Hình 3.16: Phân bố độ rỗng vỉa I50SS10 không gian chiều mặt cắt qua giếng khoan 69 Việc đánh giá lựa chọn kết phù hợp từ 100 mơ hình phân bố độ rỗng thực cách kiểm tra thông số thống kê độ rỗng trung bình tồn vỉa so với giá trị trung bình giếng khoan giá trị upscale Hình 3.17: Phân bố độ rỗng vỉa I50SS10 theo diện rộng So sánh tương đồng đồ thuộc tính địa chấn với đồ trung bình độ rỗng tạo từ phân bố 3D Porosity, từ lựa chọn mơ hình tướng phù hợp tin cậy (Hình 3.17) Hình 3.18: Kiểm tra kết từ mơ hình độ rỗng giá trị giếng khoan Kết thu từ mô hình độ rỗng (Porosity) cho thấy độ rỗng trung bình tồn mơ hình khoảng 20%, giá trị phù hợp với tài liệu thống kê giếng khoan khu vực nghiên cứu (Hình 3.18) 70 3.6 Mơ hình độ thấm vỉa I50SS10 (Permiability Modelling) Độ thấm (Perm) vỉa chứa thuộc tầng I khu vực mỏ Goldstar tính tốn sở phương trình quan hệ với độ rỗng tổng thể tích nước bao đá chứa Bulk volume of irreducible water (BVI): BVI = 0.0254 BVI = if(BVI>PHIE,PHIE,BVI) BVI = if(BVI