BÁO cáo địa THỐNG kê

Nội dung bài báo• Thiết lâ ̣p và định lượng bất kì sự tương quan không gian nào giữa các hoạt đô ̣ng của các giếng khí đá phiến sét.. Nội dung bài báo• Thảo luâ ̣n về viê ̣c giải qu

Trang 1

BÁO CÁO ĐỊA THỐNG

KÊ

1 Nguyễn Trung Phú 1712646

3 Lê Chung Thảo 1713172

4 Nguyễn Văn Nhiều 1712513

5 Lý Ngọc Yến Linh 1711953

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

Khoa Kỹ thuật Địa Chất và Dầu Khí

-o0o -DANH SÁCH THÀNH VIÊN

Trang 2

I Tài liệu báo cáo

• Số phát hành: SPE 164816.

• Chủ đề: Combining Geostatistics With

Bayesian Updating to Continually Optimize

Drilling Strategy in Shale Gas Plays

•Tác giả: B.J.A Willigers (BG Group), S Begg

(University of Adelaide), R.B Bratvold

(University of Stavanger)

•Ngày xuất bản: bài báo này được chuẩn bị cho

phần thuyết trình tại EAGE Annual Conference

& Exhibition hợp tác cùng SPE Europec tổ chức

ở London (Vương Quốc Anh), từ ngày

10-13/06/2013

2

Trang 3

II Sơ lược bài báo

• Bài báo trình bày mô ̣t phương pháp mới để cải thiê ̣n khả năng thu hồi khí đá phiến

• Để tối ưu hóa lưu lượng, đòi hỏi số lượng lớn giếng được khoan, do đó có thể có nhiều sự cố như hiê ̣u quả khai thác, hiê ̣u quả khoan

• Khả năng khoanh vùng khai thác dựa trên mô hình xác suất

3

Trang 4

Tối ưu hóa về công tác khoan

Vị trí khoan

Số lượng giếng

Tìm các điểm khoan mới hiê ̣u quả hơn

Đánh giá mức đô ̣ không ổn định về các giếng

4

Trang 5

Phương pháp nghiên cứu

Chia vùng được khảo sát thành các ô

Tính toán số lượng các giếng có thể khoan được trong ô

Phân bố xác suất cho cơ hô ̣i thành công của mỗi ô từ thông tin của các vĩa tương tự, hoă ̣c thông tin có sẵn cụ thể của vĩa

Tạo ra mô ̣t phân bố xác suất cho các ô lưới liên quan bằng phương pháp kriging

Chọn các ô đại diê ̣n để đơn giản hóa viê ̣c phân tích và các yêu cầu tính toán

5

Trang 6

Phương pháp nghiên cứu

Chia vùng được khảo sát thành các ô

Tính toán số lượng các giếng có thể khoan được trong ô

Phân bố xác suất cho cơ hô ̣i thành công của mỗi ô từ thông tin của các vĩa tương tự, hoă ̣c thông tin có sẵn cụ thể của vĩa

Tạo ra mô ̣t phân bố xác suất cho các ô lưới liên quan bằng phương pháp kriging

Chọn các ô đại diê ̣n để đơn giản hóa viê ̣c phân tích và các yêu cầu tính toán

6

Trang 7

III Nội dung bài báo

• Thiết lâ ̣p và định lượng bất kì sự tương quan không gian nào giữa các hoạt đô ̣ng của các giếng khí đá phiến sét

• Trình bày mô ̣t phương pháp toàn diê ̣n để liên tục câ ̣p nhâ ̣t xác suất Success với sự xuâ ̣t hiê ̣n của dự liê ̣u mới trong mô ̣t vĩa khí đá phiến với các phụ thuô ̣c vào không gian

Chance-of-• Chứng minh cách tiếp câ ̣n thông qua phân tích dữ liê ̣u từ đá phiến sét Barnett

7

Trang 8

• Thảo luâ ̣n về viê ̣c giải quyết các yếu tố không ổn định trong đá phiến sét, sự quan trọng của viê ̣c tìm hiểu về sự phụ thuô ̣c không gian giữa các giếng

• Đánh giá sự phụ thuô ̣c của các giếng ở phần phía đông vĩa Barnett

• Mô phỏng các phương pháp phát triển đề phân tích các vĩa khí đá phiến sét

• Áp dụng phương pháp phân tích giếng khí đá phiến sét phía đông vĩa đá phiến sét Barnett

8

Trang 9

• Phần đầu tiên thảo luận về việc giải quyết sự phân bố không đồng đều của khí trong đá phiến sét và giải thích tầm quan trọng về sự tương quan không gian giữa các giếng

• Phần thứ hai đánh giá sự tương quan không gian giữa các giếng khí đá phiến sét ở phía đông vĩa đá phiến sét Barnett, Texas, Hoa Kỳ

• Phần thứ ba mô tả các phương pháp phát triển để phân tích các vĩa khí đá phiến sét

• Phần thứ tư cho thấy việc áp dụng phương pháp để phân tích giếng khí đá phiến sét phía đông của vĩa đá phiến sét Barnett, Texas, Hoa Kỳ

• Phần thứ năm, đánh giá và kết luận từ dữ liệu trên

9

Trang 10

• Haskett và Brown (2005) đã phát triển

một cách tiếp cận xác suất hai tầng để

định lượng tài nguyên khí đá phiến sét

• Giả định rằng hiệu suất tốt trung bình

trong một chưa triển khai, hoặc một

phần đã triển khai, vĩa đá phiến sét là

không ổn định cũng như hiệu suất của

giếng cá biê ̣t cho một hiệu suất tốt

trung bình cụ thể

1 Sự phân bố không đồng nhất của các mỏ khí phi truyền thống

10

Trang 11

• Sự phụ thuộc không gian là một yếu

tố quan trọng trong việc giải quyết sự

không ổn định liên quan đến trữ

lượng khí

• Sự phụ thuộc không gian là "xu hướng

cho các địa điểm gần đó ảnh hưởng lẫn

nhau và có các thuộc tính tương tự"

( Goodchild, 1992)

• Giả định rằng sự phụ thuộc không gian

giữa các giếng khí đá phiến sét tồn tại sau

đó sự phân bố địa lý của một số giếng

Trang 12

a Vị trí địa lý

2 Sự phụ thuộc không gian giữa các giếng khí

12

Trang 14

b Sản lượng khai thác

Đường cong suy giảm theo hàm hyberbol

được sử dụng để dự báo sản lượng khai

thác cho các giếng Lưu lượng trong

khoảng thời gian được biểu diễn theo

công thức:

14

Trang 15

Trang 16

d Dữ liệu khoảng cách

Cho rằng những thay đổi ở CoS (Chance

of Success: xác xuất chính xác) bởi sự

thay đổi tính chất vật lý của đá nên có

thể nghi ngờ rằng có mối tương quan về

không gian trong CoS Có nghĩa là giá trị

CoS tại 2 điểm sẽ phụ thuộc vào khoảng

cách giữa hai điểm đó

16

Trang 17

• Variogram thực nghiệm

•Biểu đồ biến thiên đa hướng dựa trên các giá trị CoS của 2064 giếng ở Training Area Variogram thực nghiệm (hình 6) cho thấy giá trị ngưỡng (c) (sill) được xác định tại điểm trên 20 km và cũng là giá trị để xác định nugget effect (s).

•Variogram thực nghiệm phù hợp với mô hình hàm mũ (exponential model):

17

Trang 18

• Từ đó ta có đồ thị:

18

Trang 19

Phương pháp cập nhật CoS khi giếng mới được khoan.

Mục đích: Cung cấp cái nhìn sâu sắc về sự thay đổi địa chất của COS và tổng quan

cách xây dựng nhều dữ liệu giếng khi có sẵn theo thời gian

Ý tưởng: Sử dụng định luật Maximum Entropy (ME) để phát triển cái nhìn ban đầu

về CoS của một ô, sau đó thực hiện Bayesian Update(BU) khi kết quả khoan mới trở nên khả dụng, và cuối cùng để truyền tác động của thông tin mới đó đến các ô lân cận bằng cách sử dụng địa thống kê, Indicator Kriging (IK) Còn gòi là phương pháp BU-IK

3 Phương pháp phân tích các vĩa khí đá phiến sét

19

Trang 20

20

Trang 21

Quy trình tổng thể bao gồm ba bước

Bước 1: Trước khi có bất kỳ dữ liệu giếng, hàm mật độ xác suất (PDF) cho COS

được gán cho tất cả các ô Đây là bảng phân phối trước phải dựa trên tất cả thông tin có sẵn cho đến thời điểm đó Thông tin có trước thường có từ có tập đá chứa dầu tương tự, thông tin cụ thể về tập đá chứa dầu hiện tại về địa chất và vỉa chứa

Bước 2: Tại một thời điểm, thông tin về giếng mới dưới dạng “giếng thành công

hoặc hỏng” trong một ô Sau đó sử dụng quy tắc Bayes để cập nhật PDF trong các ô nơi giếng đã được khoan Điều này dẫn đến các tệp PDF mới trong tất cả các ô với thông tin giếng mới Trong các ô không có thông tin giếng mới, không có thay đổi nào đối với tệp PDF Các ô này sẽ được cập nhật trong Bước 3

21

Trang 22

Bước 3: Với sự phụ thuộc về tập đá chứa dầu, các ô chưa được cập nhật trong bước

trước đó nằm liền kề với các ô đã có những thay đổi đáng kể đối với PDF, sẽ bị 'tác động' bởi những thay đổi này Trong bước này, tính đến sự phụ thuộc không gian và

sử dụng indicator kriging để cập nhật các ô chưa được cập nhật trong Bước 2

Sau khi hoàn thành Bước 2 và 3, tất cả các ô trong tập đá chứa đã được cập nhật và phân phối trong các “accounts” cho tất cả thông tin có sẵn Nếu sau đó thông tin về giếng mới đến, phần sau này sẽ được sử dụng như phần mới trước đó và bước 2 và 3

Trang 23

Bước 1 – The prior (Entropy tối đa)

Giả sử biến ngẫu nhiên Xij ghi lại COS không chắc chắn,x, trong ô i, j tại thời điểm:p(Xij=x|tất cả thông tin trong ngày)

Để dễ phân tích Xij, phân loại thành L trạng thái chung - toàn diện, loại trừ lẫn nhau,xl do đó p là hàm khối lượng xác suất Ví dụ, với L = 10, độ không đảm bảo đo COS được biểu thị bằng phân bố rời rạc với L + 1 giới hạn, từ 0 đến 1 bước nhảy 0,1

Trước khi dữ liệu giếng có sẵn từ một tập đá chứa, COS dự kiến ban đầu, E[Xij] có thể được đánh giá dựa trên thông tin trước đó bằng cách sử dụng nguyên tắc entropy tối đa để tạo tệp PDF trước cho mỗi ô Kết quả PDF được điều chỉnh để đánh giá E[Xij]

23

Trang 24

Hình 8 cho thấy ba phân phối xác

suất,E[Xij] cho các giá trị: 0,1, 0,3 và

0,5 Hình minh họa rằng trong các tình

huống có giá trị COS kỳ vọng thấp,

trọng số xác suất tập trung vào kết quả

với số lần thành công thấp trong khi

phân phối đồng đều là 0,5

Hình 8 Các tệp PDF trước được tạo bằng nguyên lý entropy cực đại.

24

Trang 25

Bước 2 - Cập nhật dựa trên thông tin

giếng mới (Bayesian Updating)

Giả sử một tập hợp các giếng đã được

khoan với các đầu ra như thể hiện trong

Hình

25

Trang 26

Sử dụng quy tắc Bayes để cập nhật ô có thông tin mới bằng cách kết hợp xác suất trước với bằng chứng mới (hàm khả năng xảy ra).

26

Trang 27

“Dữ liệu” là các kết quả khoan mới, bao gồm k mẫu giếng khoan, trong đó n giếng đã thành công Khả năng (xác suất) quan sát những dữ liệu này đối với một CoS nhất định (tức là m cho trước với N cố định ) được cung cấp bởi phân phối Hypergeometric

27

Trang 28

Nhìn vào ô phía trên bên trái trong Hình 10 và sử dụng N = 10 và m = 4 (ngụ ý CoS thực sự là 0,4), khả năng quan sát 3 thành công trong số 5 giếng đã khoan, cho biết COS thật trong ô là 0,4, là

28

Trang 29

Hình 11 Một ví dụ về hàm khả năng đối với trường hợp 5 giếng đã được khoan, 3 trong số đó là thành công

29

Trang 30

Kết hợp giá trị trước với hàm khả năng, sử

dụng quy tắc Bayes, để tính xác suất CoS

được cập nhật của ô thứ i, j , với l bất

kỳ trong số các mức L

Hình 12 Bước 2 - Cập nhật các tệp PDF của ô với dữ liệu giếng mới Lưu ý rằng các ô không nhận được thông tin giếng mới chưa được cập nhật và chứa các tệp PDF trước đó (thanh màu xanh lam) Các ô này sẽ được cập nhật trong bước tiếp theo.

30

Trang 31

• Mục tiêu của bước này là tinh chỉnh hàm mật độ xác suất CoS bằng cách tính toán sự phụ thuộc không gian giữa các ô lân cận

• Họ chỉ ra rằng có tồn tại sự phụ thuộc không gian giữa các ô CoS

• Do đó, sẽ rất hợp lý nếu “truyền” tác động của CoS được cập nhật tới bất kỳ ô lân cận nào.Yếu tố này đặc biệt quan trọng trong giai đoạn đầu phát triển hoạt

đô ̣ng khi dữ liệu còn thưa thớt

31

Trang 32

• Để thực hiện Indicator Kriging cần có mô hình variogram.

• Các mô hình variogram có thể được xác định từ

dữ liệu của một công cụ tương tự đã được phát triển rộng rãi

ngoài ra, các tham số của mô hình variogram có thể được công nhận từ kiến thức địa khoa học (địa chất, địa kỹ thuật, địa hóa) về sự biến đổi không gian (mức độ, hướng)

32

Trang 33

• Đối với mỗi trạng thái của x , một biểu đồ experimental variogram được tính toán.

• Biểu đồ experimental variogram trình bày x và khoảng cách h được xác định bởi công thức:

• Trong đó:

h: độ lệch

N(h): số că ̣p cách nhau bởi đô ̣ lê ̣ch h

Iij(l),Iij+h(l): giá trị dữ liê ̣u

33

Trang 34

• Sau khi hoàn thành Bước 3,

cập nhật của tất cả các ô đã

được tạo sẽ hoạt động như

trước khi có dữ liệu giếng mới

trong tương lai

34

Trang 35

• Phần này minh họa phương pháp BU-IK bằng ứng dụng cho vùng Thử nghiệm của Đá phiến sét Barnett.

• Thông tin trước khi khoan:

CoS dựa trên tất cả các giếng trong khu vực Training được giả định là CoS trước đó của khu vực Thử nghiệm

Tỷ lệ giếng đã được khoan vào năm 2011 mang lại NPV dương, với giả định giá khí là 4 USD / Mscf, lên tới 67,2%.Do đó, 0,672 được coi là CoS trước đây của họ

4 Áp dụng phương pháp để phân tích giếng khí đá phiến sét phía đông của vĩa đá phiến sét Barnett, Texas, Hoa Kỳ

35

Trang 36

• Nguyên tắc entropy cực đại được sử dụng để phát triển phân phối xác suất của CoS.

• Phân phối xác suất của COS được chỉ định cho tất cả các ô trong vùng

Thử nghiệm.Phân bố xác suất phản ánh quan điểm về COS trước khi giếng ngang đầu tiên được khoan

4 Áp dụng phương pháp để phân tích giếng khí đá phiến sét phía

đông của vĩa đá phiến sét Barnett, Texas, Hoa Kỳ

36

Trang 37

• Quan điểm của COS dựa trên dữ liệu giếng khoan thực

Bản đồ trong Hình 17 cho thấy các giá trị COS quan sát được trong khu vực Thử nghiệm Dựa trên dữ liệu từ 837 giếng đã được được khoan trước quý 2 năm 2011 Khu vực có COS cao nhất nằm ở trung tâm phía nam của khu vực nghiên cứu Chúng tôi sử dụng bản đồ của Hình 17 để thể hiện sự phân bố "đúng" của COS để kiểm tra các dự đoán do phương pháp Bayesian- Kriging dựa trên dữ liệu ít giếng (đáng kể)

Đến quý 2 năm 2011, 92 trong tổng số 168 ô đã được khoan Số liệu thống kê về số lượng giếng trong các ô được tóm tắt trong Bảng 11

5 Đánh giá và kết luận

37

Trang 38

Hình 17 Bản đồ của COS được quan sát trong khu vực

Thử nghiệm dựa trên 837 Bản đồ hiển thị các ô 2.5*2.5

km nằm ở phần phía Đông của Barnett Shale Bnả đồ dựa

trên 837 giếng đã được khoan trước quý 2 năm 2011 Lưu

ý rằng các ký hiệu bị thiếu trong lưới là các ô chưa khoan

Trang 39

Các kết quả:

Trong phần này, chỉ ra cách quan điểm về thay đổi tập đá chứa khi dữ liệu tốt hơn có sẵn theo thời gian Đối với đá chứa đơn giản, thay vì cố gắng hiển thị PDF CoS đầy đủ cho mỗi ô, chỉ sử dụng CoS kỳ vọng (ECOS) được lấy từ CoS PDF Các bảng trong Hình 18 theo dõi sự phát triển của chế độ xem phân bố không gian của ECOS Một so sánh của sự thay đổi theo khu vực của COS quan sát được dựa trên tất cả dữ liệu giếng có sẵn từ khu vực Thử nghiệm (Hình 17) và sự thay đổi theo khu vực của ECOS được thể hiện trong các bảng của Hình 18 cho thấy rằng phần lớn phác thảo chung về sự thay đổi của COS được xác định sau khi 187 giếng đầu tiên được khoan Sự bất thường có xu hướng SE-NW của giá trị COS cao ở phần phía nam của khu vực Thử nghiệm (Hình 17) có thể được suy ra từ 187 giếng đầu tiên (Hình 18) Việc bổ sung hơn 1200 giếng, với tổng số

1489 giếng không làm thay đổi đáng kể sự biến đổi địa lý của COS

39

5 Đánh giá và kết luận

Tiêu đề	Báo Cáo Địa Thống Kê
Tác giả	B.J.A Willigers, S. Begg, R.B Bratvold
Trường học	Trường Đại Học Bách Khoa Đại Học Quốc Gia Thành Phố Hồ Chí Minh
Chuyên ngành	Kỹ thuật Địa Chất và Dầu Khí
Thể loại	báo cáo
Năm xuất bản	2013
Thành phố	London

Định dạng
Số trang	45
Dung lượng	3,17 MB