Đánh giá và lựa chọn phương pháp xây dựng mô hình tướng cho tầng chứa oligocene hạ mỏ x thuộc bồn trũng cửu long

Để đánh giá khả năng ứng dụng của các phương pháp xây dựng mô hình địa chất này với điều kiện của mỏ X thì việc nghiên cứu đề tài “ĐÁNH GIÁ VÀ LỰA CHỌN PHƯƠNG PHÁP XÂY DỰNG MÔ HÌNH TƯỚNG

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HCM

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

-

QUÁCH THU VŨ

ĐÁNH GIÁ VÀ LỰA CHỌN PHƯƠNG PHÁP XÂY DỰNG MÔ HÌNH TƯỚNG CHO TẦNG CHỨA OLIGOCENE HẠ MỎ X THUỘC BỒN TRŨNG CỬU

CÔNG TRÌNH ĐƯỢC HOÀN THÀNH TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA –ĐHQG -HCM

Cán bộ hướng dẫn khoa học: TS Mai Cao Lân

Cán bộ chấm nhận xét 1:

Cán bộ chấm nhận xét 2:

Luận văn thạc sĩ được bảo vệ tại Trường Đại học Bách Khoa, ĐHQG Tp HCM ngày tháng năm

Thành phần Hội đồng đánh giá luận văn thạc sĩ gồm: 1

2

3

4

5

Xác nhận của Chủ tịch Hội đồng đánh giá LV và Trưởng Khoa quản lý chuyên ngành sau khi luận văn đã được sửa chữa (nếu có) CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG TRƯỞNG KHOA…………

NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên học viên: Quách Thu Vũ MSHV:09360611

Ngày, tháng, năm sinh: 10/04/1984 Nơi sinh: Kiên Giang

Chuyên ngành: Địa chất dầu khí ứng dụng Mã số: 60.53.51

I TÊN ĐỀ TÀI: KHẢO SÁT CÁC PHƯƠNG PHÁP XÂY DỰNG MÔ HÌNH TƯỚNG ĐÁ CHO TẦNG CHỨA OLIGOCENCE HẠ MỎ X THUỘC BỒN TRŨNG CỬU LONG

II NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG:

+ Thiết lập quy trình xây dựng mô hình địa chất

+ Khảo sát các phương pháp xây dựng mô hình tướng

+ Xây dựng mô hình tướng cho mỏ X bằng nhiều phương pháp khác nhau, biện luận và lựa chọn phương pháp mô hình tướng hợp lý nhất đối với điều kiện và cơ sở dữ liệu của mỏ X III NGÀY GIAO NHIỆM VỤ:

IV NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: 12/2011

V CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: TS Mai Cao Lân

Tp HCM, ngày tháng năm 20

CÁN BỘ HƯỚNG DẪN (Họ tên và chữ ký) CHỦ NHIỆM BỘ MÔN ĐÀO TẠO (Họ tên và chữ ký) TRƯỞNG KHOA….………

(Họ tên và chữ ký)

Ghi chú: Học viên phải đóng tờ nhiệm vụ này vào trang đầu tiên của tập thuyết minh LV

LỜI CẢM ƠN

Tôi xin chân thành gửi lời cảm ơn sâu sắc đến các thầy cô Khoa Kỹ thuật Địa chất và Dầu khí, đặc biệt là các thầy cô ở Bộ môn Địa chất dầu khí và Khoan và Khai thác đã tận tình chỉ dạy trong suốt những năm học tập tại khoa

Tôi xin cảm ơn phòng dịch vụ công ty Roxar đã tạo điều kiện cho tôi sử dụng phần mềm Irap RMS để thực hiện đề tài luận văn này

Đặc biệt, tôi xin chân thành cảm ơn TS Mai Cao Lân đã tận tình hướng dẫn và đóng góp những ý kiến vô cùng quý báu để giúp tôi hoàn thành luận văn tốt nghiệp này

Quách Thu Vũ

MỤC LỤC

LỜI CẢM ƠN i 

MỤC LỤC ii 

MỞ ĐẦU 1U   i) Tính cấp thiết của đề tài 1 

ii) Mục tiêu của đề tài 1 

iii) Các công trình nghiên cứu có liên quan đến đề tài 1 

iv) Phương pháp nghiên cứu và nội dung nghiên cứu 5 

v) Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của luận văn 6 

vi) Tóm tắt luận văn thạc sĩ 7 

vii) Những điểm mới của luận văn 8 

Danh sách các hình vẽ trong luận văn 9 

Danh sách các bảng biểu trong luận văn 11 

Những ký hiệu, từ viết tắt và thuật ngữ sử dụng trong luận văn 11 

CHƯƠNG 1: CÁC PHƯƠNG PHÁP XÂY DỰNG MÔ HÌNH ĐỊA CHẤT 12 

1.1 CÁC KHÁI NIỆM CHUNG VỀ MÔ HÌNH ĐỊA CHẤT 12 

1.2 CÁC BƯỚC XÂY DỰNG MỘT MÔ HÌNH ĐỊA CHẤT 15 

1.2.1 Thu thập và phân tích dữ liệu 17 

1.2.2 Xây dựng mô hình cấu trúc 24 

1.2.3 Xây dựng mô hình các thông số đặc trưng vỉa 29 

1.2.4 Tính toán trữ lượng 36 

1.2.5 Thô hóa mô hình địa chất 39 

1.2.6 Đánh giá bất định 39 

CHƯƠNG 2: CÁC PHƯƠNG PHÁP XÂY DỰNG MÔ HÌNH TƯỚNG 42 

2.1 TỔNG QUAN PHƯƠNG PHÁP XÂY DỰNG MÔ HÌNH TƯỚNG 42 

2.2 CÁC PHƯƠNG PHÁP XÂY DỰNG MÔ HÌNH TƯỚNG ĐÁ 44 

2.2.1 Phương pháp xác định 44 

2.2.2 Phương pháp địa thống kê ngẫu nhiên 44 

2.2.2.1 Phương pháp Pixel-Based 55 

2.2.2.2 Phương pháp mô hình dựa trên hình học của tướng 64 

CHƯƠNG 3: XÂY DỰNG MÔ HÌNH TƯỚNG CHO MỎ X 70 

3.1 ĐẶC ĐIỂM ĐỊA CHẤT BỒN TRŨNG CỬU LONG 70 

3.1.1 Vị trí địa lý 70 

3.1.2 Các thành tạo địa chất cấu tạo nên bồn trũng Cửu Long 72 

3.1.3 Các đơn vị cấu trúc của bồn trũng Cửu Long 76 

3.1.4 Các hệ thống đứt gãy 77 

3.2 ĐẶC ĐIỂM ĐỊA CHẤT CỦA MỎ X 77 

3.2.1 Tổng quan về mỏ X 77 

3.3 ĐẶC ĐIỂM CẤU TRÚC – KIẾN TẠO CỦA MỎ X 84 

3.3.1 Đặc điểm cấu trúc của mỏ X 84 

3.3.2 Hệ thống đứt gãy ở mỏ X 85 

3.4 XÂY DỰNG MÔ HÌNH TƯỚNG BA CHIỀU CHO MỎ X 87 

3.4.1 Dữ liệu sẵn có của mỏ X 87 

3.4.2 Phân tích dữ liệu 88 

3.4.3 Mô hình cấu trúc 92 

3.4.3 Mô hình tướng 97 

Kết luận và kiến nghị 109 

TÀI LIỆU THAM KHẢO 110 

MỞ ĐẦU

i) Tính cấp thiết của đề tài

Tầng chứa cát kết Oligocence hạ là một trong ba đối tượng khai thác của mỏ X, thuộc bồn trũng Cửu Long Cho đến nay, tầng chứa Oligocence hạ vẫn chưa được quan tâm như đối tượng đá móng nứt nẻ và tầng chứa cát kết Miocence Tầng chứa cát kết Oligocence hạ chưa có một mô hình địa chất hoàn chỉnh để thể hiện đặc trưng địa chất vỉa chứa dầu khí Chính vì vậy, việc xây dựng một mô hình địa chất cho đối tượng này dựa trên cơ sở dữ liệu hiện có nhằm phục vụ cho công tác mô phỏng mỏ và thực hiện chiến lượt phát triển mỏ trong tương lai là hết sức cần thiết Hiện nay có nhiều phương pháp xây dựng mô hình địa chất đang được các công ty ứng dụng Để đánh giá khả năng ứng dụng của các phương pháp xây dựng mô hình địa chất này với điều kiện của mỏ X thì việc nghiên cứu đề tài “ĐÁNH GIÁ VÀ LỰA CHỌN PHƯƠNG PHÁP XÂY DỰNG MÔ HÌNH TƯỚNG ĐÁ CHO TẦNG CHỨA OLIGOCENCE HẠ MỎ X THUỘC BỒN TRŨNG CỬU LONG” sẽ làm sáng tỏ đặc trưng địa chất và quy luật phân bố tướng của tầng cát kết Oligocence hạ

mỏ X, làm cơ sở để lựa chọn phương pháp xây dựng mô hình tướng phù hợp với dữ liệu và điều kiện của mỏ X, đồng thời phục vụ cho việc xây dựng mô hình thông số vỉa, tính trữ lượng tại chỗ, xây dựng mô hình khai thác và kế hoạch phát triển mỏ tối

ưu

ii) Mục tiêu của đề tài

Thiết lập quy trình xây dựng một mô hình địa chất và khảo sát các phương pháp xây dựng mô hình tướng trên cơ sở dữ liệu và điều kiện địa chất của mỏ X, trong đó tập trung vào việc phân tích khả năng ứng dụng của từng phương pháp xây dựng mô hình tướng và kiến nghị phương pháp phù hợp nhất

iii) Các công trình nghiên cứu có liên quan đến đề tài

Cho đến nay có rất nhiều nghiên cứu về các phương pháp mô hình tướng mà đặc biệt là phương pháp xây dựng mô hình địa chất dùng các thuật toán địa thống kê ngẫu nhiên (stochastic modeling), một vài nghiên cứu có liên quan như:

Trong nước:

Một số luận văn đại học và thạc sĩ tại khoa kỹ thuật địa chất và dầu khí đã đề cập đến xây dựng mô hình địa chất như ứng dụng phương pháp SIS, SGS, MPS trong

mô hình địa chất mỏ cho đối tượng trầm tích vụn và đá móng nứt nẻ chứa dầu Một

số đề tài đã thực hiện như sau:

1 Nguyễn Trí Minh Châu 9: “Xây dựng mô hình tướng cho tầng móng nứt nẻ mỏ

X bồn trũng Cửu Long”, LV ThS, 2010

Nội dung bài viết thiên về ứng dụng phương pháp mạng neutron nhân tạo trong việc mô hình đặc trưng nứt nẻ mà cụ thể là mô hình phân bố độ rỗng của đá móng nứt nẻ chứa dầu mỏ X thuộc bồn trũng Cửu Long Phương pháp này được xây dựng trên những nguyên lý tổ chức liên kết các phần tử trong một tập hợp hoạt động song song theo một hàm số tuyến tính mà không cần một lựa chọn mô hình toán học trước Nó bao gồm hai quá trình là quá trình học tập (training) và quá trình thực thi (process/execution) Tác giả đã tích hợp các dữ liệu đầu vào bao gồm tài liệu giếng khoan và thuộc tính địa chấn để xây dựng mô hình độ rỗng Các tài liệu giếng khoan cung cấp vị trí đới nứt nẻ, mật độ, độ mở nứt nẻ

và cả độ rỗng nứt nẻ Sử dụng phương pháp mạng neutron nhân tạo (ANN) để tìm những mối tương quan giữa tài liệu giếng khoan (mật độ khe nứt dọc giếng khoan) và các thuộc tính địa chấn như Ant-tracking, flatness để phân bố mật độ nứt nẻ từ giếng khoan ra toàn vỉa Kết quả của mô hình mật độ khối ba chiều dùng để tính mô hình độ rỗng bằng phép mô phỏng tuần tự với co-kriging (sequential simulation based with co-krigigng) Kết quả mô hình độ rỗng của mỏ

X có thể thấy độ rỗng giảm dần theo độ sâu tính từ nóc móng với ba đới rõ rệt Đới thứ nhất có độ rỗng tốt trung bình từ 3-9%, đới thứ hai có độ rỗng trung bình từ 2-4% và đới thứ ba có độ rỗng từ 0-1% Dựa trên kết quả của bài viết này có thể thấy được phương pháp mô hình hoá độ rỗng đá móng được áp dụng

có hiệu quả trên cơ sở phân tích kết hợp các yếu tố kiến tạo, vật lý – thạch học, phân tích FMI, địa chấn và phương pháp Neuron network

2 Nguyễn Xuân Thọ 10: “Ứng dụng phương pháp thống kê đa điểm cho mô hình tướng đá tầng chứa Oligocene, mỏ Sói Trắng, lô 16-1, bồn trũng Cửu Long” LV ThS, 2011

Nội dung chính của bài viết này đề cập đến một phương pháp xây dựng mô hình tướng khá mới là phương pháp thống kê đa điểm (MSP) Trước khi đi vào phần chính của đề tài tác giả đã trình bày khái niệm mô hình hóa tướng đá và đề cập đến các phương pháp minh giải tướng đá như phương pháp địa chất-địa vật lý, địa chấn, mô tả mẫu lõi, ảnh giếng khoan, cổ sinh và trầm tích hiện đại cũng như

lý thuyết về mô hình tướng bằng các phương pháp địa thống kê như stochastic

và deterministic Khu vực khảo sát là tầng cát kết Oligocene mỏ Sói Trắng bồn trũng Cửu Long, có môi trường trầm tích châu thổ sông với các thành phần tướng là lạch sông, đê bờ, bãi cát vỡ đê, bùn nhập lụt và cồn cát giữa sông Cũng giống như các phương pháp khác, MPS cũng yêu cầu thu thập, phân tích và xây dựng mô hình cấu trúc trước khi mô hình tướng Tác giả đã trình bày quy trình

xử lý số liệu và chạy mô hình thông qua dữ liệu giếng khoan, training image, dữ liệu xu hướng theo khu vực, góc quay và tỷ lệ quy đổi từ training image sang mô hình thực tế cho nhiều trường hợp khác nhau mà giả thuyết có thể xảy ra Kết quả mô hình cho thấy việc sử dụng phương pháp thống kê đa điểm thể hiện bức tranh địa chất khá rõ nét, cho phép khống chế kết quả mô hình rất tốt so với phương pháp truyền thống

Geologica Acta, Vol.5, N 0 3, 2007, 199-230.

Trong bài viết này O.Falivene và L Cabrera đã phân loại, khái quát và minh họa các phương pháp khôi phục phân bố tướng (FRM-Facies Reconstruction Method) hay còn gọi là phương pháp mô hình tướng (Facies modeling) Các phương pháp xây dựng mô hình được giới thiệu bao gồm phương pháp xác định (deterministics) và phương pháp địa thống kê ngẫu nhiên (stochastics) Tác giả

đã ứng dụng các phương pháp khôi phục phân bố tướng để mô hình các đối tượng là trầm tích sông và trầm tích khối trượt trọng lực cho mục đích nghiên cứu trong bài viết này

Từ kết quả đạt được tác giả nhấn mạnh khả năng ứng dụng của mỗi phương pháp ứng với điều kiện và mục đích của việc xây dựng mô hình Đối với phương pháp deterministic, sẽ phù hợp trong giai đoạn thăm dò khi mà chưa có nhiều dữ liệu, kết quả deterministic không tốn nhiều thời gian, cho cái nhìn sơ

bộ về mỏ Phương pháp deterministic cũng phù hợp trong trường hợp mỏ có đầy đủ dữ liệu và rất chắc chắn Đối với phương pháp địa thống kê ngẫu nhiên (stochastic) thì phù hợp trong giai đoạn phát triển mỏ khi mà có quá nhiều dữ liệu không chắc chắn do đó cần nhiều kịch bản (scenarios) để dự đoán khả năng

mà phân bố tướng có thể xảy ra

2 Claudio N Larriestra and Hugo Gomez 7: “Multiple-Point Simulation Applied

to Uncertainty Analysis of Reservoirs Related to High Sinuosity Fluvial Systems: Mina El Carmen Formation, San Jorge Gulf Basin, Argentina”,

Presentation at AAPG International Conference and Exhibition, Rio de Janeiro, Brazil, November 15-18, 2009

Bài viết này ứng dụng một vài phương pháp địa thống kê ngẫu nhiên (stochastic) khác nhau để so sánh kết quả cho trầm tích có tuổi Cretaceous muộn, hệ tầng Mina El Carmen, mỏ Diadema, bồn trũng San Jorge, Argentina

Mỏ Diadema có môi trường lắng động trầm tích hệ sông uốn khúc biến đổi cả

về bề dày lẫn bề rộng và mức độ uốn khúc của sông tương đối cao Tác giả đã

so sánh hơn 30 kết quả (realizations) sử dụng thuật toán Sequential Gaussian Simulation, Sequential Indicator Simulation, Object-Based và Multiple-point Sequential simulations (MPS) trên cùng một tập dữ liệu đầu vào

Phương pháp MPS yêu cầu xây dựng tập ảnh (training image) để tái hiện phân

bố tướng trong không gian ba chiều Tập ảnh này được xây dựng từ ảnh vệ tinh

và chuyển đổi sang dự liệu số và văn tự (ASCII) để nhập vào phần mềm Sgems

Mô hình xây dựng bằng phương pháp MPS cho kết quả thể hiện được hệ sông

có độ uốn khúc lớn, bề rộng thay đổi, hướng thay đổi Trong khi đó hình dạng của hệ sông uốn khúc không thể thực hiện được trên các thuật toán Sequential Gaussian Simulation, Sequential Indicator Simulation, Object-Based Kết quả

từ giếng khoan thẩm định cho thấy dự đoán từ phương pháp MPS là tốt nhất Tác giả kết luận phương pháp MPS là phương pháp phù hợp nhất để dự đoán

của hệ sông có độ uốn khúc cao với bề rộng trung bình của sông nhỏ hơn 300m như thành hệ sông Mina El Carmen

3 Prasenjit Roy and Sebastien Strebelle 8: “Capturing Depositional Processes

Using MPS Simulation with Multiple Training Images”, Presentation AAPG

Convention, San Antonio, TX, April 20-23, 2008

Prasenjit Roy và Sebastien Strebelle đã ứng dụng phương pháp thống kê đa điểm (Multiple-Point Statistics simulation) để thể hiện lại những hình dạng tướng trầm tích phức tạp như lạch uốn khúc mà kỹ thuật sử dụng variogram thông thường không làm được Trong phương pháp MPS việc đầu tiên là lấy mẫu tướng từ tập ảnh số ba chiều (3D training image) để diễn tả thành phần địa chất muốn tái dựng lại trong nghiên cứu mỏ này và sau đó tái tạo dạng hình ảnh tương tự có ràng buộc với dữ liệu giếng khoan và địa chấn trên ô mạng ba chiều

Tuy nhiên, mỏ dầu khí thường được đặc trưng bởi nhiều quá trình lắng động trầm tích, tạo nên sự biến đổi của nhiều tướng với nhiều hình thái kiến trúc khác nhau Ví dụ như lạch thung lũng đào khét (slope valley channels) phát triển khi

đi xa bờ tới thềm đại dương sẽ tạo thành thùy (lobes) Để xây dựng được sự biến đối tướng theo không gian, Prasenjit Roy và Sebastien Strebelle đã sử dụng nhiều tập ảnh thể hiện các quá trình trầm tích khác nhau Bài viết này cũng trình bày cách thức ràng buộc quá trình mô hình theo các dữ liệu như bản

đồ và đường cong xác suất phân bố tướng cũng như các bản đồ thể hiện phương của các tướng, điều này sẽ giúp quá trình xây dựng mô hình tướng bằng phương pháp này chính xác hơn, thể hiện tính bất đồng nhất của địa chất hơn

iv) Phương pháp nghiên cứu và nội dung nghiên cứu

Mô hình tướng sẽ được xây dựng dựa trên những kiến thức cơ bản về địa chất khu vực, kiến tạo khu vực, địa chất mỏ, môi trường lắng động trầm tích và lý thuyết về xây dựng mô hình địa chất Những kiến thức cơ bản này sẽ được sử dụng và kiểm chứng trong suốt quá trình xây dưng mô hình tướng Các vấn đề sẽ tập trung nghiên cứu như sau:

™ Tổng hợp phân tích đặc điểm địa chất khu vực, đặc điểm kiến tạo, đặc điểm địa chất mỏ, đặc trưng lắng động trầm tích của đối tượng là tầng cát kết Oligocence

™ Phân tích, đánh giá ưu điểm, khuyết điểm và khả năng ứng dụng những thuật toán này vào xây dựng mô hình tướng cho tầng chứa Oligocene hạ mỏ X thuộc bồn trũng Cửu Long

v) Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của luận văn

Luận văn được thực hiện dựa trên cơ sở tổng hợp các phương pháp mô hình tướng đang được các công ty dầu khí sử dụng hiện nay Phạm vi của luận văn dừng lại ở việc mô hình tướng

Ý nghĩa khoa học:

™ Là một báo cáo khoa học hoàn chỉnh về lý thuyết xây dựng mô hình địa chất,

mà đặc biệt là xây dựng mô hình tướng Nội dung của luận văn sẽ giải quyết một số vấn đề sau:

• Cung cấp bức tranh tổng thể của địa chất mỏ tại khu vực nghiên cứu, mà trọng tâm là tầng chứa cát kết Oligocene hạ mỏ X, bồn trũng Cửu Long

• Quy trình xây dựng mô hình địa chất cho trầm tích vụn

• Biện luận các phương pháp xây dựng mô hình tướng cho trầm tích vụn và rút ra kết quả so sánh giữa các phương pháp nghiên cứu

• Khảo sát các phương pháp xây dựng mô hình tướng cho tầng chứa cát kết Oligocence hạ mỏ X thuộc bồn trũng Cửu Long và đề nghị phương pháp hợp lý nhất dựa trên kết quả khảo sát

• Nhận xét ưu và khuyết điểm của phương pháp xây dựng mô hình tướng đã

áp dụng cho mỏ X

• Kết quả của mô hình tướng là hình ảnh ba chiều thể hiện sự phân bố của tướng trong không gian, là cơ sở để xây dựng mô hình phân bố các thông số vỉa như độ rỗng, độ thấm, độ bão hòa nước Đồng thời phục vụ cho việc tính toán trữ lượng tại chỗ của mỏ X và để thiết kế phương án khai thác

Ý nghĩa thực tế:

™ Biết được phương pháp mô hình tướng phù hợp cho tầng cát kết Oligocene mỏ

X và dùng kết quả mô hình tướng cho mô hình các thông số vỉa

™ Làm tài liệu tham khảo cho khoa kỹ thuật địa chất và dầu khí

vi) Tóm tắt luận văn thạc sĩ

Nội dung chính của luận văn là khảo sát các phương pháp mô hình tướng cho tầng chứa Oligocene hạ mỏ X thuộc bồn trũng Cửu Long và thiết lập quy trình xây dựng

mô hình địa chất cho trầm tích vụn và so sánh các phương pháp xây dựng mô hình tướng đang được ứng dụng hiện nay Luận văn bao gồm 3 chương chính, trong đó bao gồm các hình vẽ minh họa, công thức, đồ thị và bảng số liệu cho mục đích minh họa và tính toán Tóm tắt nội dung của từng chương được diễn giải như sau:

Lời mở đầu

Nêu rõ mục tiêu và nhiệm vụ chính của luận văn

Chương 1: Các phương pháp xây dựng mô hình địa chất

Nội dung của chương này sẽ khái quát các khái niệm về mô hình, mô hình địa chất Sau đó là phần thiết lập quy trình xây dựng mô hình địa chất cho trầm tích vụn bao gồm từ việc tổng hợp, phân tích dữ liệu đầu vào cho đến các bước xây dựng một

mô hình địa chất hoàn chỉnh

Chương 2: Các phương pháp xây dựng mô hình tướng

Nội dung chương này sẽ trình bày lý thuyết xây dựng mô hình tướng bằng phương pháp mô phỏng có điều kiện bao gồm cả phương pháp truyền thống và phương pháp mới Từ kết quả khảo sát các phương pháp mô hình tướng, tác giả rút ra kết luận so sánh giữa các phương pháp

Chương 3: Xây dựng mô hình tướng cho mỏ X

Khảo sát các phương pháp xây dựng mô hình tướng cho tầng chứa Oligocene hạ

mỏ X thuộc bồn trũng Cửu Long và đưa ra đề nghị phương pháp mô hình tướng hợp lý cho mỏ X

vii) Những điểm mới của luận văn

™ Luận văn giới thiệu và ứng dụng nhiều phương pháp mô hình tướng trầm tích trên bộ dữ liệu và điều kiện của một mỏ cụ thể, đưa ra một số nhận định quan trọng cho việc lựa chọn phương pháp mô hình tướng hợp lý

™ Thiết lập quy trình xây dựng mô hình địa chất hoàn chỉnh cho trầm tích vụn (Mục 1.2 chương 1 từ trang 15 đến trang 38)

™ Đưa ra một số nhận định và so sánh quan trọng giữa các phương pháp mô hình tướng (Bảng tóm tắt 2.1 và 2.2)

Danh sách các hình vẽ trong luận văn

Hình 1.1: Mô hình kiến trúc trầm tích theo phương pháp mô phỏng lại các quá trình trầm tích 3 - 13 

Hình 1.2: Mô hình hệ sông theo phương pháp địa thống kê 3 - 14 

Hình 1.3: Các bước xây dựng mô hình địa chất - 16 

Hình 1.4: Một mô hình tích hợp mỏ là sự tổng hợp nhiều nguồn dữ liệu khác nhau để mô tả đặc trưng mỏ - 19 

Hình 1.5: Phát họa mô hình địa chất cho đồng bằng châu thổ thủy triều chế ngự 3 - 20 

Hình 1.6: Biểu đồ phân bố tỷ lệ tướng theo phương ngang và phương dọc theo dữ liệu giếng khoan - 21 

Hình 1.7: Biểu đồ xác suất tướng được thiết lập giũa tướng và thộc tính địa chấn - 22 

Hình 1.8: Khớp mô hình variogram với các cập điểm khảo sát - 23 

Hình 1.9: Mô hình thực nghiệm variogram và tính dị hướng của mỏ - 23 

Hình 1.10: Lát cắt liên kết giếng qua cấu trúc vỉa theo phương bắc nam (A’ – A) 3 - 24 

Hình 1.11: Sơ đồ các bước xây dựng mô hình ô lưới ba chiều 3 - 25 

Hình 1.12: Ảnh hưởng của đứt gãy đến mô hình ô lưới ba chiều 3 - 25 

Hình 1.13: Mô hình ô lưới ba chiều 3 - 27 

Hình 1.14: Trung bình hóa giá trị liên tục và rời rạc vào ô lưới ba chiều tại giếng khoan 4 - 29 

Hình 1.15: Sử dụng dữ liệu một chiều là tỷ phần tướng dọc để kiểm soát quy luật phân bố tướng theo chiều thẳng đứng 3 - 30 

Hình 1.16: Sử dụng bản đồ xu hướng phân bố tướng hai chiều để kiểm soát tướng theo phương ngang - 30 

Hình 1.17: Mô hình độ rỗng trên nền của tướng trầm tích 3 - 32 

Hình 2.1: Mô hình độ rỗng theo hai phương pháp deterministic và stochastic - 46 

Hình 2.2: Mô hình Variogram thực nghiệm 5 - 48 

Hình 2.3: Các dạng variogram điển hình 5 - 50 

Hình 2.4: Mô hình Nested Variogram thực nghiệm 4 - 51 

Hình 2.5: Mô hình ellipsoid variogram 3 - 52 

Hình 2.6: Mô hình hệ sông theo phương pháp pixel-based và object-based - 55 

Hình 2.7: Mô hình tướng ven bờ theo các lát cắt dọc và ngang 3 - 59 

Hình 2.8: Mô tả quy luật rời rạc trường liên tục Gaussian thành các tướng - 60 

Hình 2.9: Mô hình tướng theo phương pháp TGS 4 - 61 

Hình 2.10: Định nghĩa ranh giới tướng 3 - 61 

Hình 2.11: Định nghĩa hướng trầm tích và góc chồng chập giữa các tướng 3 - 62 

Hình 2.12: Mức độ đan xen giữa các tướng được variogram kiểm soát 3 - 62 

Hình 2.13: Mô hình hệ sông theo phương pháp thống kê đa điểm - 64 

Hình 2.14: Mặt cắt dọc và ngang của hệ sông (a), của hệ thùy và tiếp xúc giữa các thùy đơn (b) - 65 

Hình 2.15: Dữ liệu đầu vào và quy trình mô phỏng tướng bằng phương pháp object-based - 66 

Hình 3.1: Vị trí địa lý bồn trũng Cửu Long 12 - 71 

Hình 3.2: Cột địa tầng bồn trũng Cửu Long 1 - 72 

Hình 3.3: Bản đồ cấu tạo mặt móng trước Đệ Tam bồn trũng Cửu Long 12 - 74 

Hình 3.4: Vị trí mỏ X 1 - 78 

Hình 3.5: Cột Địa Tầng Mỏ X 1 - 78 

Hình 3.6: Mặt cát theo phương Tây Bắc –Nam qua cấu trúc mỏ X - 86 

Hình 3.7: Mặt cát theo phương Đông Bắc – Tây Nam qua cấu trúc mỏ X - 86 

Hình 3.8: Họa tiết trầm tích dạng phân lớp xiên chéo, gợn sóng quan sát trên mẫu lõi - 89 

Hình 3.9: Đối sánh với các đường cong địa vật lý với kết quả minh giải mẫu lõi 2 - 90 

Hình 3.10: Mặt cắt liên kết giếng từ A đến A’ và từ B đến B’ - 91 

Hình 3.11: Phát họa mô hình tướng mỏ X - 92 

Hình 3.12: Bản đồ cấu trúc nóc tầng sản phẩm tập A và vị trí các giếng khoan và đứt gãy - 93 

Hình 3.13: Bản đồ cấu trúc đáy tầng sản phẩm tập A và vị trí các giếng khoan và đứt gãy - 94 

Hình 3.11: Mô hình đứt gãy được xây dựng từ dữ liệu minh giải địa chấn - 95 

Hình 3.15: Bản đồ hệ thống dứt gãy mỏ X - 95 

Hình 3.16: Mô hình ô mạng 3 chiều, lát cắt theo cột, dòng và lớp - 97 

Hình 3.17: Tỷ phần tướng trầm tích vỉa A - 98 

Hình 3.18: Mô hình variogram thực nghiệm - 99 

Hình 3.19: Mô hình tướng bằng phương pháp stochastic sử dụng thuật toán object-based - 101 

Hình 3.20: Bản đồ xác suất lạch sông và bãi cát vỡ đê đạt được từ kết quả mô hình object-based - 101 

Hình 3.21: Mô hình tướng bằng phương phápstochastic sử dụng thuật toán SIS - 103 

Hình 3.22: Bản đồ xác suất lạch sông và bãi cát vỡ đê đạt được từ kết quả mô hình SIS - 103 

Hình 3.23: Mô hình tướng bằng phương pháp stochastic sử dụng thuật toán TGS - 104 

Hình 3.24: Bản đồ xác suất lạch sông và bãi cát vỡ đê đạt được từ kết quả mô hình TGS - 105 

Hình 3.25: Mô hình tướng bằng phương pháp stochastic sử dụng thuật toán MPS - 106 

Hình 3.26: Bản đồ xác suất lạch sông và bãi cát vỡ đê đạt được từ kết quả mô hình MPS - 106 

Hình 3.27: Mô hình tướng bằng phương pháp xác định chủ yếu là nội suy giữa các giếng - 107 

Hình 3.28: So sánh tỷ phần tướng của mô hình với dữ liệu giếng khoan - 108 

Danh sách các bảng biểu trong luận văn

Bảng 2.1: So sánh phương pháp mô hình tướng deterministic và stochastic - 45 

Bảng 2.2: Kết quả so sánh giữa phương pháp Pixel-based và Object-based theo nội dung nghiên cứu của đề tài được thiết lập như sau - 67

Bảng 3.1: Mạng ô lưới ba chiều tầng A - 96

Bảng3.2: Thông số bề dày và tỷ phần tướng trầm tích - 98

Bảng 3.3: Thông số hình học tướng cho vỉa A - 99

Những ký hiệu, từ viết tắt và thuật ngữ sử dụng trong luận văn Static model: là mô hình tĩnh/mô hình địa chất 14

Dynamic model: là mô hình khai thác 15

Pc: là áp lực mao dẫn 35

H: là chiều cao tính từ ranh giới dầu nước - khí nước 35

ρ ρ ρw− hc= Δ : là mật độ của nước - mật độ dầu/khí 35

g : là gia tốc trọng trường 35

θ γ cos : là sức căng bề mặt ở điều kiện vỉa 35

k: là độ thấm 31, 35 Φ: là độ rỗng 32, 35 Sw: là độ bão hào nước 35

wirr S : là độ bão hào nước dư 35

max w S : là độ bão hào nước cực đại 35

wn S : là độ bão hào nước biểu kiến 36

a, b: là hệ số vật lý vỉa 36

j pc C C , : là hằng số chuyển đổi đơn vị 36

Realization: Một trường hợp cho kết quả đầu ra 40

Scenarios: Kịch bản 40

Deterministic: Phương pháp xác định 43, 44, 45 Stochastic: Địa thống kê ngẫu nhiên 43, 44, 45 Pixel-based: Phương pháp mô hình tướng dựa trên từng ô lưới 55

SIS: Sequential indicator simulation là phương pháp mô phỏng tuần tự chỉ định có điều kiện 55

TGS: Truncated Gaussian Simulation là phương pháp mô phỏng dạng chuẩn Truncated Gaussian 58

MPS: Multipoint statistics là phương pháp thống kê đa điểm thuộc nhóm phương pháp pixel-based 62

Object-based: là phương pháp xây dựng mô hình tướng dựa trên đối tượng 64

GMPP: General marked point process là thuật toán của phương pháp mô phỏng Object-based cho biến rời rạc chủ yếu là tướng trầm tích 64

CHƯƠNG 1: CÁC PHƯƠNG PHÁP XÂY DỰNG MÔ HÌNH ĐỊA

CHẤT

Chương này trình bày các khái niệm về mô hình, mô hình địa chất và đặc biệt tác giả

đã thiết lập quy trình thực hiện một mô hình địa chất cho trầm tích vụn Trong công nghiệp dầu khí, một mô hình địa chất ba chiều đóng một vai trò quan trọng trong giai đoạn thẩm định, phát triển và khai thác mỏ vì mô hình địa chất cho phép tích hợp tất

cả các số liệu từ địa chấn, địa chất, vật lý vỉa, công nghệ mỏ để thể hiện sự hiểu biết về đặc trưng địa chất mỏ giúp trả lời một số câu hỏi về địa chất kiến trúc của mỏ, phân bố các đặc trưng địa chất tầng chứa như phân bố thân cát, phân bố độ rỗng, độ thấm, thân dầu trong vỉa, ước lượng trữ lượng tại chỗ một cách chính xác hơn, trực quan hơn thông qua kết quả là các bảng số liệu thống kê, hình ảnh ba chiều Kết quả của mô hình giúp nhà địa chất đưa ra quyết định về kế hoạch phát triển mỏ, đánh giá hiệu quả kinh tế mỏ

1.1 CÁC KHÁI NIỆM CHUNG VỀ MÔ HÌNH ĐỊA CHẤT

Mô hình (model) dùng để diễn tả những ý tưởng của người làm mô hình muốn thể hiện cho người khác biết thông qua hình ảnh hai hoặc ba chiều một cách định lượng hay định tính kèm theo những bảng biểu, con số Có nhiều loại mô hình khác nhau nhưng có thể phân chia thành một số loại sau:

™ Ý tưởng cho mô hình địa chất (Conceptual geological model) là một ý tưởng về đặc trưng lắng động trầm tích của địa chất mỏ hay địa chất khu vực, ý tưởng này có thể được phát họa bằng hình ảnh mang tính định tính (mô hình định tính) Ví dụ như bản đồ phân bố môi trường trầm tích của bồn trũng, bản đồ cổ kiến tạo tại một thời kỳ

™ Mô hình vật lý (Physical model) là mô hình đạt được từ thực nghiệm (mô hình thực nghiệm) Ví dụ như mô hình thực nghiệm trên cát (mô hình sandbox) để

mô phỏng lại quá trình hoạt động kiến tạo (hình thành đứt gãy) hay tiến trình hình thành một dạng môi trường lắng động trầm tích như mô hình hệ sông bện trên cát

™ Mô hình số (Numberical model) là mô hình được biểu diễn thông qua các thuật toán số học (Mô hình máy tính) Ví dụ như các mô hình địa chất trên máy tính

như các phần mềm thương mại Irap RMS, Petrel và Gocad Hình 1.1 là ví dụ

của mô hình số để mô tả lại đặc trưng lắng động trầm tích, kiến trúc trầm tích từ

hình ảnh thực tế bên trái thành hình ảnh số bên phải, còn Hình 1.2 là ví dụ mô

tả lại phân bố hệ sông (ảnh vệ tinh bên trái) thành hình ảnh số ba chiều bên phải

Mô hình các kiến trúc trầm tích theo phương pháp mô phỏng lại các quá trình

Mô hình dựng lại các quá trình lắng động trầm tích theo một tỷ lệ khác trên chương trình máy tính

Hình ảnh thực tế của kiến trúc

trầm tích của vỉa

Z

X Y

Hình 1.1: Mô hình kiến trúc trầm tích theo phương pháp mô phỏng lại các quá trình trầm tích 3

Xây dựng mô hình địa thống kê để dựng lại hình ảnh tương tự của

hệ sông theo một tỷ lệ khác trên chương trình máy tính Hình ảnh thực tế của hệ sông

Mô hình hệ sông theo phương pháp mô phỏng địa thống kê

Hình 1.2: Mô hình hệ sông theo phương pháp địa thống kê 3

Xây dựng mô hình địa chất là khoa học ứng dụng để tạo ra hình ảnh đại diện cho hình ảnh địa chất của phần vỏ trái đất bằng chương trình máy tính, đặc biệt nhằm phục vụ cho tài nguyên dầu khí và nước ngầm

Trong công nghiệp dầu khí, mô hình vỉa bao gồm việc xây dựng mô hình tính toán cho vỉa dầu khí cho mục đích ước lượng trữ lượng và đưa ra quyết định để phát triển mỏ Mô hình vỉa dùng để thể hiện các thông số vật lý vỉa theo không gian bởi một chuỗi ô rời rạc cấu thành khung cấu trúc vỉa dưới dạng ô vuông hay ô tam giác Chuỗi ô này thường là ba chiều, đôi khi một chiều và hai chiều vẫn được sử dụng Các thuộc tính được tính toán ở đây là tướng, độ rỗng, độ thấm, độ bão hòa nước Trong dầu khí mô hình vỉa được phân làm hai loại:

™ Mô hình địa chất được tạo ra bởi các nhà khoa học địa chất để mô tả đặc trưng tĩnh của vỉa trước khi khai thác hay còn gọi là mô hình tĩnh (static model)

™ Mô phỏng khai thác được tạo ra bởi kỹ sư công nghệ mỏ và sử dụng phương pháp sai phân hữu hạn để mô phỏng vận động của chất lưu (dầu, khí và nước)

trong vỉa theo thời gian khai thác hay còn gọi là mô hình động (dynamic model/reservoir simulation)

Tóm lại, mục đích mô hình địa chất là diễn tả hình ảnh địa chất về phương diện địa chất kiến trúc, địa tầng trầm tích, đặc trưng địa chất mỏ như thạch học trầm tích, độ rỗng, độ thấm, độ thấm, độ bão hòa nước, dầu khí nước theo cách hiểu biết mà nhà địa chất muốn thể hiện Kết quả của một mô hình địa chất cung cấp các thông tin như trữ lượng hydrocarbon tại chỗ, mô hình mỏ ba chiều, mặt cắt khai thác, phân tích rủi ro, chiến lược quản lý mỏ

Nội dung tiếp theo của chương này sẽ trình bày các bước xây mô hình địa chất cho trầm tích vụn bao gồm từ việc thu thập, đánh giá, phân tích dữ liệu đầu vào, chi tiết các bước xây dựng mô hình cấu trúc, mô hình thông số thạch học vỉa, tính trữ lượng, thô hóa mô hình địa chất sang mô hình khai thác…v.v

1.2 CÁC BƯỚC XÂY DỰNG MỘT MÔ HÌNH ĐỊA CHẤT

Nội dung Mục 1.2 tác giả sẽ thiết lập các bước để xây dựng một mô hình địa chất

cho trầm tích vụn, với chín phần chính, trong mọi phần chính có nhiều bước nhỏ ghi nhận lại cách thức thực hiện và diễn giải vai trò của các bước liên quan Sau mỗi bước mô hình sẽ có phần kiểm tra chất lượng kết quả nhằm xác nhận các bước đã thực hiện là chấp nhận được

Cho dù mỗi mỏ dầu khí có các đặc trưng khác nhau, các quốc gia và công ty có quy trình thực hiện khác nhau thì quy trình xây dựng mô hình phải trải qua các công việc như sau: Thiết lập mục tiêu công việc, tổng hợp dữ liệu, phân tích đặc điểm địa chất vùng và điểm địa chất của mỏ, liên kết giếng, xây dựng mô hình cấu trúc, tạo ô lưới, trung bình hóa giá trị log vào ô lưới, mô hình tướng và thông số vỉa, làm thô mô hình địa chất sang mô hình khai thác, tính trữ lượng, đánh giá rủi

ro Các bước trên có thể xem xét lại nếu nhận thấy có sai sót ảnh hưởng đến kết

quả mô hình và được diễn giải chi tiết theo Hình 1.3

Nhập dữ liệu đầu vào

Xây dựng mô hình cấu trúc

Mô hình tướng

Mô hình thông số vỉa

Phân tích dữ liệu

Tính toán trữ lượng

Thô hóa mô hình địa chất

sang mô hình khai thác

Đánh giá bất định

Thô hóa dữ liệu lên ô lưới

Nội dung trình bày ở phần 1.2.2 (a, b, c, d, e, f) Xây dựng mô hình cấu trúc bao gồm các bước mô hình đứt gãy, mô hình phân lớp vỉa và xây dựng mô hình ô lưới.

Nội dung trình bày ở phần 1.2.1 (a) Nhập dữ liệu đầu vào và kiểm tra dữ liệu

Nội dung trình bày ở phần 1.2.2 (g) Đưa dữ liệu giếng khoan lên mô hình ô lưới bằng cách trung bình giá trị địa vật lý giếng khoan lên mỗi ô lưới mà giếng khoan đi qua

Nội dung trình bày ở phần 1.2.3 (b, c, d, e) Xây dựng mô hình độ rỗng, độ thấm, độ bão hòa nước và net-to-gross

Nội dung trình bày ở phần 1.2.1 (b, c, d) Xây dựng ý tưởng cho mô hình, phân tích dữ liệu, liên kết giếng khoan

Nội dung trình bày ở phần 1.2.3 (a) Xây dựng mô hình tướng

Nội dung trình bày ở phần 1.2.5 Thô hóa mô hình địa chất (Upscaling)

Nội dung trình bày ở phần 1.2.4 Tính toán trữ lượng và phân cấp trữ lượng

Nội dung trình bày ở phần 1.2.6 Đánh giá bất định và phân tích rủi ro

Hình 1.3: Các bước xây dựng mô hình địa chất

Trong thực tế, trước khi và trong khi xây dựng mô hình địa chất, người xây dựng

mô hình địa chất (geomodeler) phải làm việc trong một nhóm các kỹ sư chuyên về địa chất (geologist), địa chất kiến trúc (structural geologist), trầm tích (sedimentologist), địa vật lý (geophyscists), địa vật lý giếng khoan (petrophysicists), công nghệ mỏ (reservoir engineer) và nhà quản lý để đưa ra mục tiêu, phạm vi và quy trình công việc cần tiến hành (workflow) và đồng thời để nhận được sự hỗ trợ, góp ý trong việc thu thập, phân tích, thực hiện và đánh giá kết quả nhằm đạt được mục tiêu đã đề ra Sau đây là các bước tiến hành một mô hình địa chất

1.2.1 Thu thập và phân tích dữ liệu

a) Kiểm tra dữ liệu đầu vào (Quality check input data)

Dữ liệu dùng để xây dựng mô hình địa chất có thể đến từ nhiều nguồn khác nhau như: Dữ liệu địa chấn (các bề mặt minh giải, các đứt gãy minh giải, thuộc tính địa chấn), tầng đánh dấu giếng khoan (well markers), dữ liệu địa vật lý giếng khoan (các đường cong địa vật lý như GR, RHOB, NPHI, DT, CAL, LLD, LLS…), các kết quả minh giải log như độ rỗng, độ thấm, độ bão hòa nước, các kết quả phân tích quan hệ rỗng thấm, độ bão hòa nước theo quan hệ với độ rỗng và độ thấm (Hàm dạng J,…), kết quả phân tích thử vỉa và dữ liệu khai thác, kết quả minh giải trầm tích và địa tầng

Các dữ liệu thu thập làm đầu vào cho mô hình cần phải được đánh giá đảm bảo sao cho sự nhất quán của chúng Vai trò của các dữ liệu đầu vào được xem xét như sau:

™ Cần phải xác định mục tiêu của mô hình ngay từ đầu, hiểu rõ mục tiêu của công tác mô hình sẽ giúp người làm mô hình ước lượng khối lượng công việc, thời gian và sự phối hợp của nhiều bộ phận tham gia vào từng gian đoạn của mô hình Mục tiêu xây dựng mô hình được xem như là một dữ liệu đầu vào bắt buộc phải có

™ Dữ liệu mẫu lõi (Core data) cung cấp các thông tin như độ rỗng và độ thấm theo tướng, mẫu lõi thành giếng (core plug) hoặc liền khối (whole core) thường rất giới hạn bởi vì số lượng giếng khoan lấy mẫu rất ít Mặc dù dữ liệu mẫu lõi (core data) và địa vật lý giếng khoan (well log) từ giếng khoan ngang có giá trị cho việc đánh giá tính liên tục không gian theo phương ngang nhưng vẫn chưa được phổ biến

™ Dữ liệu địa vật lý giếng khoan (well log data) cung cấp thông tin chính xác

về xác định ranh giới địa tầng, đứt gãy cũng như các thông số vỉa như loại tướng, độ rỗng, độ thấm

™ Dữ liệu địa chấn (seismic-derived structural interpretation) như kết quả minh giải cấu trúc các tầng và đứt gãy dùng để xây dựng hình học của vỉa

™ Thuộc tính địa chấn (seismic-derived attributes) cung cấp thông tin định tính

và định lượng về sự biến đổi thạch học, độ rỗng, chỉ định trực tiếp hydrocarbon…

™ Dữ liệu thử vỉa và dữ liệu khai thác cung cấp thông tin độ thấm khoảng, bề rộng sông, mức độ liên thông và chắn

™ Kết quả minh giải trầm tích và nhịp địa tầng (sedimentology and sequence stratigraphy) cung cấp thông tin quan trọng trong việc lựa chọn phương pháp mô hình, phân lớp, mức độ liên tục và xu hướng phân bố tướng trong từng phân lớp

™ Thông tin tương tự từ địa chất khu vực, thực địa và các mỏ gần kề

• Vị trí tương đối của mỏ trong tổng thể của điều kiện lắng động trầm tích của bồn trầm tích và vị trí tương đối so với địa tầng khu vực sẽ cung cấp các khái niệm để xây dựng sơ bộ các bản đồ xung hướng phân bố tướng, lát cắt dọc từ liên kết giếng khoan Ví dụ như bản đồ phân bố tướng thạch học, phương và tâm lắng động, các lát cắt mịn dần lên trên hay thô dần lên trên

• Thông tin từ thực địa và kinh nghiệm từ các mỏ tương tự đã có nhiều giếng khoan cũng có thể cung cấp ước lượng mô hình variogram thực nghiệm, kích thước tướng và phân bố của chúng

Ngoài ra, một yếu tố không kém phần quan trọng là người làm mô hình phải có kiến thức về địa chất, hiểu rõ các quá trình và nguyên lý của mô hình hóa vỉa Tổng hợp các dữ liệu đầu vào cho việc xây dựng mô hình vỉa được minh họa

như Hình 1.4 Nội dung phần tiếp theo sẽ giúp người xây dựng mô hình tiếp

cận ý tưởng cho việc xây dựng mô hình địa chất

-x boundary = 375 FEET (1.00) Perm-Thickness = 1390 MD-FEET Turbulence = 0 1/MSCF/D permeability = 27.3 MD Skin(mech) = 3.97 well storage = 00100 BBLS/PSI

-x boundary = 375 FEET (1.00) Perm-Thickness = 1390 MD-FEET Turbulence = 0 1/MSCF/D permeability = 27.3 MD Skin(mech) = 3.97 well storage = 00100 BBLS/PSI

** Simulation Data **

Homogeneous Reservoir

1997/05/30-1459 : GAS ( PSEU DO-P with Mat Bal.)

Petro-acoustic Geology Petrophysics

Dự liệu giếng khoan

Phân tích mẫu lỗi

DỮ LIỆU CHO MÔ HÌNH NGHIÊN CỨU TÍCH HỢP MỎ

Phân tích mẫu loại đặc biệt

Mô hình vỉa

Dự liệu địa chấn

0,01 0,1 1 10 100

Hình 1.4: Một mô hình tích hợp mỏ là sự tổng hợp nhiều nguồn dữ liệu khác nhau để mô tả đặc trưng

mỏ

b) Ý tưởng cho việc xây dựng mô hình địa chất (Geological conceptual model)

Ý tưởng cho việc xây dựng mô hình địa chất là một bước quan trọng đầu tiên trong xây dựng mô hình Ý tưởng cho mô hình địa chất sẽ giúp ta có cái nhìn tổng quan, phát họa hình ảnh của mỏ nhằm diễn tả ý tưởng mong muốn cho kết quả của mô hình địa chất Ý tưởng này sẽ ảnh hưởng xuyên suốt đến chuỗi công việc (workflow) trong mô hình vỉa chứa như mô hình tướng, mô hình các thông

số vỉa…v.v Thêm vào đó, việc mô tả chính xác mô hình lắng động trầm tích sẽ cung cấp cho người làm mô hình địa chất một cách bán định lượng các tham số đầu vào cho mô hình mỏ như loại tướng, hình dạng và kích thước đơn vị tướng, hàm tương quan…v.v

Mô hình trầm tích của vỉa thường được xác định thông qua phân tích mẫu lõi có sẵn, những loại dữ liệu khác như mẫu vụn tại những giếng không có mẫu lõi, minh giải địa vật lý giếng khoan, địa chấn và nghiên cứu thực địa, tương tự địa chất cũng được sử dụng trong quá trình này Phân tích mẫu lõi để phân loại đá

chứa theo quan điểm thạch học và lắng động trầm tích Cổ sinh địa tầng, khoáng vật học, hình ảnh độ rỗng và địa hóa sẽ cung cấp thêm thông tin về tuổi của đá, môi trường trầm tích, hình học hệ lỗ rỗng, sự hiện diện và ảnh hưởng sau quá trình trầm tích…vv Tất cả các thông tin liên quan ở trên được tổng

hợp, phân tích để định nghĩa môi trường trầm tích của vỉa, ví dụ như Hình 1.5

là mô hình lắng động trầm tích cho đồng bằng châu thổ với thủy triều chế ngự Quá trình xác định môi trường bao gồm các việc xác định đặc điểm lắng động trầm tích, môi trường trầm tích (như đồng bằng châu thổ, hệ sông, biển nông,

…v.v.) cũng như là các tiến trình lắng động trầm tích (dòng chảy năng lượng cao, thấp, dòng bùn đá hỗn hợp) liên quan đến thành hệ của vỉa

Channel

Delta plain (non-tidal)

Delta plain – tidal flat Tidal sand bar

Tidal channel - shelf

Tidal channel - deep

Legend

Channel

Delta plain (non-tidal)

Delta plain – tidal flat Tidal sand bar

Tidal channel - shelf

Tidal channel - deep

Legend

Chú thích:

Lạch sông

Đồng bằng châu thổ - Phần không bị ảnh hưởng của thủy triều

Đồng bằng châu thổ - Phần bãi triều

Đê cát triều

Lạch – phần thềm

Lạch – phần sâu

Hình 1.5: Phát họa mô hình địa chất cho đồng bằng châu thổ thủy triều chế ngự 3

c) Phân tích dữ liệu (Data analysis)

Trước khi bắt đầu xây dựng mô hình, dữ liệu đầu vào cần phải được phân tích

để nhận ra các xu hướng (trend) của địa chất, đây là một phần căn bản của xây dựng mô hình và làm cơ sở để kiểm chứng kết quả mô hình Phân tích dữ liệu thông qua các kỹ thuật sau: phân tích tỷ phần tướng, các biểu đồ xu hướng từ phân tích dữ liệu tại giếng khoan như tỷ phần tướng theo chiều dọc (vertical proportion curve), biểu đồ tần suất, biểu đồ phân tán, hàm xác suất tướng, biểu

đồ variogram, bản đồ xu hướng phân bố của tướng, dữ liệu ba chiều như thuộc tính địa chấn cho việc đánh giá mức độ tương quan với tướng tại giếng khoan

™ Thống kê số liệu (statistics) của biến số là tướng, độ rỗng hay các thông số khác để xác định giá trị nhỏ nhất, giá trị lớn nhất, độ lệch chuẩn, tỷ phần tướng, bề dày trung bình tướng v.v

™ Biểu đồ tần suất (Histogram) của một biến là một phân bố tần suất xuất hiện tương tứng với một khoảng hay điểm giá trị, histogram cho ta biết giá trị nhỏ nhất, lớn nhất, trung bình, trung vị, hàm mật độ xác suất, hàm tích lũy

™ Biểu đồ phân tán (Crossplot hay scatterplot) đánh giá mối tương quan hai biến số, ví dụ như độ rỗng với độ thấm, độ rỗng theo độ sâu Biểu đồ crossplot sẽ cho thấy các tương quan giúp ích cho mô hình các thông số vật

lý thạch học vỉa

™ Biểu đồ tỷ phần tướng dọc (Vertical proportion curve – VPC) được tổng hợp từ nhiều giếng khoan để xác định tỷ phần các tướng theo phương thẳng đứng Đường cong này giúp đánh giá xu hướng biến đổi thạch học tướng, nhận dạng tập trầm tích và cung cấp dữ liệu xu hướng một chiều cho mô

Đường phân bố tỷ lệ tướng đá theo phương ngang

Cát sạch lòng sông Cát lòng sông bị dolomite hóa Bùn hồ và bùn mặt ngập tràn Dolomite

Thạch học:

Hình 1.6: Biểu đồ phân bố tỷ lệ tướng theo phương ngang và phương dọc theo dữ liệu giếng khoan

™ Hàm xác suất tướng (facies probability function – FPF) được thiết lập giữa kết quả minh giải tướng và thuộc tính địa chấn quan sát tại giếng khoan,

hàm suất tướng là biểu đồ xác suất xuất hiện của từng loại tướng tương ứng với một khoảng giá trị thuộc tính địa chất để kiểm soát phân bố tướng theo

mối liên hệ với thuộc tính địa chấn Hình 1.7 là ví dụ mối quan hệ giữa

thuộc tính địa chấn trở kháng âm học (acoustic impedance-AI) với tướng trầm tích, AI có giá trị càng thấp nhỏ hơn 9000 thì xác suất là trầm tích sông càng cao, ngược lại AI có giá trị càng cao thì xác suất là đồng bằng ngập lụt (sét, bùn) và bãi cát vỡ bờ có giá trị trung gian

0

1

0.5

Hình 1.7: Biểu đồ xác suất tướng được thiết lập giũa tướng và thộc tính địa chấn

™ Biểu đồ thống kê không gian variogram cho các biến số là đặc trưng cho sự biến thiên giá trị giữa các điểm quan sát (lấy mẫu) khi khoảng giữa các điểm

so sánh này tăng dần, thường thì hai điểm càng xa nhau càng khác biệt nhau

và sự khác biệt này là một hàm bất đồng nhất của vỉa Mô hình thực nghiệm được phân tích từ dữ liệu giếng khoan không được dùng trực tiếp cho mô phỏng mà phải thông qua một hàm toán học sau khi khớp với mô hình thực

nghiệm (các cập điểm quan sát) như Hình 1.8

Hình 1.8: Khớp mô hình variogram với các cập điểm khảo sát

Tính bất đẳng hướng của vỉa xảy ra khi khoảng cách biến thiên của một phương

này sẽ lớn hơn phương kia như Hình 1.9 là một ví dụ tướng hoặc độ rỗng dị

hướng theo phương đông tây

Bắc - Nam Đông-Tây

Hình 1.9: Mô hình thực nghiệm variogram và tính dị hướng của mỏ

Sau khi đã có dữ liệu đầu vào từ giếng khoan, để gán các giá trị thông số vỉa như thạch học, độ rỗng v.v lên mô hình ba chiều thì cần phải có khung cấu trúc của vỉa trước để chứa các dữ liệu này Do đó, phần tiếp theo sẽ cung cấp các bước thực hiện mô hình cấu trúc

d) Liên kết giếng khoan (Well correlation)

Khi có nhiều giếng khoan ngoài việc đánh giá đặc trưng thành hệ tại giếng khoan thì việc liên kết giữa giếng với giếng khoan giúp luận giải địa chất cấu trúc, môi trường trầm tích của mỏ theo diện Các tuyến liên kết được thiết lập cắt ngang cấu trúc vỉa ví dụ như chọn các giếng khoan đi vuông góc với phương đứt gãy chính để nhận ra cấu trúc vỉa, đứt gãy, sự biến đổi bề dày lớp vỉa (liên kết cấu trúc) ngoài ra liên kết giữa các giếng để nhận ra sự biến đổi tướng từ đó dự đón sự phân bố của môi trường lắng động trầm tích, đối sánh

với ý tưởng cho việc xây dựng mô hình địa chất (liên kết địa tầng, môi trường

lắng động trầm tích) Hình 1.10 minh họa một lát cắt qua 7 giếng khoan đi từ A

đến A’ vuông góc với các đứt gãy chính theo phương vĩ tuyến và cũng vuông góc với phương cung cấp vật liệu trầm tích (mũi tên màu đen) theo phương đông sang tây Kết quả liên kết cho thấy sự biến đổi bề dày vỉa từ A đến A’ và các vỉa cát tương đối liên tục, bề dày lớn, tỷ phần cát trên sét cao vì các giếng khoan này nằm ở phần trũng tiếp nhận trực tiếp nguồn vật liệu trầm tích từ phía tây có địa hình cao đổ xuống, riêng giếng 19/10-1 và giếng 20/01-3 có bề dày mỏng và ít cát vì 2 giếng này nằm ở phần rìa trũng có địa hình cao hơn

Hình 1.10: Lát cắt liên kết giếng qua cấu trúc vỉa theo phương bắc nam (A’ – A) 3

1.2.2 Xây dựng mô hình cấu trúc (Structural modeling)

Cấu trúc của vỉa được giới hạn bởi tầng nóc, tầng đáy, các đứt gãy và biên xung quanh Để dựng khung cấu trúc của một vỉa phải trải qua một chuỗi các bước công việc như lựa chọn dữ liệu đầu vào, xây dựng mô hình đứt gãy, thiết lập vị trí giao nhau giữa các đứt gãy, mô hình phân lớp và cuối cùng là mô hình ô lưới

ba chiều được diễn giải như Hình 1.11 Nôi dung tiếp theo là chi tiết các bước

trong xây dựng mô hình cấu trúc

3 Mô hình phân lớp 2.Thiếp lập vị trí giao nhau

4 Mô hình ô lưới

1 Mô hình đứt gãy

Các bước xây dựng mô hình cấu trúc

Hình 1.11: Sơ đồ các bước xây dựng mô hình ô lưới ba chiều 3

a) Xây dựng mô hình đứt gãy (Fault Modeling)

Xây dựng mô hình đứt gãy là một bước bắt buộc phải thực hiện trước khi xây dựng mô hình ô lưới Đứt gãy có ảnh hưởng đáng kể đến cư xử của mỏ Một vỉa chứa thường được chia ra thành nhiều khối bởi các đứt gãy kín hoặc mở Vì vậy, xây dựng mô hình đứt gãy để tính toán khả năng liên thông của vỉa chính xác hơn, tính toán trữ lượng chính xác hơn và phục vụ cho mô hình khai thác

Hình 1.12 là một ví dụ mô hình cấu trúc có và không có đứt gãy tham gia vào

việc dựng khung cấu trúc của vỉa

Mô hình ô lưới khi có đứt gãy (Tiếp xúc giữa các khối chính xác hơn)

Mô hình ô lưới khi không đưa đứt gãy

(Tiếp xúc giữa các khối không chính xác)

Hình 1.12: Ảnh hưởng của đứt gãy đến mô hình ô lưới ba chiều 3

Mô hình đứt gãy được xây dựng trên cơ sở tài liệu địa chấn, thường là fault sticks (là đứt gãy dạng thanh được minh giải theo các tuyến địa chấn Inline và Xline) hay fault boundaries (đứt gãy dạng thanh được vẽ trên mặt phẳng hình chiếu nằm ngang hay Time slice) trong miền thời gian do đó phải chuyển đổi sang miền độ sâu bằng mô hình vận tốc

b) Kiểm tra mô hình đứt gãy (Quality check Fault model)

Mô hình đứt gãy cần phải được kiểm tra sao cho hệ đứt gãy có mối quan hệ một cách hợp lý về mặt cấu kiến tạo như hình dạng của đứt gãy, mặt đứt gãy và các mặt phân lớp, tiếp xúc giữa các đứt gãy với nhau, loại đứt gãy

c) Xây dựng mô hình các lớp (Horizon Modeling)

Mô hình các bề mặt lớp của vỉa chứa là một quá trình tạo ra các bề mặt của mô hình vỉa để tạo khung vỉa từ dữ liệu địa chấn (các bề mặt lớp minh giải), dữ liệu giếng khoan (các tầng đánh dấu), các bản đồ đẳng dày và kết quả của mô hình đứt gãy Đây còn có thể xem là mô phân đới (solid model) để làm cơ sở để cho

mô hình ô lưới Khi xây dựng mô hình các mặt lớp cần chú ý đến các mặt chỉnh hợp, bất chỉnh hợp, xử lý nhiễu tại vị trí quanh đứt gãy Nếu các bề mặt lớp trong miền thời gian thì phải chuyển đổi sang miền độ sâu bằng mô hình vận tốc

d) Kiểm tra mô hình các lớp (Quality check Horizon model)

Kết quả mô hình các lớp sẽ được kiểm tra với các tầng đánh dấu (well markers), xem xét khoảng dịch chuyển thẳng đứng (throw), dị thường bề mặt lớp

e) Xây dựng mô hình ô lưới (Grid Modeling)

Sau khi có mô hình các mặt phân lớp địa tầng thì công việc tiếp theo là sử dụng cho mô hình ô lưới Mô hình ô lưới đóng vai trò quan trọng vì là khung ô lưới của cấu trúc vỉa để chứa tất cả các tham số như tướng, độ rỗng, độ thấm, độ bào hòa nước của mô hình vỉa, mỗi ô lưới sẽ chứa một giá trị

Mô hình ô lưới được định nghĩa là tập hợp của các ô nằm liền kế nhau được giới hạn bởi nóc và đáy của vỉa, các lớp trung gian và các đứt gãy

Theo chiều ngang, phương đường dựng ô lưới (Grid lines) có ảnh hưởng đến kết quả của mô hình tướng và các thông số vỉa Do đó các ô lưới nên thiết kế

theo trục của hướng chảy lắng động trầm tích hay phương của các đứt gãy chính Điều này sẽ giữ tính dị hướng địa chất và tối ưu hóa số lượng ô lưới cần thiết đồng thời kích thước ô lưới cũng phải đủ nhỏ để giữ được tính bất đồng nhất của vỉa

Theo phương dọc, mô hình ô lưới cho phép dựng lại hình học của vỉa thể hiện yếu tố kiến trúc (do hoạt động kiến tạo) như uốn nến, đứt gãy và yếu tố trầm tích (quá trình trầm tích và sinh đá) như các lớp địa tầng, đứt gãy, áp đỉnh, áp đáy, bề mặt bào mòn, ảnh hưởng của quá trình chôn vùi tùy thuộc vào sự hiểu biết địa chất và ý tưởng xây dựng mô hình của nhà địa chất và được minh họa

như Hình 1.13 Tuy nhiên các phương pháp xây dựng mô hình địa chất sử dụng

các thuật toán địa thống kê đều chạy trên ô lưới trực giao dạng hình hộp chữ nhật (Simbox) để tăng tốc độ tính toán thông qua phép chuyển đổi tạm thời (các lớp song song nằm ngang)

Chia đều từ đáy

Hình 1.13: Mô hình ô lưới ba chiều 3

Song song với việc xây dựng ô lưới cho mô hình địa chất (mô hình tĩnh) thì cũng nên xây dựng ô lưới cho mô hình khai thác (dynamic model) từ lúc này Thực ra, không có sự khác biệt lớn trong cách thiết kế ô lưới cho cả hai mô hình này, mô hình địa chất cần phải đủ nhỏ để giữ được tính bất đồng nhất của vỉa trong khi ô lưới mô hình khai thác có số lượng ô lưới không vượt quá giới hạn cho phép của máy tính nhưng tại những khu vực quan tâm như quanh giếng khoan, đới đứt gãy thì phải giữ kích thước ô lưới đủ nhỏ vì trong quá trính trung

bình hóa số liệu từ mô hình địa chất sang mô hình khai thác sẽ bị mất thông tin

do các phép trung bình số học

f) Kiểm tra mô hình ô lưới (Quality check Grid model)

Mô hình ô lưới là khung chứa các tham số đại diện cho đặc trưng của vỉa, nếu chất lượng ô lưới kém sẽ ảnh hưởng đến tính chính xác hình học của vỉa như đứt gãy, ranh giới phân lớp, biên của vỉa và ảnh hưởng đến tốc độ và tính chính xác và hội tụ của các giải thuật số học nếu ô lưới có quá nhiều ô dị thường không mong muốn như ô tam giác, ô vặn xéo, ô có thể tích âm

g) Thô hóa dữ liệu lên ô lưới (Upscaling of log data )

Thô hóa dữ liệu lên ô lưới là bước tính toán trung bình dữ liệu địa vật lý giếng khoan vào mô hình ô lưới ba chiều tại giếng khoan Khi mô hình các đặc trưng của vỉa, khu vực được mô hình sẽ được chia ra ô, mỗi ô sẽ được gán một giá trị cho mỗi đặc trưng của vỉa Vì ô lưới thường lớn hơn nhiều so với mật độ lấy mẫu của đường cong địa vật lý giếng khoan, nên phải trung bình giá trị đường cong địa vật lý giếng khoan vào ô lưới Các dữ liệu giếng khoan thường đưa vào ô lưới như thạch học tướng và các thông số vỉa như độ rỗng, độ thấm, độ bão hòa nước

Đối với dữ liệu dạng rời rạc như tướng, phương pháp trung bình được sử dụng ở đây là phương pháp trọng số khoảng cách, phương pháp này sẽ chọn giá trị rời

rạc xuất hiện nhiều nhất trong ô lưới tính toán đó Hình 1.14 minh họa kết quả

trung bình của dữ liệu rời rạc ở cột thứ hai từ dữ liệu rời rạc thô ở cột thứ nhất Đối với dữ liệu dạng liên tục như độ rộng, độ thấm, độ bão hòa nước, phương pháp trung bình được sử dụng ở đây là phương pháp phương pháp số học, trung bình hình học, trung hòa, trung bình có trọng số lên dữ liệu rời rạc như tướng

Hình 1.14 cột 3 minh họa kết quả trung bình của dữ liệu độ rỗng, trong khi đó

cột 4 là kết quả trung bình của độ rỗng có đánh trọng số lên dữ liệu tướng cát

Để kiểm tra kết quả trung bình hóa không làm mất thông tin của vỉa thì cần phải

so sánh thống kê (giá trị nhỏ nhất, lớn nhất, trung bình) của dữ liệu thô và kết quả trung bình hóa trên biểu đồ tần suất, so sánh tỷ phần của từng giá trị rời rạc nếu đó là tướng

Đường đi của

giếng khoan

Ô lưới ba chiều

Dự liệu thô rời rạc Kết quả sâu khi trung bình Dự liệu thô liên tục

Kết quả sau khi trung bình có gán trọng số lên cát

Kết quả sau khi trung bình

Sét Cát Không xác định

Hình 1.14: Trung bình hóa giá trị liên tục và rời rạc vào ô lưới ba chiều tại giếng khoan 4

1.2.3 Xây dựng mô hình các thông số đặc trưng vỉa (Property Modeling)

Từ kết quả minh giải địa vật lý giếng khoan, các thông số vật lý vỉa sẽ ngoại suy từ giếng khoan ra toàn mỏ bằng các phương pháp mô hình stochastic hoặc deterministic Mô hình stochastic liên quan đến việc xây dựng mô hình kiến trúc địa chất và phân bố đặc trưng đất đá mà được tương quan đến dữ liệu đính tính và dữ liệu định lượng của thông tin vỉa, trong đó mô hình tướng sẽ được xây dựng trước sau đó là mô hình các thông số vỉa dựa trên nền của mô hình tướng

a) Xây dựng mô hình tướng (Facies modeling)

Các phương pháp xây dựng mô hình tướng sẽ được trình bày chi tiết ở chương chương hai Trong phần này tóm tắt ngắn gọn các vấn đế cần xem xét đến khi

mô hình tướng như xem xét đến mục tiêu, dữ liệu sẵn có, ý tưởng ban đầu cho

mô hình địa chất, chuẩn bị các thông số cho mô hình như tỷ phần tướng, bản đồ

xu hướng một chiều, hai chiều, ba chiều, variogram, phương lắng động trầm tích, hình học của tướng…v.v Dữ liệu tỷ phần tướng dọc và bản đồ xu hướng phân bố tướng đóng vai trò rất quan trọng trong việc kiểm soát xu hướng phân

bố tướng từ giếng khoan ra toàn bộ vỉa, được minh họa như Hình 1.15 và Hình 1.16

Đường cong tỷ

phần tướng dọc

Lát cắt dọc cho thấy tỷ phần tướng phân bố theo đường cong tỷ phần tướng dọc

Sử dụng dữ liệu một chiều kiểm soát quy luật phân bố tướng

Hình 1.16: Sử dụng bản đồ xu hướng phân bố tướng hai chiều để kiểm soát tướng theo phương ngang

Sau khi đã hoàn thành mô hình tướng, mô hình các thông số vỉa sẽ được xây dựng trên nền của mô hình tướng bao gồm: mô hình độ rỗng, mô hình độ thấm,

mô hình độ bão hòa, mô hình net-to-gross (NTG) Các thông số vật lý được kỹ

sư địa chất hoặc địa vật lý giếng khoan thực hiện và được chuyển đổi tỷ lệ (upscale log) trước khi đưa vào chạy mô phỏng thông số vật lý vỉa

Các loại số liệu dùng để xây dựng mô hình độ rỗng bao gồm:

™ Số liệu phân tích địa vật lý giếng khoan

™ Kết quả của quá trình phân tích thống kê số liệu

™ Mô hình tướng

b) Xây dựng mô hình độ rỗng (Porosity modeling)

Kết quả của mô hình tướng được xem là điều kiện đầu vào của mô hình đặc trưng hóa vỉa chứa, cụ thể là độ rỗng, độ thấm, độ bão hòa nước Dữ liệu thống

kê độ rỗng tại giếng khoan cung cấp phân bố độ rỗng và một số xu hướng thay đổi phân bố độ rỗng do ảnh hưởng quá trình trầm tích và quá trình thành đá như

độ rỗng giảm theo độ sâu do nén ép (compaction), trầm lắng (depositional), phương lắng động trầm tích (lateral trend) Các kết quả phân tích cho từng tập vỉa theo hướng chính, hướng phụ và hướng thẳng đứng (từ phân tích mô hình thực nghiệm variogram) đã được tiến hành trong giai đoạn phân tích dữ liệu Trong xây dựng mô hình độ rỗng, thuật toán Sequential Gaussian Simulation (SGS) thường được sử dụng để phân bố độ rỗng lên toàn vỉa Kết quả mô hình

độ rỗng bằng phương pháp SGS trên nền tướng của lạch sông, bãi cát vỡ bò, đồng bằng ngập lụt của một hệ sông điển hình, phân bố độ rỗng được kiểm soát rất chặt chẻ trên từng tướng như lạch sông có độ rỗng cao hơn bãi cát vỡ bờ cao

hơn sét (đồng bằng ngập lụt) như ví dụ Hình 1.17

Thân lạch sông

Bãi cát vỡ bờ Bùn/đồng bằng ngập lụt

Độ rỗng

Hình 1.17: Mô hình độ rỗng trên nền của tướng trầm tích 3

c) Xây dựng mô hình độ thấm (Permeability modeling)

Độ thấm có khoảng biến đổi lớn vì phân bố theo dãy logarithm như Hình 1.19

Hầu như mô hình độ thấm được xây dựng từ mô hình độ rỗng thông qua hàm quan hệ rỗng thấm xác định từ phân tích địa vật lý giếng khoan, phân tích mẫu

lõi như ví dụ Hình 1.18 hay từ kỹ thuật Sequential Co-Located Co-Simulation

với độ rỗng Quan hệ rỗng thấm có dạng công thức tổng quát như sau:

logK =a*φ−b (1.1)

Trong đó:

a, b:hằng số, K: độ thấm,

φ : là độ rỗng

Hình 1.18: Một dạng quan hệ rỗng thấm từ mầu lõi

<1 1 10 100 >1000 (md)

Hình 1.19: Lát cắt dọc của mô hình độ thấm với giá trị theo thước tỷ lệ logarithm

d) Xây dựng mô hình độ bão hòa nước (Water saturation modeling)

Một vỉa dầu khí được tạo ra khi hydrocarbon di cư vào bẩy chứa, bắt đầu thay thế nước và bị giữ ở đó Theo thời gian địa chất, vỉa có xu hướng thiết lập trạng thái cân bằng khi mà các pha chất lưu có sự vận động Độ bão hòa nước được định nghĩa là phầm trăm độ rỗng chiếm chỗ bởi nước, có nhiều nhân tố ảnh hưởng hưởng đến độ bão hòa nước trong đó có áp lực mao dẫn, chiều cao trên

mực nước tự do, độ rỗng, độ thấm Mô hình độ bảo hòa nước thường được mô hình theo công thức hàm J (Leverett J function, 1941) Hàm J rút ra từ thực nghiệm để diễn tả mối quan hệ phù hợp giữa độ bão hòa với độ rỗng, độ thấm,

áp lực mao dẫn sức căng bề mặt và chiều cao trên mực nước tự do để ngoại suy

áp suất mao dẫn (Pc) thành một đường cong đại diện cho một loại đá với độ rỗng, độ thấm, lực dính ướt khác nhau (J) nhằm đặc trưng cho sự biến đổi độ

bão hòa nước khi chuyển tiếp từ đới nước sang đới dầu Hình 1.20 minh họa

mối quan hệ giữa độ bão hòa nước và áp suất mao dẫn trong đới chuyển tiếp từ đới nước sang đới dầu Mỗi tướng có đặc trưng rỗng, thấm khác nhau nên được

biểu diễn bằng các hàm J khác nhau, Hình 1.21 minh họa độ bão hòa nước của

hai loại tướng (loại đá) khác nhau theo hai hàm J

Nóc kết thúc vùng chuyển tiếp

Ranh giới dầu nước

Áp lực mao dẫn = 0 (Mực nước tự do)

Vỉa tại điều kiện độ bão

Độ bão hòa nước dư

Hình 1.20: Độ bão hòa nước theo áp lực mao dẫn 3