Đánh giá các yếu tố không chắc chắn trong giai đoạn đầu phát triển mỏ khí ngưng tụ ST x (lô 15 10 ngoài khơi việt nam) tt

Công việc này tốn rất nhiều thời gian trong quá trình chạy mô phỏng, vì vậy phương pháp thiết kế thực nghiệm đã được nghiên cứu và áp dụng để lựa chọn những thông số không chắc chắn có ả

: Xây dựng mô hình mô phỏng đặc tính của một mỏ

dầu khí là một bước quan trọng trong việc quyết định kế hoạch phát triển mỏ

Do tính phức tạp và thông tin hạn chế thu thập được trong quá trình thăm dò thẩm lượng nên luôn tồn tại các yếu tố không chắc chắn Chính vì lẽ đó công tác mô hình không thể mô phỏng một cách tuyệt đối chính xác về ứng xử của một vỉa chứa so với thực tế Công tác khảo sát các thông số không chắc chắn luôn là một trong những vấn đề được quan tâm chính trong việc xây dựng mô hình cho các mỏ dầu khí hiện nay Công tác này được thực hiện trong tất cả các giai đoạn từ thăm dò, thẩm lượng đến khi khai thác Đặc biệt đối với các mỏ dầu khí chưa phát triển thì có rất nhiều yếu tố không chắc chắn ảnh hưởng đến ứng xử của mỏ cũng như việc dự báo khai thác làm ảnh hưởng đến quá trình quyết định phát triển và quản lý mỏ sau này Để nghiên cứu sự ảnh hưởng của các yếu tố không chắc chắn, mô hình mô phỏng vỉa được xây dựng với rất nhiều dữ liệu đầu vào khác nhau của các thông số không chắc chắn Công việc này tốn rất nhiều thời gian trong quá trình chạy mô phỏng, vì vậy phương pháp thiết kế thực nghiệm đã được nghiên cứu và áp dụng để lựa chọn những thông

số không chắc chắn có ảnh hưởng nhiều nhất đến kết quả dự báo khai thác với

số lần chạy mô phỏng là ít nhất nhưng vẫn đề xuất được kết quả dự báo khai thác có độ tin cậy cao và đưa ra phương án phát triển mỏ tối ưu nhất

Mỏ ST -X là mỏ khí condensat nằm ở lô 15.10 ngoài khơi Việt Nam Kết quả thử vỉa đã chỉ ra độ thấm trung bình thấp, tính bất đồng nhất cao nhiều biên không thấm và có ít nhất 2 vùng đặc tính chất lưu khác nhau Ngoài ra, cấu trúc địa chất của mỏ bị chia cắt nhiều cùng với tính chất thấm vỉa kém đã làm tăng yếu tố không chắc chắn cho công tác phát triển mỏ Chính vì lẽ đó, việc nghiên cứu, đánh giá các yếu tố không chắc chắn và ảnh hưởng của nó là vô cùng cần thiết, nó mang tính quyết định cho việc lên phương án phát triển mỏ sau này

Xuất phát từ nhu cầu thực tiễn trên, tác giả đã chọn đề tài “Đánh giá các yếu tố không chắc chắn trong giai đoạn đầu phát triển mỏ khí ngưng tụ ST-X (Lô 15.10 ngoài khơi Việt Nam)”cho luận án tiến sĩ kỹ thuật dầu khí của mình

ố ượ g g ê ứ : Nghiên cứu này áp dụng cho mỏ khí ngưng tụ ST-X

nằm trong lô 15.10, bồn trũng Cửu Long ngoài khơi phía nam Việt Nam do Công ty điều hành chung Cửu Long (gọi tắt CLJOC) điều hành

g ê ứ : xác định và đánh giá định lượng ảnh hưởng của các yếu

tố không chắc chắn lên phương án phát triển mỏ

đ :

Mục đích: 1.Xác định các yếu tố không chắc chắn và đánh giá định luợng ảnh

hưởng của chúng lên kết quả dự báo khai thác từ đó đề xuất phương án phát

triển mỏ tối ưu cho mỏ ST-X 2 Đưa ra quy trình hoàn thiện đánh giá các yếu

tố không chắc chắn trong công tác phát triển mỏ

Nhiệm vụ: 1 Xác định các thông số không chắc chắn và khoảng biến thiên của

chúng từ kết quả thử vỉa (DST) 2 Khảo sát và phân tích các phương pháp thiết

kế thực nghiệm ứng dụng trong mô hình mô phỏng vỉa nhằm sàng lọc, đánh giá

sự ảnh hưởng của các thông số không chắc chắn đến kết quả dự báo 3 Khảo

sát và xây dựng bề mặt phản hồi kết hợp phương pháp mô phỏng Monte Carlo

nhằm giảm thiểu thời gian và số lần chạy mô phỏng cho dự báo khai thác 4 Dự

báo và tính toán khoảng tin cậy P10 – P50 – P90 cho sản lượng khai thác từ đó

đề xuất phương án phát triển tối ưu mỏ khí condensate ST-X

Cơ sở : 1.Tài liệu địa chất, địa chấn của lô 15.10 Tài liệu địa chất, địa

chấn, địa vật lý, số liệu MDT, DST, phân tích mẫu đặc biệt, PVT của các

giếng thăm dò thẩm lượng mỏ ST-X 2 Các báo cáo nghiên cứu kỹ thuật của công ty Cửu Long JOC như báo cáo trữ lượng, báo cáo phát triển mỏ ST-X 3

Các bài báo nghiên cứu khoa học, nguồn luận văn, luận án nghiên cứu về yếu tố

không chắc chắn trong và ngoài nước 4 Giáo trình kỹ thuật về thống kê thực

nghiệm, mô hình hoá và các phần mềm kỹ thuật (Eclipse, MEPO)

Ý g ĩ k o ọc: 1 Đưa ra quy trình hoàn thiện để đánh giá ảnh hưởng của

các yếu tố không chắc chắn từ giai đoạn thăm dò, thẩm lượng đến phát triển

mỏ 2 Kết quả nghiên cứu này có thể được dùng như một tài liệu tham khảo

cho các nghiên cứu liên quan

Ý g ĩ ực tiễn: 1 Khảo sát và đánh giá định lượng các yếu tố không chắc

chắn sẽ giúp hiểu rõ về sự ảnh hưởng của chúng đến kết quả dự báo từ đó có thể kiểm soát cũng như giảm thiểu đáng kể rủi ro trong việc phát triển và quản

lý mỏ tốt hơn 2 Ứng dụng thiết kế thực nghiệm và bề mặt phản hồi trong

nghiên cứu này đã rút ngắn thời gian và khối lượng công việc cho công tác hiệu

chỉnh mô hình và dự báo khai thác 3 Nghiên cứu này với quy trình mới được

áp dụng vào mỏ ST-X đã đưa ra phương án phát triển mỏ tối ưu cho thu hồi cực đại và cực tiểu rủi ro

Lu đ ểm bảo v : 1 Hệ phương pháp thiết kế thực nghiệm và phương pháp

bề mặt phản hồi ứng dụng trong mô hình mô phỏng vỉa cho phép sàng lọc, đánh giá sự ảnh hưởng của các thông số không chắc chắn đến kết quả dự báo

khai thác mỏ khí ngưng tụ ST-X 2 Phương pháp mô phỏng Monte Carlo trên

bề mặt phản hồi cho phép rút ngắn thời gian chạy mô phỏng từ đó tính toán khoảng tin cậy trữ lượng thu hồi các cấp P10, P50, P90 cho kết quả dự báo sản lượng khai thác trong tương lai mỏ khí condensat ST-X

g đ ể : 1 Xây dựng và đề xuất một quy trình tổng thể

từ: nhận diện, sàng lọc, đánh giá định lượng ảnh hưởng của các yếu tố không chắc chắn trong quá trình phát triển mỏ Kết quả của quy trình đưa ra một

phương pháp tính toán nhanh khi có một thông số thay đổi 2 Việc vận dụng

phương pháp thiết kế thực nghiệm và kết hợp bề mặt phản hồi cho phép nhận diện và sàng lọc các các yếu tố không chắc chắn đồng thời nhận biết được những thông số nào ảnh hưởng nhiều nhất, thông số nào ảnh hưởng ít nhất đến kết quả khảo sát, từ đó có thể đưa ra phương án kiểm soát chúng nhằm giảm

thiểu rủi ro trong dự báo khai thác 3 Việc vận dụng phương pháp mô phỏng

Monter Carlo kết hợp bề mặt phản hồi cho phép rút ngắn thời gian và khối lượng công việc chạy mô phỏng từ đó tính toán khoảng tin cậy P10, P50, P90 cho kết quả dự báo sản lượng khai thác trong tương lai

C : Luận án được trình bày trong 121 trang, 18 bảng biểu,

80 hình vẽ và đồ thị Cấu trúc luận án bao gồm: phần mở đầu, 3 chương mục chính, kết luận, kiến nghị, danh mục các công trình đã công bố và danh mục tài liệu tham khảo

CHƯƠ G 1: TỔNG QUAN VỀ LĨ H VỰC VÀ ỐI ƯỢNG NGHIÊN CỨU

1.1 Tổng quan về ĩ ực nghiên cứu

Trong ngành công nghiệp dầu khí yếu tố không chắc chắn luôn tồn tại và ảnh hưởng trực tiếp đến thành công của các dự án thăm dò, thẩm lượng và khai thác

mỏ Trong lĩnh vực địa chất các yếu tố không chắc chắn bao gồm: cấu trúc địa chất, hệ thống sinh - chứa - chắn, hệ thống phân bố đứt gãy, trữ lượng tại chỗ Trong lĩnh vực công nghệ mỏ: các đặc tính thông số vỉa, khả năng liên thông vỉa, đặc tính chất lưu hay nguồn cung cấp năng lượng, tốc độ thu hồi, số lượng giếng hay chế độ khai thác là những yếu tố không chắc chắn chính Hệ số thu hồi là một hàm của tất cả những yếu tố không chắc chắn nêu trên và có ý nghĩa quyết định cho chiến lược phát triển mỏ Ngoài ra còn tồn tại các yếu tố không chắc chắn khác như yếu tố kỹ thuật, thiết bị, thi công, giá dầu (khí), môi trường đầu tư hay yếu tố chính trị nhưng chúng thường là các yếu tố thứ cấp

Việc đánh giá ảnh hưởng của các yếu tố không chắc chắn thường không được xác định một cách chính xác tuyệt đối bởi vì ảnh hưởng này thay đổi theo thời gian và số lượng dữ liệu có giá trị Sự hiểu biết về các yếu không chắc chắn cũng như ảnh hưởng của nó đóng vai trò rất quan trọng trong quyết định phát triển một mỏ dầu khí Những năm gần đây, việc đánh giá sự không chắc chắn càng có mức độ chính xác cao hơn Sự chính xác này là do có bước tiến trong khoa học kỹ thuật (thiết bị đo, thiết bị xử lý thông tin trong quá trình khoan và đánh giá sau khi khoan), công tác mô phỏng, mô hình hóa vỉa ngày càng cải tiến, tăng mức độ tin tưởng, cải thiện chất lượng của kết quả dự báo từ đó giúp các nhà quản lý đưa ra chiến lược phát triển mỏ một cách tối ưu [1]

1.1.1 Tình hình nghiên cứu trên thế giới

Từ lâu, các yếu tố không chắc chắn đã được các nhà khoa học nghiên cứu và áp dụng trong lĩnh vực dầu khí nhằm đưa ra những đánh giá chính xác phục vụ cho công tác phát triển tối ưu mỏ Năm 1989, P Behrenbruch và cộng sự đã áp

dụng phương pháp đường cong ước lượng nhằm phục vụ cho việc nghiên cứu

và đánh giá rủi ro trong thăm dò và phát triển mỏ dầu khí Đây là phương pháp xác suất đơn giản nên chưa tích hợp được nhiều yếu tố không chắc chắn trong quy trình đánh giá [2] T Charles và cộng sự (2001) đã nghiên cứu đánh giá định lượng các yếu tố không chắc chắn để rút gọn quá trình đánh giá nhưng

không có quy trình tổng quát cho việc nhận diện các yếu tố không chắc chắn [3] S Srinivasan và C.V Deutsch (2004) đã ứng dụng phương pháp địa thống

kê vào mô hình hóa để đánh giá rủi ro giúp lựa chọn vị trí giếng khoan phát triển mỏ tối ưu bằng phương pháp tích hợp tài liệu địa chấn với kết quả giếng khoan bằng phương pháp xác suất Bayesian [4] Một nghiên cứu trên SPE (2005) đưa ra phương pháp Neighbourhood Algorithm (NA) được xây dựng trên mô hình “black oil” Phương pháp này cung cấp một số lượng mô hình được hiệu chỉnh tốt nhất để chạy dự báo khai thác Ngoài ra phương pháp lấy mẫu Markov Chain Monte Carlo (MCMC) được xây dựng để tính toán khoảng tin cậy kết quả dự báo đồng thời giảm thiểu thời gian chạy mô phỏng [5] Một nghiên cứu khác trên SPE (2007) áp dụng phương pháp thống kê thực nghiệm (Latin Hyper Cube, Bayesian tuyến tính) để hiệu chỉnh mô hình dựa trên các thông số không chắc chắn từ đó xây dựng một vài mô hình có kết quả tốt nhất

để tiến hành dự báo khai thác và đưa ra kế hoạch phát triển mỏ tin cậy hơn [6]

J Eric Bickela, Reidar B Bratvoldb (2008) đã đưa ra quyết định về một khung định lượng của tính không chắc chắn kết hợp với kết quả khảo sát nhằm hỗ trợ cho việc đổi mới phương pháp luận và các công cụ ra quyết định tốt hơn[7] Năm 2009, Mathieu Denis Feraille và Daniel Busby đã xây dựng một quy trình quản lý các yếu tố không chắc chắn nhằm phục vụ công tác phát triển mỏ cận biên Nhóm tác giả đưa ra phân bố của các yếu tố không chắc chắn bằng kỹ thuật thống kê tiên tiến kết hợp mô hình bề mặt đáp ứng phi tham số với phương pháp thiết kế thích ứng để đánh giá hàm mục tiêu nhằm tối ưu hóa kế hoạch phát triển [8] Ngoài ra đã có nhiều tác giả nghiên cứu về ảnh hưởng của

Harrison (2010)[9]; Michael Lev Litvak; Josh Baxter (2011)[10]; Babafemi Anthony Ogunyomi; Larry Wayne Lake [11]; Essien, Samson Imoh (2012)[12]

và R.Salinas; A.Di Nezio;V.Huerta (2014) [13] Trong những nghiên cứu này,

chắc chắn về địa chất – công nghệ mỏ (tĩnh và động) thông qua phương pháp xác suất thống kê kết hợp phương pháp pháp thiết kế thực nghiệm Bằng phương pháp mô hình hóa và phân tích độ nhạy của từng yếu tố, nhóm tác giả

đã đánh giá được yếu tố nào có ảnh hưởng lớn đến kết quả đầu ra Từ đó mô

hình đại diện nhất sẽ được lựa chọn dùng để dự báo khai thác và đưa ra quyết định tin cậy hơn trong quá trình phát triển mỏ

1.1.2 Tình hình nghiên cứu ở trong nước

Tại Việt Nam, gần đây đã có nhiều nghiên cứu liên quan đến ảnh hưởng của các yếu tố không chắc chắn phục vụ cho công tác phát triển một mỏ dầu khí Đặc biệt, nhiều sinh viên khoa Kỹ Thuật dầu khí trường Đại Học Bách Khoa thành phố Hồ Chí Minh đã chọn chủ đề đánh giá ảnh hưởng của các yếu tố không chắc chắn làm chủ đề nghiên cứu cho luận văn thạc sĩ của mình Trong những

nghiên cứu này, nhóm tác giả đưa ra quy trình đánh giá định lượng ảnh hưởng

của các yếu tố không chắc chắn đến quá trình hiệu chỉnh mô hình hoặc dự báo khai thác cho một mỏ dầu khí Quy trình này gồm những bước sau: (1) Nhận diện các yếu tố không chắc chắn và miền giá trị của nó (2) Sử dụng kết hợp phương pháp phân tích bề mặt đáp ứng với thiết kế thực nghiệm thừa số 2 cấp

để khảo sát được những thông số nào ảnh hưởng nhiều nhất hoặc ít nhất đến kết quả cần xem xét từ đó sàng lọc các yếu tố ít ảnh hưởng đến kết quả mô hình (3) Đánh giá định lượng các yếu tố ảnh hưởng bằng phương pháp phân tích bề mặt đáp ứng kết hợp với thiết kế thực nghiệm thừa số 3 cấp nhằm giảm thiểu thời gian thực thi các mô phỏng cho giai đoạn đánh giá định lượng này (4) Sử dụng phương pháp mô phỏng Monte Carlo để xác định hàm phân bố xác suất của kết quả mô hình (hàm mục tiêu) [14][15][16]

Mặc dù các yếu tố không chắc chắn đã được nghiên cứu từ sớm và áp dụng trong lĩnh vực dầu khí nhưng những nghiên cứu này mới chỉ dừng lại ở mức độ nghiên cứu chung hoặc đánh giá đơn lẻ, chưa hệ thống hoá đúc kết thành qui luật và chưa đưa ra được một quy trình tổng thể cho việc đánh giá ảnh hưởng của các yếu tố không chắc chắn đến quá trình phát triển cho một mỏ dầu khí

Từ kết quả của những nghiên cứu nêu trên, luận án sẽ nghiên cứu và xây dựng một quy trình chung cho quá trình nhận diện, sàng lọc và đánh giá định lượng

sự ảnh hưởng của các yếu tố không chắc chắn bằng hệ phương pháp thiết kế thực nghiệm và bề mặt phản hồi kết hợp với công cụ mô hình mô phỏng vỉa dầu khí từ đó tính toán khoảng tin cậy cho kết quả dự báo sản lượng khai thác góp phần trong việc kiểm soát các yếu tố không chắc chắn, giảm thiểu rủi ro và đưa

ra chiến lược phát triển mỏ tối ưu

1.2 Tổng quan về đố ượng nghiên cứu

1.2.1 Vị trí địa lý và đặc điểm địa lý tự nhiên khu vực nghiên cứu

Mỏ ST-X thuộc lô 15.10 nằm ở phía

Bắc-Đông Bắc bồn trũng Cửu Long

cách Vũng tàu khoảng 135km về phía

Đông, độ sâu nước trung bình 56m

(hình 1.1) Khí hậu khu vực nghiên

cứu thuộc miền khí hậu á xích đạo đại

dương gồm 2 mùa: mùa khô và mùa

mưa Gió mùa Đông Bắc từ tháng 10

đến tháng 4, gió mùa Tây Nam từ

tháng 5 đến tháng 9 Thủy triều có chế

Hình 1.1: Vị trí mỏ ST- X Lô 15.10 Bồn trũng Cửu Long

độ bán nhật triều không đều, độ cao thủy triều khoảng 2-3,5m [17] [18]

1.2.2 Đặc điểm địa chất, địa tầng, kiến tạo bồn trũng Cửu Long và mỏ ST- X

1.2.2.1 Lịch sử phát triển địa chất khu vực nghiên cứu

Mỏ ST- X nằm về phía Nam của phần

Đông Nam mảng Âu – Á Đây là bể

trầm tích rift kiểu tách giãn, phát triển

miền vỏ lục địa có tuổi trước Kainozoi

bị thoái hóa mạnh trong thời kỳ

Paleoxen và chuyển sang chế độ rìa

lục địa thụ động bắt đầu từ thời kỳ

Neoxen (hình 1.2) Lịch sử phát triển

địa chất của bể Cửu Long được chia ra

3 giai đoạn:Trước tạo rift(pre rift), tạo

rift và sau rift (post rift) [17], [19],[20]

Hình 1.2 : Sơ đồ minh họa hoạt động

kiến tạo bể Cửu Long

1.2.2.2 Đặc điểm địa tầng khu vực nghiên cứu

Địa tầng mỏ ST- X và địa tầng lô 15.10 tương tự khung địa tầng chung của bể Cửu Long Theo tài liệu khoan, địa tầng mỏ ST- X, Lô 15.10 gồm đá móng cổ trước Kainozoi và trầm tích lớp phủ Kainozoi (hình 1.3) [17], [19], [20]

1.2.3 Hệ thống dầu khí

Block 15-10

ỏ ST-X

Lô 15-10

Tầng sinh: tồn tại 2 tầng đá m trầm

tích tuổi Oligoxen và Mioxen sớm [18]

Tầngchứa: bao gồm cát kết tuổi

Mioxen, Oligoxen và đá móng

granitoid nứt nẻ trước Đệ Tam [17]

Tầng chắn: là những vỉa hoặc tập sét

nằm trong khoảng địa tầng từ Mioxen

tới Oligoxen, bao gồm 1 tầng chắn khu

vực và 3 tầng chắn địa phương [18]:

Bẫy chứa: bao gồm bẫy cấu trúc, bẫy

phi cấu tạo và bẫy hỗn hợp [18].

Dịch chuyển dầu khí: Dầu khí di cư

theo phương thẳng đứng qua các đứt

Hình 1.3: Cột địa tầng tổng hợp lô

15.10 và mỏ ST-Xgãy lớn tới tầng chứa phía trên hoặc dịch chuyển dọc tầng theo vỉa cát xen k p

trong chính tầng đá m hoặc theo các tập tiếp xúc trực tiếp với tầng sinh

1.2.4 Lịch sử tìm kiếm thăm dò thẩm- lượng mỏ ST-X, Lô 15.10

Hoạt động thăm dò thẩm lượng mỏ

ST-X được tiến hành từ năm 2003 Đã

có 4 giếng khoan (ST-A-B-C-D) (hình

1.5) được khoan tại mỏ này

- Giếng khoan thăm dò đầu tiên

(ST-A) được khoan để đánh giá triển

vọng của mỏ ST-X nằm ở phía Đông

Nam của Lô 15.10 Giếng khoan thử

vỉa trong tầng trầm tích và cho thấy

biểu hiện dầu khí từ 3 vỉa trong tầng

cát kết Oligoxen Hình 0.1: Vị trí giếng khoan mỏ ST-X

- Giếng thẩm lượng đầu tiên (ST-B), được khoan để đánh giá tầng đá móng nứt

nẻ, cũng như các vỉa cát kết Oligoxen (tập E & F) Thử vỉa DST được tiến hành tại phần nóc tầng móng cho lưu lượng khí cực đại là 10 triệu bộ khối khí/ngày

và 1200 thùng condensat/ngày

- Giếng thẩm lượng thứ hai (ST-C), được khoan để thẩm lượng phần rìa kéo dài của tập E và F và khối đứt gãy chưa thử trước đó

- Giếng thẩm lượng ST-D được khoan để kiểm tra cánh phía bắc của trầm tích Oligoxen cấu tạo ST-X Giếng ST-D được thử vỉa trong tập E

1.2.5 Đặc tính thông số vỉa tập E, F mỏ ST-X

Tính ch t ch ư ( V ): Mẫu chất

lưu PVT được lấy trong quá trình thử

vỉa các giếng ST-A, ST-B và ST-C

Bảng 0.1: Thông số chất lưu ST-X

Tính ch ư c: 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]

Bảng 0.2: Kết quả phân tích nước

Tính ch ơ ý đ đ : Các phân tích tính chất cơ lý đất đá được thực hiện từ

các mẫu co lấy tại giếng ST-B, ST-C và ST-D Quan hệ độ bão hòa nước dư với Sqrt (k/porosity) và quan hệ rỗng thấm được thể hiện trên các hình 1.7 và 1.8

Hình 1.7 Quan hệ Swi và Sq Root Hình 1.8: Quan hệ rỗng thấm

Độ bão hòa nước dư có quan hệ với (độ thấm/ độ rỗng) được xác định theo hàm:

(1.1)

Thông số công nghệ mỏ

Kết quả thử vỉa: Kết quả thử vỉa được tổng hợp trên bảng 1.4 bên dưới [22]

Bảng 1.4: Kết quả thử vỉa mỏ ST-X

Áp su t và nhi độ: Số liệu áp suất

và nhiệt độ mỏ ST-X được minh họa

trong hình 1.9 và bảng 1.6

Hình 0.2: Số liệu áp suất mỏ ST-X

Bảng 0.3: Áp suất và nhiệt độ tầng E

và F mỏ ST-X

1.2.6 Đánh giá trữ lượng dầu khí tại chỗ ban đầu mỏ ST- X

Trữ lượng tại chỗ mỏ ST-X được tính toán bằng phương pháp thể tích và mô hình địa chất 3D được tóm tắt trong bảng 1.9

8000 8200 8400 8600 8800 9000 9200 9400

Áp Suất (psia)

CHƯƠ G 2 CƠ S LÝ THUYẾT

Trong chương này tác giả sẽ nêu chi tiết về cơ sở lý thuyết 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 thuy t

Để thực hiện việc khảo sát và nghiên cứu sự ảnh hưởng của các thông số không chắc chắn đến mô 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 toàn 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 không 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 thông 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 mô phỏng bằng phương pháp Monte Carlo;

• Đảm bảo số lượng chạy mô phỏng là ít nhất, thông tin lấy được là nhiều nhất

và mang tính đại diện nhất;

2.1.1 Phương pháp 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 toàn bộ không 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 (Hình 2.1) Trong giai đoạn đầu trước khi tiến hành một thiết kế một 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 thông số không

chắc chắn Những phương pháp thiết

kế thực nghiệm chính bao gồm:

Plackett-Burman, Hypercube, Full

Fracrorial , Random, Rejection Hình 2.1:Mô hình thiết kế thựcnghiệm

2.1.2 Phương pháp mô hình bề mặt phản hồi (RMS)

Mô hình bề mặt phản hồi (đáp ứng) là

sự kết hợp của những phương pháp kỹ

thuật toán học và thống kê Mô hình

này thường được sử dụng cho việc

phân tích những vấn đề trong đó kết

quả đầu ra bị ảnh hưởng của các biến

(thông số) đầu vào với mục đích là tối

ưu giá trị kết quả này trong sự thay đổi

của các biến (thông số) đó(Hình

2.10) Mục tiêu cuối cùng của phương

pháp bề mặt phản hồi là để xác định

điều kiện tối ưu cho hệ thống hoặc xác

định một vùng không gian giá trị của

các thông số không chắc chắn nhằm

thoả mãn những yêu cầu hoạt động của hệ thống đó

Hình 2.10: Ứng dụng của phương pháp bề mặt phản hồi (RSM)

2.1.3 Phương pháp tối ưu hóa

Tối ưu hoá toán học là một khái niệm mô tả quá trình tìm kiếm những giá trị tối

ưu của thông số đầu vào (thông số không chắc chắn) để đạt được đại lượng cần được tối ưu Chi tiết tối ưu hóa được minh họa trong hình 2.11 Đại lượng tối

ưu là hàm mục tiêu được xây dựng dựa vào những thành phần cục bộ nhằm tính

Cum oil in 0.45 - 0.6

Cum oil in 0.25 – 1.4 More informative

toán hàm mục tiêu tập trung vào những khoảng/điểm đo đạc tin cậy có trọng số cao như BHP, WCT, WGOR

Hình 2.12: Phương pháp tối ưu hóa

2.1.4 Mô phỏng Monte-Carlo

Phương pháp Monte Carlo (hay mô phỏng Monte Carlo) được sử dụng mô tả các vấn đề kỹ thuật để ước lượng kết quả nhằm định lượng những vấn đề thông qua việc lấy mẫu thống kê Đây là phương pháp được sử dụng để đánh giá ảnh hưởng của những thông số không chắc chắn đầu vào (input) đến sự bất định (không chắc chắn) của kết quả đầu ra của mô hình (Hình 2.14)

Hình 2.14: Nguyên tắc hoạt động của phương pháp mô phỏng Monte Carlo Trong mô phỏng Monte Carlo, phương trình mô tả một đại lượng là một hàm của các thông số không chắc chắn thay đổi trong khoảng biến thiên với sự phân

bố xác suất về giá trị của chúng Mô phỏng Monte Carlo sẽ lấy những giá trị của chúng dựa vào sự phân bố này cho việc tính toán kết quả của đại lượng

Số

khai thác