Luận Văn Thạc Sĩ: Xây Dựng Mô Hình Khai Thác Đá Móng Nứt Nẻ Mỏ X Trong Công Nghệ Dầu Khí

Luận văn thạc sĩ nghiên cứu kỹ thuật khoan khai thác và công nghệ dầu khí xây dựng mô hình khai thác cho đá móng nứt nẻ mỏ x, đánh giá hiện trạng, phân tích vấn đề, đề xuất biện

• Tác giả: Chung Nghiệp Huân
• Người hướng dẫn: TS. Mai Cao Lân
• Trường học: Đại học Bách Khoa, Đại học Quốc gia Thành phố Hồ Chí Minh
• Chuyên ngành: Kỹ thuật khoan khai thác và công nghệ dầu khí
• Đề tài: Xây dựng mô hình khai thác cho đá móng nứt nẻ mỏ X
• Loại tài liệu: luận văn thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2016
• Địa điểm: Thành phố Hồ Chí Minh

Tóm tắt

I. Giới thiệu và tính cấp thiết của đề tài

Luận Văn Thạc Sĩ này tập trung vào việc xây dựng Mô Hình Khai Thác cho Đá Móng Nứt Nẻ tại Mỏ X trong lĩnh vực Kỹ Thuật Khoan Dầu Khí. Đề tài này xuất phát từ nhu cầu thực tiễn trong ngành dầu khí, đặc biệt là việc khai thác hiệu quả các mỏ dầu trong đá móng nứt nẻ. Đá Móng Nứt Nẻ là một đối tượng phức tạp, đòi hỏi các phương pháp mô hình hóa tiên tiến để dự đoán và tối ưu hóa quá trình khai thác. Việc nghiên cứu này không chỉ có ý nghĩa khoa học mà còn mang lại giá trị kinh tế lớn, góp phần vào sự phát triển bền vững của ngành dầu khí Việt Nam.

1.1. Bối cảnh và mục tiêu nghiên cứu

Ngành dầu khí Việt Nam đang đối mặt với thách thức trong việc khai thác các mỏ dầu trong Đá Móng Nứt Nẻ, đặc biệt là tại Mỏ X. Mô Hình Khai Thác hiện tại chưa thể hiện được đầy đủ đặc tính của các vỉa nứt nẻ, dẫn đến hiệu quả khai thác thấp. Mục tiêu của Luận Văn Thạc Sĩ này là xây dựng một mô hình mô phỏng khai thác chính xác, dựa trên phương pháp Mạng Nơ-ron Nhân Tạo (ANN) kết hợp với Địa Thống Kê Co-kriging, nhằm tối ưu hóa quá trình khai thác và quản lý mỏ.

1.2. Phương pháp tiếp cận

Để đạt được mục tiêu nghiên cứu, Luận Văn Thạc Sĩ sử dụng phương pháp Mạng Nơ-ron Nhân Tạo (ANN) để mô hình hóa độ rỗng của Đá Móng Nứt Nẻ. Phương pháp này kết hợp với Địa Thống Kê Co-kriging để tăng độ chính xác của mô hình. Các dữ liệu địa chất, địa vật lý giếng khoan, và dữ liệu khai thác được thu thập và phân tích để xây dựng mô hình phân bố độ rỗng và mô phỏng dòng chảy trong vỉa nứt nẻ.

II. Xây dựng mô hình phân bố độ rỗng

Phần này tập trung vào việc xây dựng Mô Hình Phân Bố Độ Rỗng cho Đá Móng Nứt Nẻ tại Mỏ X. Phương pháp Mạng Nơ-ron Nhân Tạo (ANN) được sử dụng để mô hình hóa độ rỗng vi khe nứt và khe nứt lớn. Kết quả cho thấy mô hình ANN có độ chính xác cao khi so sánh với dữ liệu thực tế từ giếng khoan. Điều này khẳng định tính hiệu quả của phương pháp này trong việc dự đoán đặc tính nứt nẻ của đá móng.

2.1. Phương pháp mô hình hóa độ rỗng

Phương pháp Mạng Nơ-ron Nhân Tạo (ANN) được áp dụng để mô hình hóa độ rỗng của Đá Móng Nứt Nẻ. Các yếu tố đầu vào bao gồm thuộc tính địa chấn, dữ liệu giếng khoan, và các thông số địa chất khác. Quá trình luyện mạng ANN được thực hiện để tối ưu hóa mô hình, đảm bảo độ chính xác cao khi dự đoán độ rỗng.

2.2. Kết quả mô hình phân bố độ rỗng

Kết quả mô hình cho thấy sự tương quan cao giữa độ rỗng dự đoán và độ rỗng thực tế tại các giếng khoan. Mô hình ANN kết hợp với Địa Thống Kê Co-kriging đã thể hiện được đặc tính nứt nẻ của đá móng, đặc biệt là sự phân bố của các vi khe nứt và khe nứt lớn. Điều này giúp tăng độ tin cậy của mô hình trong việc dự đoán và quản lý khai thác.

III. Mô hình mô phỏng khai thác

Phần này trình bày quá trình xây dựng Mô Hình Mô Phỏng Khai Thác cho Đá Móng Nứt Nẻ tại Mỏ X bằng phương pháp Mô Hình Hai Độ Rỗng. Mô hình này thể hiện đặc trưng dòng chảy trong vỉa nứt nẻ, bao gồm cả hệ thống vi khe nứt và khe nứt lớn. Kết quả mô phỏng cho thấy sự khớp tốt giữa dữ liệu lịch sử khai thác và dữ liệu mô phỏng, khẳng định tính ứng dụng thực tiễn của mô hình.

3.1. Phương pháp mô hình hai độ rỗng

Phương pháp Mô Hình Hai Độ Rỗng được sử dụng để mô phỏng dòng chảy trong Đá Móng Nứt Nẻ. Mô hình này bao gồm hai hệ thống độ rỗng: độ rỗng ma trận và độ rỗng khe nứt. Phương pháp này giúp thể hiện chính xác đặc trưng thủy động học của vỉa nứt nẻ, đặc biệt là sự tương tác giữa hai hệ thống độ rỗng.

3.2. Kết quả mô phỏng khai thác

Kết quả mô phỏng cho thấy sự khớp tốt giữa dữ liệu lịch sử khai thác và dữ liệu mô phỏng. Mô hình Hai Độ Rỗng đã thể hiện được đặc trưng dòng chảy trong vỉa nứt nẻ, giúp tối ưu hóa quá trình khai thác và quản lý mỏ. Điều này khẳng định tính ứng dụng thực tiễn của mô hình trong việc dự đoán và quản lý khai thác dầu khí.

Trích đoạn nội dung tài liệu

Chương 1: Tổng quan về mỏ X và nhu câu xây dựng mô hình mô phỏng khai thác Giới thiệu tổng quan về đá móng nứt nẻ móng X, lịch sử tìm kiếm và thăm dò. Khái quát về cách xây dựng mô hình địa chất và mô hình khai thác truyền thông cho móng X. Trình bày những tôn tại trong xây dựng mô hình mô phỏng khai thác truyền thống, từ đó dé ra tính cấp thiết của việc xây dựng mô hình khai thác bang phương pháp hai độ rông. Chương 2: Xây dựng mô hình phân bố độ rồng cho đá móng nứt nẻ mỏ X Học viên: Chung Nghiệp Huân 4 Xáy dựng mô hình khai thắc cho da móng nut née mo X Trong chương này, tác giả trình bày chỉ tiết về phương pháp ANN với việc tổ hợp các thuộc tính địa chan dé xây dựng mô hình phân bố các nứt nẻ.

Kết hợp với phương pháp địa thống kê Co-kriging xây dựng phân bố của hệ thống vi nứt nẻ và nứt nẻ lớn với độ chính xác cao nhằm phục vụ cho mục đích của chương tiếp theo. Chương 3: Xáy dựng mô hình mô phỏng khai thác cho da móng nut ne mo X Nội dung nghiên cứu chính trong chương này bao gồm việc ứng dụng phương pháp mô hình hai độ rỗng dé xây dựng mô hình mô phỏng khai thác cho tầng móng mỏ X. Sau khi tiến hành thiết lập được mô hình mô phỏng khai thác, sẽ chạy mô phỏng va khớp lịch sử khai thác. Học viên: Chung Nghiệp Huân 5 Xáy dựng mô hình khai thắc cho da móng nut née mo X CHUONG 1 - TONG QUAN VE MO X VÀ NHU CẢU XÂY DỰNG MÔ HÌNH MÔ PHONG KHAI THÁC Cau tạo X thuộc lô 15-2/01 nằm ở sườn Tây Bắc bé Cửu Long, đây là bể trầm tích chứa dầu khí quan trọng nhất cho tới thời điểm hiện tại của Việt Nam.

Trong khu vực bể đã tiễn hành khảo sát địa chấn 2D và 3D với khói lượng rất lớn, khoan tong cong hon 500 giếng khoan thăm dò, thắm lượng va khai thác, phát hiện 18 mỏ trong đó có 11 mỏ đang được khai thác (Bạch Hồ, Sư Tử Den, Cá Ngừ Vang, Rong.) với tổng sản lượng khai thác cộng dồn đạt 344.8 triệu m” dầu quy đổi tính đến thời điểm hiện tại.1 Đặc điểm địa chất l.]I Vi trí địa ly Bề Cửu Long nam ngoài khơi thêm lục địa Nam Việt Nam và một phần đất liền thuộc khu vực cửa sông Cửu Long. Bề có hình bầu dục, vồng ra về phía biển và nam dọc theo bờ biển Vũng Tàu - Binh Thuận, được giới hạn trong khung tọa độ địa lý từ 9° đến 11° vĩ Bắc va từ 106°30° đến 109° kinh Đông. Bé Cửu Long tiếp giáp với đất liền về phía Tây Bắc, ngăn cách với bể Nam Côn Sơn bởi đới nâng Côn Sơn, phía Tây Nam là đới nâng Khorat - Natuna và phía Đông Bắc là đới cắt trượt Tuy Hòa ngăn cách với bề Phú Khánh. Bề có diện tích khoảng 36.000 km”, bao gồm các 16: 01&02, 01&02/97, 15-1/01, 15-1/05, 15-2, 15-2/01; 16-1/03, 16-1, 16-2, 09-1, 09-2, 09-2/09, 09-3, 17 va một phan của các lô: 127, 01&02/10, 25 và 31 (Hình 1-1) [5].

Cau tao X thuộc lô 15-2/01, cách TP. Vũng Tau 75 km về phía Đông (Hình 1-1). Cau tạo có diện tích khoảng 64,7 kmỂ tinh theo diện tích cấu tao móng. Hình 1-1: Vi tri địa lý bé Cửu Long Học viên: Chung Nghiệp Huân 6 Xáy dựng mô hình khai thắc cho da móng nut née mo X Dịi Fsaid ProspectiLeed|n Basement ProspectiLesd jn EF ProspectiLesd in COE ierearsion ProspectiL eed it C81 Hình 1-2: Vi tri dia ly mo X- Lô 15-2/01 1.2 Đặc điểm dia chất - kiến tao tang chứa granitoid ở cau tạo X 1.1 Đặc điểm hình thải cấu trúc móng Nóc móng trước Kainozoi của cau tạo X là một cau trúc nâng có đường khép kín 4100m, kéo dài theo phương đông bắc-tây nam với chiều dài khoảng 16 km, chiều rộng khoảng 5,3 km, mở rộng về phía tây bac, nam, đông nam và thu hep dan lại về phía đông bắc [19].

Khối nâng móng bị chia cắt bởi các đứt gãy có phương á vĩ tuyến, tây bắc - đông nam và đông bắc - tây nam (Hình 1-3). Tại khu vực phía Tây Nam, bề mặt nóc móng năm thấp hơn phan còn lại va được tách biệt bởi hệ thông đứt gãy phương á vĩ tuyến. Phủ trên móng trước Kainozoi ở khu vực này là các trầm tích có tudi từ Oligoxen (tập E) đến Đệ Tứ (tập A) (Hình 1-4). Học viên: Chung Nghiệp Huân 7 Xáy dựng mô hình khai thắc cho da móng nut née mo X SW HSD-4X Seeger HS i Ha E \ —* 4 --Ö°Bl.2————— FBT Zone 182 | ioc pp any AW AN 1 BJig EZone = Top Ole slg at c Sĩ d$D2K Top las đá HSD-5XP.2x 4050ms Hình 1-4: Mat cắt dọc theo cấu tao X [6] 1.2 Thanh phan thach hoc: Tham gia vào cau trúc địa chat cầu tạo X bao gồm các đá móng granitoid tuéi Menozoi muộn và lớp phủ trầm tích, tram tích-phun trào Cenozoi (gôm các tập dia chan E, D, C, BI, BII, BHI & A).

Theo kết quả phân tích thạch học các mẫu lấy từ 8 giếng khoan cho thay các đá granitoid trong móng X chủ yếu là monzogranite và granodiorite (Hình 1-5), ngoài ra còn gặp các đai mạch trung tính xuyên cat qua đá móng. ¬ DB (37°) B3: ⁄ý Lí x ⁄ | /#u La ⁄ leaner | Well segment | | / 7Á x‘i F§Ề\Ny 47" = `. Hình 1-5: Thanh phan thach hoc trong mong cấu tao X [6] Học viên: Chung Nghiệp Huân 8 Xáy dựng mô hình khai thắc cho da móng nut née mo X 1.3 Hệ thống đứt gãy Kết quả minh giải tài liệu địa chan cho thay trong mong cua cầu tạo X tôn tại 06 hệ thống đứt gãy chính được phân chia theo đường phương và loại đứt gãy, bao gồm (Hình 1-6, Hình 1-7, Hình 1-8): — Hệ thống đường phương 20-30° (Đông Bắc — Tây Nam) phân bố chủ yếu ở trung tâm của cau tạo. — Hệ thống đường phương 40-50°(Đông Bắc — Tây Nam) phân bố chủ yếu ở ria tây nam va trung tâm.

— Hệ thống đường phương 60-70° (Déng Bắc — Tây Nam) phát triển mạnh trong toàn cầu tạo. — Hệ thông đường phương vĩ tuyến và 4 vĩ tuyến (Đông — Tây) phát triển mạnh trong toàn cấu tạo. — Hệ thông đường phương 300-320°(Tây Bắc - Đông Nam) phân bố ở trung tâm và tây nam cau tao. — Hệ thống đường phương 330-340° (Tây Bắc - Đông Nam) phân bồ ở trung tâm và tây nam cấu tạo.

822000 824000 826000 828000 830000 832000 834000 836000 L L L L L + L + L1 A L & Hệ thong đứt gay A vĩ tuyến 1240 LLO FT 120 44O Z : Elevation depth [m] t+0 07 J -3000 L -3100 = 3: -3200 8 - -3300 ] Bas L 8 -3500 = = 4 -2600 -ễ 1 -3700 1 -3800 [ 8 -3900 = =Ì -4000 8 -4100 ; -4200 | 8 0 1000 2000 3000 4000 S000m » : = 1:90000 š 822000 24000 8260000 822000 830000 832000 834000 — 83000 Hình 1-6: Hệ thống ditt gấy A vĩ tuyến tại mỏ X Học viên: Chung Nghiệp Huân 9 Xáy dựng mô hình khai thắc cho da móng nut née mo X 822000 824000 826000 828000 830000 832000 834000 836000 Hệ thong đứt gay Đông Bac— Tây Nam 1 240 Lt0 tZ 120 0 71 120 Elevation depth [m] tt0 07 -3000 -3100 1 80 -3200 -3300 0 81 -3400 -3500 1 60 -3600 -3700 LL0 91 -3800 1 40 0LE0ÿ -3900 -4000 -4100 -4200 0 1000 2000 3000 4000 S000m 1 20 0 ZL -4300 1:90000 822000 2400 826000 828000 800000 832000 834000 -— 838000 Hình 1-7: Hệ thong đứt gay Đông Bắc Tây Nam tai mỏ X Trong cau tao của mỏ X, đã có 08 giếng khoan thăm dò vào đối tượng móng bao gồm DH-1X, DH-2X/2XST, DH-3X, DH-4X, DH-5X, VD-1X và VD-2X. Kết quả thử via trong các giếng khoan này cho thay kết quả cho dòng tốt nhất trong các hệ thống đứt gay phương á vĩ tuyến (đường phương đông tây) so với các hướng còn lại (Hình 1-7). Tại khu vực mỏ X, hệ thống đứt gãy theo phương Đông Tây được hình thành trong giai đoạn nén ép D3.2 và giai đoạn tách giãn D3. Trong các pha hoạt động kiến tạo từ D3.4 trở về sau tiếp tục mở rộng các khe nứt đã có và tạo ra các khe nứt mới và tạo nên lỗ rỗng hiệu dụng.

Thời gian các đứt gãy phương đông tây hình thành và tái hoạt động xảy ra trước va cùng thời điểm với thời gian dịch chuyển của dầu khí đã khiến cho các hệ thống nứt nẻ và đứt gãy phương đông tây trong vùng nghiên cứu có ý nghĩa chứa dầu khí tốt hơn so với các hệ thống đứt gãy. nứt nẻ theo phương khác. Học viên: Chung Nghiệp Huân 10 Xáy dựng mô hình khai thắc cho da móng nut née mo X 822000 824000 826000 828000 830000 832000 834000 826000 Hệ thong đứt gãy Tây Bac— Đông Nam 0P789?E21kLI 1 240 12086 Elevation depth [m] -3000 -3100 -3200 -3300 -3400 -3500 -2600 3700 3800 | 3900 1 40 -4000 -4100 -4200 0 1000 2000 3000 4000 5000m 1 20 OLEOZ -4300 1:90000 822000 24000 «826000 62200 830000 83200 834000 836000 Hình 1-8: Hệ thong ditt gấy Tây Bắc- Đông Nam tại mỏ X NE Sâu om oe. - Pe ¿ 2 Sher kảbed ode 2000 —.

—Šz — - "px Hoc vién: Chung Nghiép Huan II Xáy dựng mô hình khai thắc cho da móng nut née mo X 1.4 Dia tang khu vực nghiên cứu: Theo tài liệu khoan, địa tâng được mở ra của bê Cửu Long gôm đá móng cô trước Kainozoi va trầm tích lớp phủ Kainozoi [8]. Móng trước Kainozoi Ở bể Cửu Long cho đến nay đã khoan hàng trăm giếng khoan sâu vào móng trước Kainozoi tại nhiều vị trí khác nhau trên toàn bể. Thanh phần thạch học của đá móng gap pho biến là các magma xâm nhập granite và granodiorite-diorite. Các đá granite được gap tại nhiều cầu tạo như Bạch Hồ (khối Trung Tâm), Rong và Ruby, Rang Đông, X.

Ngoài ra, còn có thé gặp các đá phun trào, bién chất va trầm tích có tuổi trước Kainozoi như đã lộ ra trên đới Đà Lạt và vùng phụ cận. So sánh kết quả nghiên cứu các phức hệ magma xâm nhập trên đất liền với đá móng kết tỉnh ngoài khơi bé Cửu Long, theo đặc trưng thạch học và tuôi tuyệt đối có thé xếp tương đương với 3 phức hệ: Định Quán, Đèo Cả và Cà Ná. Ngoài ra, ở cánh phía Đông Bắc mỏ Bạch Hồ, đá móng magma xâm nhập ở đây đang được liên hệ vào thành phần của phức hệ Hòn Khoai, phức hệ đá magma cổ nhất trong móng của bể Cửu Long, phức hệ có tuổi Trias muộn, tương ứng khoảng 240 đến 250 tr. năm, thành phan thạch học gồm chủ yếu là diorite, monzonite và adamelite.