Các thơng số thu được trong q trình thử vỉa mỏ ST-X bao gồm: chiều sâu khoảng thử vỉa, lưu lượng và chiều sâu lấy mẫu lõi được tóm tắt trong Bảng 1.1.
Bảng 1.1: Khoảng thử vỉa và lấy mẫu lõi.
1.10.4 Đặc tính thơng số vỉa tập E, F mỏ ST-X
1.10.4.1Tính chất chất lưu (PVT)
Mẫu chất lưu PVT được lấy trong quá trình thử vỉa các giếng ST-A, ST-B và ST-C. Kết quả phân tích chất lưu cho thấy ứng xử pha trong tầng F tại các giếng là giống nhau. Hệ số CGR ~ 144 stb/mmscf; tỷ trọng dầu là 50 độ API và điểm ngưng tụ tại 4800 psia [22].
Kết quả phân tích PVT cho thấy ứng xử pha từ của tầng E lại rất phức tạp. Mẫu chất lưu lấy từ giếng ST-A và ST-B có biểu hiện giống với mẫu chất lưu từ tầng F. Tuy nhiên, có sự khác nhau về kết quả phân tích chất lưu từ các mẫu của giếng ST-C và ST-D: tính chất chất lưu lấy từ giếng ST-C có tỷ trọng nhẹ hơn (42 độ API) nhưng có
Thành phần các cấu tử trong mẫu dầu nhẹ từ giếng ST-D tầng E rất khác so với các mẫu chất lưu từ giếng còn lại. Điều kiện của mẫu này gần ở điểm tới hạn với áp suất điểm ngưng tụ ~ 7100 psia. Kết quả phân tích mẫu chất lưu PVT được tóm tắt trong Bảng 1.2.
Bảng 1.2: Tóm tắt thơng số chất lưu mỏ ST-X.
Tên giếng Thành hệ Chất lưu Pb/Pd
ST -A E Khí ~4800
ST -B Móng Khí ~4200
ST -C E Khí ~7600
ST -C F Khí ~5000
ST -D E Dạng lỏng ~7100
Phương trình trạng thái EOS mô tả ứng xử pha của mẫu chất lưu từ hai giếng ST-C và ST-D để đánh giá độ sâu của ranh giới dầu khí (GOC). Kết quả tính tốn này được thể hiện trên Hình 1.6. Độ sâu của GOC tại 3900 mTVDSS (13000 ftTVDSS). Trên hình 1.6 cũng thể hiện sự biến đổi của áp suất bão hòa, CGR và mật độ theo độ sâu.
1.10.4.2Tính chất nước
Các mẫu nước được thu thập từ các giếng trong quá trình thử vỉa. Kết quả phân tích nước được tổng hợp như bên dưới [22].
Có ba mẫu nước lấy từ giếng ST-A (DST#2). Kết quả phân tích chỉ ra tỷ trọng trung bình 1 g/cc, độ dẫn xuất 7.67 ms/cm, hàm lượng chất rắn trung bình (5,446 mg/l), độ khốn hóa thấp (5,882mg/l). Các mẫu này cũng có chỉ số cloride thấp (2,901-3,429 mg/l). Có hai mẫu nước được lấy từ giếng ST-C (DST#1) để phân tích tính chất nước của tầng F. Đánh giá khả năng nguồn nước được lấy từ tầng E và F tổng hợp trên Bảng 1.3.
Bảng 1.3: Kết quả phân tích nguồn nước.
Vỉa Nguồn nước Tầng E
Độ khống hóa cao (khả năng nhiễm bẩn CaCl từ dung dịch khoan (ST-A)).
Độ khống hóa trung bình (ST-D) – Khả năng bị trộn lẫn nước vỉa và dung dịch khoan.
Tầng F Độ khống hóa thấp (ST-A) – Khả năng nước vỉa / nước hịa tan
1.10.4.3Tính chất cơ lý đất đá
Các phân tích tính chất cơ lý đất đá được thực hiện từ các mẫu lõi lấy tại giếng ST-B, ST-C và ST-D. Độ bão hịa nước dư có quan hệ với độ thấm / độ rỗng được xác định theo hàm:
(1.1)
Từ kết quả thí nghiệm độ nén rỗng được thực hiện cho mẫu lõi của giếng ST-B tại VPI (Viện dầu khí) đã cho thấy sự dị thường cao (5~60 E-06/psi) so với độ nén từ tầng cát có tính chất tương tự (3~7 E-06/psi). Kiểm tra kết quả phân tích ba mẫu của cùng giếng này tại phịng thí nghiệm của ConocoPhillips ở the Bartlesville, Oklahoma cho kết quả độ nén từ 7E-06 psi-1 đến 9E-06 psi-1. Do đó giá trị 7.8E-06 psi-1 được sử dụng trong mơ hình mơ phỏng.
Kết quả phân tích mẫu lõi cho quan hệ độ bão hòa nước dư và quan hệ rỗng thấm được thể hiện trên các Hình 1.7; 1.8.
Hình 1.7: Quan hệ Swi và độ thấm / độ rỗng mỏ ST-X.Quan hệ Swi và độ thấm/độ rỗng) Quan hệ Swi và độ thấm/độ rỗng) ST-A, C&D (Kg/Độ rỗng) S w i m ẫu lõ i, %
B B D C C Hình 1.8: Quan hệ rỗng và thấm mỏ ST-X. 1.10.4.4Thông số công nghệ mỏ 1.10.4.4.1 Kết quả thử vỉa
Kết quả thử vỉa được tổng hợp trên Bảng 1.4 và 1.5 bên dưới cho các giếng cũng như các vỉa tương ứng [22].
Bảng 1.4: Kết quả thử vỉa của các giếng thăm dò thẩm lượng tầng E.
Tên giếng ST-A ST-C ST-D
DST# 3 2 2
Tầng thử vỉa Tầng "E" Tầng "E" Tầng "E" Khoảng thử vỉa
(mMDRT) 3876-3928 3810-3910 3960-4205
Khoảng thử vỉa
(mTVDSS) 3600-3642 3777-3877 3926.9-4171.7
Kiểu hoàn thiện Bắn mở vỉa 7" Bắn mở vỉa 7" Bắn mở vỉa 7" Lưu lượng khí cực đại
(mmscfd) 37.9 10.8 8 Độ rỗng (%) Đ ộ th ấm ( m D )
Tỷ số dầu condensat -khí (stb/mmscf) 103 127 308 Tỷ trọng condensat (API) 51-55 42-44 35-40 Nồng độ H2S (ppm) 15 10 22 Cỡ côn 72/74" 48/64" 32/64"
Áp suất miệng giếng
(psia) 1902 1184 2400
Áp suất vỉa (psia) 8105 8620 8818
Độ sâu đồng hồ
(mTVDSS) 3556 3714.3 3843.32
Áp suất vỉa đánh giá từ Phục hồi áp banđầu MDT MDT Mơ hình minh giải
Dịng chảy hướng tâm với biên song song
Dòng chảy hướng tâm
Dòng chảy hướng tâm với biên dạng chữ U
kh (mdft) 3402 94 84
Hệ số nhiễm bẩn -1.7 8.5 1
Bảng 1.5: Kết quả thử vỉa của các giếng thăm dò thẩm lượng tầng F.
Tên giếng ST-A ST-C ST-D
DST# 2 1 1 Tầng thử vỉa Tầng "F" Tầng "F" Tầng "F" Khoảng thử vỉa (mMDRT) 4043-4115 4383-4483 4681-4876 Khoảng thử vỉa (mTVDSS) 3733-3788 4349-4448 4646.4-4840.2
Kiểu hoàn thiện Bắn mở vỉa 7" Bắn mở vỉa 7" Bắn mở vỉa 5" Lưu lượng khí cực đại
(mmscfd) 32.1 8.7 Bị hủy
Dầu condensat (bopd) 3751 1086 N/A
Tỷ số dầu condensat -khí (stb/mmscf) 117 125 N/A Tỷ trọng condensat (API) 51-55 49-53 Nồng độ H2S (ppm) 35 25 Cỡ côn 55/64" 64/64"
(psia)
Áp suất vỉa (psia) 8154 8470
Độ sâu đồng hồ
(mTVDSS) 3733 4306
Áp suất vỉa đánh giá từ Phục hồi áp banđầu MDT Mơ hình minh giải
Dịng chảy hướng tâm với biên dạng
chữ U
Dòng chảy hướng tâm với biên đứt
gẫy giao cắt 90 Deg
kh (mdft) 2247 70
Hệ số nhiễm bẩn -1.56 4
1.10.4.4.2 Áp suất và nhiệt độ
MDT được thực hiện cho tất cả các giếng tại mỏ ST-X. Từ kết quả MDT và DST đã cho thấy:
- Tầng E có hai vùng áp suất: vùng ST-A / ST-B và vùng ST-C / ST-D với áp suất ban đầu khác nhau (chênh ~500 psi). Ngoài ra, kết quả MDT và DST của giếng ST- C / ST-D cũng có gradient áp suất khác với vùng cịn lại.
- Tầng F có cùng chế độ áp suất giữa các giếng, với gradient áp suất 0.164 psi/ft và áp suất vỉa ban đầu 8,258 psia tại độ sâu 3,900 mTVDSS.
Số liệu áp suất cho các giếng mỏ ST-X được minh họa trong Hình 1.9. Bảng 1.6 và 1.7 tóm tắt số liệu áp suất và nhiệt độ tầng E và tầng F mỏ ST-X.
Hình 1.9: Số liệu áp suất mỏ ST-X.Bảng 1.6: Áp suất và nhiệt độ tầng E mỏ ST-X. Bảng 1.6: Áp suất và nhiệt độ tầng E mỏ ST-X. Tầng E ST-A (DST#3) ST-C (DST#2/2A) ST-D (DST#2) Độ sâu đồng hồ (mTVDSS) 3,556 3,714 3,843 Pi tại đồng hồ (psia) 8,105 8,620 8,816 Pi tại 3900 mTVDSS (psia) 8,290 8,767 8,870 T tại đồng hồ (degC) 150.0 152.6 150.0 T tại 3900 mTVDSS (degC)
Gradient địa nhiệt = 3.45 deg.C/100m 161.9 159.0 152.0 Bảng 1.7: Áp suất và nhiệt độ tầng F mỏ ST-X. Tầng F ST-A (DST#2) ST-C (DST#1) Độ sâu đồng hồ (mTVDSS) 3,703 4,306 Pi tại đồng hồ (psia) 8,157 8,470
Pi tại 3900 mTVDSS (psia) 8,263 8,252
T tại đồng hồ (degC) 154.3 170.1
T tại 3900 mTVDSS (degC)
Gradient địa nhiệt = 3.45 deg.C/100m 161.1 156.1
1.10.5 Đánh giá trữ lượng dầu khí tại chỗ ban đầu mỏ ST- X
1.10.5.1Phương pháp tính tốn/Mơ hình
Phương pháp thể tích được sử dụng để tính tốn trữ lượng dầu khí tại chỗ cho mỏ ST- X theo cơng thức dưới đây:
Trong đó:
• HIIP Trữ lượng Dầu khí tại chỗ • Vb: Tổng thể tích khối đá
• NTG: Tỷ số giữa độ dày hiệu dụng và chiều dày tổng • : Độ rỗng
• : Độ bão hịa nước)
• B: Hệ số thể tích thành hệ chất lưu
HIIP của các tập cát kết của vỉa chứa tập E và F được tính tốn bằng hai phương pháp là xác suất Monte Carlo và mơ hình địa chất 3D. Đối với phương pháp mơ phỏng Monte Carlo, phân bố xác suất cho mỗi tham số (trừ giá trị thể tích khối) được lấy từ các phân tích thống kê của tài liệu giếng khoan. Phương pháp mơ hình địa chất 3D tích hợp một cách ngẫu nhiên tất cả số liệu có sẵn từ việc minh giải khe nứt/đứt gãy, các bản đồ, các kết quả phân tích địa vật lý giếng khoan, tài liệu mẫu lõi, kết quả phân tích tính chất động lực học của vỉa cũng như các yếu tố địa chất. Bằng cách sử dụng phương pháp này việc tính tốn trữ lượng dầu khí tại chỗ được chính xác hơn, đồng thời kết quả này giúp cho việc ước tính trữ lượng thu hồi từ kết quả phân tích mơ phỏng vỉa (Simulation) của dữ liệu dynamic được chính xác hơn.
1.10.5.2Ranh giới dầu khí và phân cấp trữ lượng
Các điểm tràn trên bản đồ thu được từ kết quả phân tích địa chấn có độ sâu lần lượt là 4200, 5150 mTVDSS cho tập E, F. Đối với tập E và F, các ranh giới để phân cấp trữ lượng Xác minh – Có khả năng (P1-P2) được lấy tại độ sâu dưới cùng của khoảng bắn mở vỉa thành công. Các ranh giới để phân cấp trữ lượng Có khả năng – Có thể (P2- P3) được lấy tại điểm giữa (half-way) khoảng cách của P1-P2 đến điểm tràn hoặc đến điểm khí thấp nhất thấy được (LKG). Bảng tóm tắt phân loại ranh giới các cấp trữ lượng được trình bày trong Bảng 1.8 dưới đây.
Bảng 1.8: Ranh giới các mặt của phân cấp trữ lượng tập E – F mỏ ST-X.
Phân cấp trữ lượng Độ sâu (mTVDSS) Tập F Phần chính tập E Đỉnh tập E P1 (3976m ~ GOC) 4448 4174 3642 P2 4800 4200 3921 P3 4800 đến 5150 và xuống đến đỉnh móng 4200 xuống tới nóc của tập E 4200
Biểu đồ biểu diễn phân cấp trữ lượng cho tập E và F được minh họa trong Hình 1.10; 1.11 và 1.12.
Hình 1.12: Bản đồ phân cấp trữ lượng tầng F.
1.10.5.3Tính tốn trữ lượng cho các tầng E và F
Việc tính tốn trữ lượng dầu khí tại chỗ cho mỏ ST-X được tính tốn bằng cách sử dụng phương pháp Monte Carlo và mơ hình địa chất 3D. Kết quả tính tốn từ hai phương pháp này cho kết quả khá gần nhau và được tóm tắt trong Bảng 1.9 và 1.10.
Bảng 1.9: Trữ lượng khí tại chỗ và khí đồng hành theo phương pháp Monte Carlo.Khí Khí (tỷ bộ khối, khơ) P90 P50 P10 Cơ sở Khoảng
đánh giá Thấp Trungbình Cao
Đỉnh E P1 63 104 164 110 P2 85 134 209 141 P3 15 24 38 26 Tập E (Phần chính) P1 430 647 937 669 P2 21 31 45 32 Tập F P1 699 1158 1817 1223 P2 504 829 1239 848 P3 675 1007 1417 1034 Tổng P1 1192 1908 2915 2002 P2 610 994 1494 1022 P3 1008 1456 2050 1501 2P 1803 2969 4409 3025
Bảng 1.10: Kết quả tính tốn trữ lượng dầu khí tại chỗ theo mơ hình địa chất.
Tập
Khí (tỷ bộ khối)
Dầu (triệu thùng)
Khoảng đánh giá Cơ sở Cơ sở
Đỉnh E P1 121 17 P2 169 24 P3 39 6 Tập E (Phần chính) P1 630 224 P2 31 18 Tập F P1 1230 117 P2 885 127 P3 1399 201 Tổng P1 1980 419 P2 1085 170 P3 1438 207
CHƯƠNG 2 CƠ SỞ LÝ THUYẾT VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
Trong chương này tác giả sẽ nêu chi tiết về cơ sở lựa chọn lý thuyết từ đó xây dựng quy trình dùng để đánh giá định lượng ảnh hưởng của các yếu tố không chắc chắn lên phương án phát triển mỏ.
2.1 Cơ sở lý thuyết
Để thực hiện việc khảo sát và nghiên cứu sự ảnh hưởng của các thông số không chắc chắn đến mơ hình dự báo khai thác dựa trên cơ sở số liệu thực tế, phân tích thí nghiệm (mẫu lõi, chất lưu), phương án lựa chọn cơ sở lý thuyết là vô cùng quan trọng. Phương án lựa chọn này cần đảm bảo những yếu tố sau:
• Đảm bảo tồn bộ khoảng biến thiên (khoảng thay đổi giá trị) của một thông số được lấy một cách hiệu quả trong không gian đa chiều, mang tính đại diện và số lượng thực nghiệm ít nhất có thể;
• Đảm bảo tất cả khoảng của mỗi chiều được lấy mẫu cũng như những vùng khác của khơng gian mẫu;
• Đảm bảo có thể sàng lọc, đánh giá sự ảnh hưởng của các thông số không chắc chắn trong không gian mẫu (khoảng biến thiên) đến kết quả khảo sát;
• Đảm bảo có thể nhận diện những thơng số ảnh hưởng nhiều nhất đến đại lượng xem xét;
• Đảm bảo tối ưu hoá: nhằm xác định sự kết hợp giá trị của các thông số đầu vào sao cho tối ưu đại lượng cần xem xét;
• Đảm bảo chạy mơ phỏng bằng phương pháp Monte Carlo;
• Đảm bảo số lượng chạy mơ phỏng là ít nhất, thơng tin lấy được là nhiều nhất và mang tính đại diện nhất;
Qua khảo sát và nghiên cứu, tác giả đã vận dụng lý thuyết của hệ phương pháp thiết kế thực nghiệm và phương pháp bề mặt phản hồi kết hợp phương pháp mô phỏng Monte Carlo làm cơ sở lý thuyết cho nghiên cứu của mình. Chi tiết cơ sở lý thuyết được trình bày trong các mục bên dưới.
2.1.1. Phương pháp thiết kế thực nghiệm
2.1.1.1 Định nghĩa thiết kế thực nghiệm
Thiết kế thực nghiệm là một thí nghiệm hay chuỗi các thí nghiệm nhằm tạo ra các thực nghiệm đảm bảo tồn bộ khơng gian mẫu được lấy mang tính đại diện, và số lượng thực nghiệm ít nhất có thể. Thiết kế thực nghiệm được tiến hành với việc thay đổi các giá trị thông số đầu vào của một quá trình hay hệ thống và quan sát kết quả đầu ra nhằm khảo sát sự ảnh hưởng và nhận biết lý do của sự thay đổi đối với mỗi thông số đầu vào [23].
Để tiến hành xây dựng một thiết kế thực nghiệm, trước hết cần phải xác định vấn đề cần giải quyết trong thiết kế. Sau đó các thơng số đầu vào được lựa chọn với khoảng biến thiên của chúng (khoảng thay đổi giá trị). Trong thiết kế thực nghiệm, hàm mục tiêu và bộ số các thực nghiệm được tạo ra được gọi là biến kết quả (response variables) và không gian mẫu (sample space).
Trong giai đoạn đầu trước khi tiến hành một thiết kế thực nghiệm, các thông số không chắc chắn được lựa chọn với khoảng giá trị thay đổi từ giới hạn thấp đến cao. Những thực nghiệm được thực hiện với các giá trị khác nhau của các thông số không chắc chắn cho trước và kết quả sẽ được đo đạc cho mỗi lần chạy. Việc phân tích sẽ được thực hiện dựa trên kết quả từ mỗi lần chạy ứng với sự thay đổi giá trị của các thơng số khơng chắc chắn.
Hình 2.13: Mơ hình thiết kế thực nghiệm.
2.1.1.2 Ứng dụng của các phương pháp thiết kế thực nghiệm
Việc ứng dụng các phương pháp thiết kế thực nghiệm nhằm sàng lọc, đánh giá sự ảnh hưởng của các thông số không chắc chắn trong không gian mẫu (khoảng biến thiên) đến kết quả khảo sát (trùng khớp lịch sử hoặc dự báo khai thác) cũng như giảm thời gian chạy mô phỏng với thông tin nhận được là hiệu quả nhất về ảnh hưởng riêng lẻ và ảnh hưởng tương tác của các thông số không chắc chắn với số thực nghiệm là ít nhất có thể. Trong hầu hết các nghiên cứu kỹ thuật, thiết kế thực nghiệm được sử dụng cho 3 mục đích chính:
• Đánh giá ban đầu về không gian mẫu trước khi áp dụng thuật tốn tối ưu để tìm kết quả mơ hình hiệu chỉnh tốt nhất. Phương pháp Latin Hypercube là phương pháp được sử dụng thơng dụng nhất cho mục đích này vì nó đảm bảo tồn bộ khơng gian