Xây dựng mô hình địa chất 3d cho tầng đá móng nứt nẻ, mỏ x bồn trũng cửu long

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA W X NGUYỄN KHOA LÂM TRÌNH XÂY DỰNG MƠ HÌNH ĐỊA CHẤT 3D CHO TẦNG ĐÁ MĨNG NỨT NẺ MỎ X – BỒN TRŨNG CỬU LONG CHUYÊN NGHÀNH ĐỊA CHẤT DẦU KHÍ ỨNG DỤNG LUẬN VĂN THẠC SỸ Thành phố Hồ Chí Minh – 2013 Luận văn thạc sĩ CƠNG TRÌNH ĐƯỢC HỒN THÀNH TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH Cán hướng dẫn khoa học: PGS.TS Hồng Đình Tiến Cán chấm nhận xét 1:…………………………………………… Cán chấm nhận xét 2:…………………………………………… Luận văn thạc sĩ bảo vệ Hội đồng chấm bảo vệ luận văn thạc sĩ trường đại học Bách Khoa Tp Hồ Chí Minh, ĐHQC Tp.HCM Ngày tháng năm 2013 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 Học viên – Nguyễn Khoa Lâm Trình  TRƯỞNG KHOA…………   Luận văn thạc sĩ ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Độc Lập – Tự Do – Hạn Phúc -oOo - - Tp.HCM, ngày tháng năm 2013 NHIÊM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên học viên: Nguyễn Khoa Lâm Trình Giới tính: Nam Ngày, tháng, năm sinh: 14/08/1984 Nơi sinh: Quản Nam Chun ngành: Địa chất dầu khí Khóa (Năm trúng tuyển): 2011 TÊN ĐỀ TÀI: Xây dựng mô hình địa chất 3D cho tầng đá móng nứt nẻ mỏ X – Bồn trũng Cửu Long NHIỆM VỤ LUẬN VĂN: + Nghiên cứu tổng hợp hệ phương pháp nghiên cứu khe nứt đá móng áp dụng + Biện luận thơng số để đưa vào chương trình phần mềm mơ hình hóa + Đưa kết nghiên cứu cho mỏ X, bồn trũng Cửu Long so sánh lại với tài liệu thưc tế NGÀY GIAO NHIỆM VỤ: 1/2013 NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: 6/2013 HỌ VÀ TÊN CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: PGS.TS Hồng Đình Tiến Nội dung đề cương Luận văn thạc sĩ Hội Đồng Chuyên Ngành thông qua CÁN BỘ HƯỚNG DẪN CHỦ NHIỆM BỘ MÔN (Họ tên chữ ký) QUẢN LÝ CHUYÊN NGÀNH (Họ tên chữ ký) TRƯỞNG KHOA (Họ tên chữ ký) Học viên – Nguyễn Khoa Lâm Trình    Luận văn thạc sĩ Lời cảm ơn Em 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 em suốt năm học tập khoa Em xin chân thành gửi lời cảm ơn sâu sắc đến phịng dịch vụ cơng ty Roxar tạo điều kiện cho em sử dụng phần mềm Irap RMS để thực đề tài luận văn Đặc biệt, em xin chân thành gửi lời cảm ơn sâu sắc đến thầy PGS.TS Hồng Đình Tiến tận tình hướng dẫn đóng góp ý kiến vơ q báu để giúp em hồn thành luận văn tốt Tp Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 2013 Nguyễn Khoa Lâm Trình Học viên – Nguyễn Khoa Lâm Trình    Luận văn thạc sĩ Tóm tắt luận văn thạc sĩ Nội dung luận văn trình bày lý thuyết phương pháp nhằm đánh giá xây dựng mơ hình địa chất 3D cho khu vực nghiên cứu mỏ X bồn trũng Cửu Long Mỏ X có ba đối tượng chứa dầu cát kết trầm tích Oligocene trên, Miocene đá móng nứt nẻ, đề tài tập trung vào nghiên cứu cho đối tượng đá móng nứt nẻ Đề tài khái quát hóa cấu trúc địa chất, yếu tố kiến tạo đặc điểm đá móng khu vực nghiên cứu mỏ X Về phương pháp luận, đề tài đưa phương pháp ứng dụng để nghiên cưu đặc tính đá móng nứt nẻ, từ phương pháp địa vật lý, phân tích mẫu lõi, vết lộ, trường ứng suất… Đề tài tập trung quy trình phương pháp mơ hình hóa cho đối tượng đá móng nứt nẻ áp dụng với việc sử dụng phần mềm hỗ trợ Irap RMS Thông qua bước qui trình đề tài ứng dụng thực tế vào nghiên cứu cho mỏ X, để làm sáng tỏ sở lý thuyết khả ứng dụng vào thực tiễn Học viên – Nguyễn Khoa Lâm Trình    Luận văn thạc sĩ MỤC LỤC LỜI MỞ ĐẦU .1 Tính cấp thiết luận văn Mục tiêu luận văn Nhiệm vụ luận văn .2 Ý nghĩa khoa học thực tiễn Phương pháp nghiên cứu tài liệu Cấu trúc Luận án CHƯƠNG - TỔNG QUAN KHU VỰC NGHIÊN CỨU 1.1 Tổng quan mỏ X 1.1.1 Vị trí địa lý 1.1.2 Địa tầng 1.1.2.1 Móng trước Kainozoi 1.1.2.2 Hệ Paleogen – Thống Oligocene – Hệ tầng Trà Cú 1.1.2.3 Hệ Paleogen – Thống Oligocene – Hệ tầng Trà Tân 1.1.2.4 Hệ Paleogen – Thống Miocene hạ - Hệ tầng Bạch Hổ .6 1.1.2.5 Hệ tầng Paleogene – Thống Miocene trung – Hệ tầng Côn Sơn 1.1.2.6 Hệ Paleogen – Thống Miocene – Hệ tầng Đồng Nai 1.1.2.7 Hệ tầng Paleogen – Thống Pliocene – Hệ tầng Biển Đông 1.2 Đặc điểm địa chất móng mỏ X 1.2.1 Thành phần đá móng mỏ X 1.2.1.1 Đặc điểm biến đổi 10 1.2.1.2 Đặc tính không gian rỗng 11 1.2.2 Hệ thống đứt gãy – nứt nẻ móng mỏ X .11 1.2.2.1 Lịch sử hình thành phát triển hệ thống đứt gãy - nứt nẻ 11 1.2.2.2 Đặc điểm hệ thống đứt gãy 15 1.2.2.3 Đặc điểm hệ thống nứt nẻ 22 1.3 Hiện trạng khai thác mỏ X .27 CHƯƠNG - CÁC PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ĐÁ MÓNG NỨT NẺ 28 2.1 Các khái niệm .28 2.1.1 Định nghĩa khe nứt .28 2.1.2 Các yếu tố khe nứt 28 2.1.3 Phân loại khe nứt 28 2.1.3.1 Phân loại theo nguồn gốc: 29 2.1.3.2 Phân loại theo kích thước khe nứt 30 2.1.3.3 Phân loại theo tài liệu Địa Vật Lý Giếng Khoan (theo Schlumberger, 1997) .32 Học viên – Nguyễn Khoa Lâm Trình    Luận văn thạc sĩ 2.2 Các hệ phương pháp nghiên cứu khe nứt .33 2.2.1 Hệ Phương pháp nghiêm cứu trực tiếp 33 a Nghiên cứu khe nứt vết lộ 33 b Nghiên cứu khe nứt lát mỏng thạch học 34 c Nghiên cứu khe nứt qua mẫu lõi 35 2.2.2 Hệ phương pháp nghiên cứu gián tiếp khe nứt 35 a Nghiên cứu khe nứt tài liệu ảnh vệ tinh ảnh máy bay 35 b Nghiên cứu đới khe nứt tài liệu khoan mud log: 37 c Nghiên cứu khe nứt tài liệu địa vật lý giếng khoan .38 d Nghiên cứu đới khe nứt tài liệu phân tích phục hồi áp suất 51 e Dự báo đới khe nứt theo thuộc tính địa chấn .52 f Hệ phương pháp dự báo đới khe nứt 55 g Dự báo đới khe nứt khu vực 58 CHƯƠNG - TỔNG QUAN CÁC PHƯƠNG PHÁP VÀ QUI TRÌNH XÂY DỰNG MƠ HÌNH ĐỊA CHẤT 3D CHO TẦNG ĐÁ MÓNG NỨT NẺ 59 3.1 Các khái niệm chung mơ hình địa chất .59 3.2 Các bước xây dựng mơ hình địa chất 3D cho tầng đá móng nứt nẻ 60 3.2.1 Thu thập phân tích liệu 61 3.2.2 Phân tích liệu (Data analysis) .64 3.2.3 Xây dựng mơ hình cấu trúc (Structural modeling) 67 3.2.4 Thơ hóa liệu lên ô lưới (Upscaling of log data ) .70 3.2.5 Xây dựng mơ hình thơng số vỉa .71 3.2.6 Tính tốn trữ lượng 81 3.2.7 Thơ hóa mơ hình địa chất (Upscaling) 83 3.2.8 Đánh giá bất định (Uncertainty analysis) .83 CHƯƠNG - KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU MƠ HÌNH ĐỊA CHẤT 3D TRONG ĐÁ MĨNG NỨT NẺ MỎ X 85 4.1 4.2 4.3 4.4 4.5 4.6 4.7 Dữ liệu đầu vào 85 Phân tích liệu .86 Mơ hình cấu trúc lưới .95 Mơ hình độ rỗng .95 Mơ hình độ thấm 99 Tính tốn trữ lượng 102 Đánh giá bất định (uncertainty) 102 Học viên – Nguyễn Khoa Lâm Trình    Luận văn thạc sĩ Danh sách hình vẽ luận văn Hình 1.1 Vị trí mỏ X Hình 1.2 Cột địa tầng Hình 1.3 Mặt cắt địa chấn mỏ X .9 Hình 1.4 Bản đồ đẳng dày tập E1 .12 Hình 1.5 Bản đồ đẳng dày tập C .14 Hình 1.6 Nhóm đứt gãy phương NE-SW (nhóm Faults màu xanh chuối) 17 Hình 1.7 Nhóm đứt gãy phương Tây Bắc – Đơng Nam (Nhóm Fault màu tím) .19 Hình 1.8 Nhóm đứt gãy có phương nằm ngang (Faults màu xanh da trời) .21 Hình 1.9 Nhóm đứt gãy có phương thẳng đứng (Nhóm Faults màu đỏ) .22 Hình 1.10 Đới khe nứt dọc theo đứt gãy độ sâu 3850m .23 Hình 1.11 Đới khe nứt dọc theo đứt gãy mặt cắt địa chấn 26 Hình 2.1 Các khe nứt quan sát thực địa 28 Hình 2.2 Mơ hình Elipsoid .30 Hình 2.3 Phân loại khe nứt theo kích thước 31 Hình 2.4 Nghiên cứu khe nứt vết lộ 33 Hình 2.5 Nghiên cứu khe nứt qua lát mỏng .34 Hình 2.6 Nnghiên cứu qua mẫu lõi 35 Hình 2.7 Minh họa nghiên cứu khe nứt qua ảnh máy bay – vệ tinh 36 Hình2.8 Ví dụ đường Log giúp xác định đới khe nứt 40 Hình 2.9 Mẫu Chevron sóng qua khe nứt mở .42 Hình 2.10 Nhận diện đới nứt nẻ qua đường nhiệt độ .45 Hình 2.11 Xác định đới nứt nẻ/khe nứt tài liệu đo PLT 49 Học viên – Nguyễn Khoa Lâm Trình    Luận văn thạc sĩ Hình 2.11 Xác định nứt nẻ tài liệu Log quét hình ảnh GK .51 Hình 2.13 Các thuộc tính địa chấn dùng dự báo khe nứt 53 Hình 2.14 Thuộc tính địa chấn Ant – Tracking .54 Hình 2.15 Dự báo đới khe nứt sinh kèm theo nếp uốn 55 Hình 2.16 Dự báo khe nứt sinh kèm theo đứt gãy (thuận, nghịch & trượt bằng) 57 Hình 3.1 Các bước xây dựng mơ hình địa chất 60 Hình 3.2 Dữ liệu đầu vào xây dựng mơ hình địa chất .63 Hình 3.3 Phát họa mơ hình địa chất cho đới nứt nẻ xung quanh đứt gãy thuận 64 Hình 3.4 Biểu đồ tần suất (histogram) .65 Hình 3.5 Biểu đồ phân tán (Crossplot) 66 Hình 3.6 Biểu đồ thống kê khơng gian 66 Hình 3.7 Các bước xây dựng mơ hình cấu trúc .67 Hình 3.8 Mơ hình đứt gãy lớp .68 Hình 3.9 Mơ hình lưới 70 Hình 3.10 Thơ hóa liệu vào lưới 70 Hình 3.11 Phương pháp xây dựng mơ hình địa chất cho đá móng nứt nẻ phần mềm IRAP RMS 71 Hình 3.12 Sơ đị khối xây dựng mơ hình DFN 72 Hình 3.13 Tính tốn Fracture trend với chế độ tách giãn (extension regime) 73 Hình 3.14 Log mật độ giếng khoan 74 Hình 3.15 Kết mơ hình phân bố mật độ nứt nẻ 74 Hình 3.16 Thiết lập tính tốn mật độ khe nứt tren phần mềm RMS .75 Hình 3.17 Mơ hình DFN – cách thiết lập phần mềm Irap RMS 76 Hình 3.18 Tính tốn độ rỗng, độ thấm phần mềm RMS 77 Hình 3.19 Mơ hình lý thuyết độ rỗng nưt nẻ theo Halo Model .78 Hình 3.20 Mơ hình lưới cho đới nứt nẻ 79 Hình 3.21 Quan hệ độ rỗng theo diện ngang – thẳng đứng quan hệ rỗng thấm 80 Hình 3.22 Ví dụ xác định độ bào hịa nước đá móng nứt nẻ 81 Hình 3.23 Sơ đồ đánh giá bất giá bất định mơ hình địa chất có xem xét đến nhiều kịch (scenarios) nhiều vòng lặp (realizations) .84 Học viên – Nguyễn Khoa Lâm Trình    Luận văn thạc sĩ Hình 4.1 Workflow xây dựng mơ hình địa chất cho mỏ X 85 Hình 4.2 Dữ liệu đầu vào cho mơ hình mỏ X 86 Hình 4.3 Mơ tả đặc tính Fault zone 87 Hinh4.4 Phân tích mối tương quan giữ tài liệu mật độ khe nứt khoảng cho dòng 88 Hình 4.5 Histogram độ rỗng khoảng đo PLT 89 Hình 4.6 Hiệu chỉnh tính tốn bề dày Faultzone theo Terzaghi 90 Hình 4.7 Bề dày Fault zone xác định giếng 91 Hình 4.8 Bảng bề dày Faultzone mỏ X 92 Bảng 1.9 Tương quan bề dày Fault zone diện tích bề mặt đứt gãy 93 Hình 4.10 Mơ hình lý thuyết cho tầng đá móng nứt nẻ - mỏ X 94 Hình 4.11 Mơ hình cấu trúc mơ hình lưới mỏ X 95 Hình 4.12 Tương quan giữ tài liệu Ant tracking tài liệu giếng khoang (PLT, mudloss, fault makers), ví dụ giếng C 96 Hình 4.13 Thống kê Fault zone quan sát giếng có tương quan tốt với tài liệu Ant - Tracking 97 Hình 4.14 Các bước xây dựng, xử lý QC kết cho mơ hình độ rỗng 98 Hình 4.15 Bản đồ phân bố độ rỗng trung bình mỏ X .98 Hình 4.16 Kết mơ hình độ rỗng theo mặt cắt ngang dọc 99 Hình 4.14 Các bước xây dựng, xử lý QC kết cho mơ hình độ thấm 100 Hình 4.18 Kết mơ hình độ thấm 101 Hình 4.19 Bản đồ phân bố độ thấm mỏ X .101 Hình 4.20 Bảng tính tốn trữ lượng cho mỏ X 102 Hình 4.21 Sơ đồ khối thiết lập cho phân tích định lượng mỏ X 103 Hình 4.22 Thơng số đầu vào cho phân tích bất định 104 Hình 4.23 Kết phân tích bất định 104 Học viên – Nguyễn Khoa Lâm Trình    ... VÀ QUI TRÌNH X? ?Y DỰNG MƠ HÌNH ĐỊA CHẤT 3D CHO TẦNG ĐÁ MÓNG NỨT NẺ 59 3.1 Các khái niệm chung mơ hình địa chất .59 3.2 Các bước x? ?y dựng mô hình địa chất 3D cho tầng đá móng nứt nẻ 60 3.2.1...i dung phần giúp người x? ?y dựng mơ hình tiếp cận ý tưởng cho việc x? ?y dựng mơ hình địa chất DỮ LIỆU CHO X? ?Y DỰNG MƠ HÌNH ĐỊA CHẤT Mơ hình lý thuyết Mơ hình 3D cho đá móng nứt nẻ Locally connecte... giả chọn đề tài nghiên cứu là: ? ?X? ?Y DỰNG MƠ HÌNH ĐỊA CHẤT 3D CHO TẦNG ĐÁ MÓNG NỨT NẺ, MỎ X BỒN TRŨNG CỬU LONG? ?? Mục tiêu luận văn Hiện nay, việc mô hình hóa đá móng nứt nẻ thật cịn mẻ nhiều thách