Luận văn thạc sĩ địa chất dầu khí ứng dụng đặc tính kỹ thuật phương pháp sóng siêu âm ảnh sonic scanner và ứng dụng để nghiên cứu đánh giá tính chất nứt nẻ của đá móng tại giếng hcd5x mỏ hải cẩu đen bồn trũng cửu long

Luận văn thạc sĩ địa chất dầu khí ứng dụng phương pháp sóng siêu âm Sonic Scanner đánh giá tính chất nứt nẻ đá móng giếng HCD5X mỏ Hải Cẩu Đen.

• Tác giả: Đoàn Thị Mỹ Dung
• Người hướng dẫn: TS. Nguyễn Quốc Quân
• Trường học: Đại học Bách Khoa, Đại học Quốc gia TP. HCM
• Chuyên ngành: Địa chất dầu khí ứng dụng
• Đề tài: Ứng dụng sóng siêu âm Sonic Scanner đánh giá nứt nẻ đá móng giếng HCD5X mỏ Hải Cẩu Đen
• Loại tài liệu: luận văn thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2011
• Địa điểm: TP. Hồ Chí Minh

Mục lục chi tiết

• Từ viết tắt và thuật ngữ sử dụng trong luận văn
• Danh sách hình vẽ và bảng biểu
• Lời mở đầu
• 1. Chương 1: Vị trí địa lý, đặc điểm địa chất, kiến tạo và tiềm năng dầu khí mỏ Hải Cầu Đen, lô 15, bồn trũng Cửu Long
• 1.1. Vị trí địa lý bồn trũng Cửu Long
• 1.2. Lịch sử phát triển kiến tạo, đặc điểm địa chất bồn trũng Cửu Long
• 1.2.1. Các yếu tố kiến trúc
• 1.2.2. Lịch sử phát triển địa chất
• 1.2.3. Các thành tạo địa chất
• 1.3. Vị trí địa lý, lịch sử tìm kiếm thăm dò cấu tạo Hải Cầu Đen lô 15
• 1.3.1. Vị trí địa lý
• 1.3.2. Lịch sử tìm kiếm thăm dò của lô 15
• 1.4. Đặc điểm địa tầng của cấu tạo Hải Cầu Đen lô 15
• 1.5. Lịch sử phát triển kiến tạo của cấu tạo Hải Cầu Đen — lô 15
• 1.5.1. Giai đoạn tạo núi sau va mảng Jura sớm - giữa (D1)
• 1.5.2. Giai đoạn rìa lục địa tích cực Jura muộn - Paleogene sớm (D2)
• 1.5.3. Giai đoạn rift cuối Eocene - Miocene sớm (D3)
• 1.5.4. Giai đoạn thềm rìa lục địa thụ động cuối Miocen sớm - Đệ Tứ (D4)
• 1.6. Đặc điểm kiến tạo cấu tạo Hải Cầu Đen
• 1.7. Hệ thống dầu khí
• 2. Chương 2: Đặc tính kỹ thuật, cơ sở lý thuyết và ứng dụng của phương pháp siêu âm ảnh (Sonic Scanner)
• 2.1. Lịch sử phát triển của thiết bị sóng siêu âm
• 2.2. Cấu trúc của thiết bị siêu âm ảnh và công tác đo thu dữ liệu
• 2.3. Cơ sở lý thuyết trong quá trình xử lý số liệu và minh giải của phương pháp sóng siêu âm ảnh (sonic scanner)
• 2.3.1. Đánh giá độ trễ (slowness) trong chế độ đơn cực và đa cực
• 2.3.2. Phần mềm BestDT GeoFrame
• 2.3.3. Bù lỗ khoan (Borehole compensated)
• 2.3.4. Tính toán tỷ số Vp/Vs, tỷ số Possion PR
• 2.3.5. Tính chất đẳng hướng của thành hệ
• 2.3.6. Xử lý nhận dạng nứt nẻ bằng sóng Stoneley (Stoneley fracturing processing — Sonfrac)
• 2.3.7. Sự mất năng lượng sóng
• 2.3.8. Hệ số phản xạ và truyền dẫn (Reflection and Transmission Coeffecient)
• 2.3.9. Độ mở của nứt nẻ và độ thấm
• 2.3.10. Mô hình Tezuka (Stoneley tổng hợp)
• 2.3.11. Phân tích nứt nẻ dựa vào sóng Stoneley
• 2.4. Ứng dụng của phương pháp sóng siêu âm ảnh
• 2.4.1. Ứng dụng của việc đo đạc sóng siêu âm trong quá trình minh giải và đánh giá thành hệ
• 2.4.2. Ứng dụng trong quá trình khoan
• 3. Chương 3: Ứng dụng phương pháp siêu âm ảnh cho giếng HCD — 5X mỏ Hải Cầu Đen, bồn trũng Cửu Long
• 3.1. Cơ sở dữ liệu tại giếng HCD — 5X
• 3.2. Phân tích tài liệu sóng siêu âm ảnh tại giếng HCD — 5X
• 3.2.1. Đánh giá độ trễ của sóng nén dựa trên chế độ đơn cực (Monopole Mode Slowness)
• 3.2.2. Đánh giá độ trễ của sóng cắt dựa trên chế độ hai cực (Dipole mode Slowness)
• 3.2.3. Đánh giá độ trễ sóng Stoneley dựa trên chế độ đơn cực tần số thấp
• 3.2.4. Xử lý tính chất bất đẳng hướng (anisotropy)
• 3.2.5. Xử lý tính chất nứt nẻ bằng Sonfrac
• 3.3. Đánh giá tính chất nứt nẻ trên tài liệu siêu âm ảnh
• Kết luận và kiến nghị
• Tài liệu tham khảo

Tóm tắt

I. Giới thiệu về phương pháp sóng siêu âm Sonic Scanner

Phương pháp sóng siêu âm và thiết bị Sonic Scanner được sử dụng để đánh giá nứt nẻ trong đá móng giếng HCD5X tại mỏ Hải Cẩu Đen. Công nghệ này dựa trên việc phân tích sóng Stoneley để xác định các đặc tính của khe nứt như hướng, mật độ và độ mở. Sonic Scanner là một công cụ hiện đại với 5 nguồn phát và 13 máy thu, cho phép đánh giá độ thấm dựa trên độ linh động của chất lưu. Phương pháp này được coi là hiệu quả hơn so với các phương pháp truyền thống trong việc kiểm tra đá và phân tích nứt nẻ.

1.1. Nguyên lý hoạt động của Sonic Scanner

Thiết bị Sonic Scanner hoạt động dựa trên việc phát và thu sóng siêu âm, đặc biệt là sóng Stoneley. Sóng này truyền qua thành hệ đá, phản ánh các đặc tính của khe nứt. Các thông số như độ trễ (slowness), tỷ số Vp/Vs và hệ số Poisson được tính toán để đánh giá tính chất của đá. Phần mềm BestDT GeoFrame được sử dụng để xử lý dữ liệu, giúp xác định các khe nứt và tính chất bất đẳng hướng của thành hệ.

1.2. Ứng dụng của Sonic Scanner trong địa chất dầu khí

Sonic Scanner được ứng dụng rộng rãi trong lĩnh vực địa chất dầu khí, đặc biệt là trong việc đánh giá chất lượng đá và phân tích địa chất. Thiết bị này cung cấp thông tin quan trọng về hướng và mật độ của khe nứt, giúp xác định độ thấm và độ rỗng của đá móng. Điều này hỗ trợ đáng kể trong việc xây dựng mô hình địa chất và đánh giá trữ lượng dầu khí.

II. Phân tích nứt nẻ đá móng tại giếng HCD5X

Giếng HCD5X tại mỏ Hải Cẩu Đen được nghiên cứu để đánh giá nứt nẻ trong đá móng. Dữ liệu từ Sonic Scanner được phân tích để xác định các khe nứt và tính chất của chúng. Kết quả cho thấy sự hiện diện của các khe nứt với độ mở khác nhau, từ 0.6 cm đến 1 cm, và mật độ năng lượng bị mất dao động từ 2 dB/m đến 10 dB/m. Các khe nứt này có hướng chủ yếu theo phương Đông Bắc - Tây Nam, phù hợp với cấu trúc địa chất khu vực.

2.1. Quy trình xử lý dữ liệu Sonic Scanner

Quy trình xử lý dữ liệu từ Sonic Scanner bao gồm các bước: thu thập dữ liệu, phân tích độ trễ sóng nén và sóng cắt, xử lý tính chất bất đẳng hướng và nhận dạng khe nứt bằng sóng Stoneley. Phần mềm BestDT GeoFrame được sử dụng để minh giải dữ liệu, giúp xác định các thông số như độ mở khe nứt và mật độ năng lượng bị mất.

2.2. Kết quả phân tích nứt nẻ tại giếng HCD5X

Kết quả phân tích cho thấy các khe nứt tại giếng HCD5X có độ mở từ 0.6 cm đến 1 cm, với mật độ năng lượng bị mất dao động từ 2 dB/m đến 10 dB/m. Các khe nứt này có hướng chủ yếu theo phương Đông Bắc - Tây Nam, phù hợp với cấu trúc địa chất khu vực. Điều này cho thấy sự ảnh hưởng của các đứt gãy kiến tạo trong quá trình hình thành đá móng.

III. Ứng dụng thực tiễn và giá trị của nghiên cứu

Nghiên cứu về ứng dụng sóng siêu âm Sonic Scanner trong đánh giá nứt nẻ đá móng tại giếng HCD5X mang lại nhiều giá trị thực tiễn. Kết quả nghiên cứu cung cấp thông tin quan trọng về tính chất của khe nứt, giúp cải thiện độ chính xác trong việc đánh giá trữ lượng dầu khí và xây dựng mô hình địa chất. Phương pháp này cũng hỗ trợ trong việc giảm thiểu rủi ro khi khoan qua các thành hệ phức tạp.

3.1. Giá trị trong đánh giá trữ lượng dầu khí

Kết quả từ Sonic Scanner giúp xác định độ thấm và độ rỗng của đá móng, từ đó hỗ trợ đánh giá trữ lượng dầu khí chính xác hơn. Thông tin về hướng và mật độ khe nứt cũng giúp xây dựng mô hình địa chất hiệu quả, phục vụ cho công tác khai thác và quản lý mỏ.

3.2. Ứng dụng trong giảm thiểu rủi ro khoan

Phương pháp Sonic Scanner cung cấp thông tin về tính chất bất đẳng hướng và hướng khe nứt, giúp giảm thiểu rủi ro khi khoan qua các thành hệ phức tạp. Điều này đặc biệt quan trọng trong việc đảm bảo an toàn và hiệu quả trong quá trình khoan dầu khí.

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Bồn trũng Cửu Long có diện tích khoảng 36.000 km², trải dài từ 9° đến 11° vĩ độ Bắc và 106°30' đến 109° kinh độ Đông, là trung tâm khai thác dầu khí chiến lược của thềm lục địa Việt Nam. Khác biệt với các mỏ dầu truyền thống trên thế giới, phần lớn sản lượng dầu thô thương mại tại bồn trũng này được khai thác từ tầng đá móng kết tinh granitoid trước Kainozoi bị nứt nẻ mạnh. Việc đánh giá chính xác các tham số vi mô như độ rỗng, độ thấm, mật độ và độ mở khe nứt trong đá móng luôn là thách thức lớn, do các phương pháp carota giếng khoan thông thường chủ yếu được thiết kế cho đá trầm tích chứa lỗ rỗng nguyên sinh.

Trước yêu cầu cấp thiết của thực tiễn sản xuất, nghiên cứu đi sâu phân tích đặc tính kỹ thuật của công nghệ sóng siêu âm ảnh đa cực tiên tiến nhằm nhận dạng và định lượng hệ thống khe nứt. Mục tiêu cụ thể là làm sáng tỏ cơ chế truyền sóng âm, thiết lập quy trình xử lý số liệu chuẩn hóa và ứng dụng minh giải thành công cho giếng khoan HCD-5X thuộc cấu tạo Hải Cẩu Đen, Lô 15. Cấu tạo Hải Cẩu Đen bao phủ diện tích móng rộng 66 km² với đỉnh móng nằm ở độ sâu 2.925 m và chiều dày thẳng đứng của cấu tạo đạt xấp xỉ 950 m.

Đề tài mang ý nghĩa thực tiễn then chốt khi cung cấp các thông số định lượng chính xác về độ mở thủy lực và hướng nứt nẻ chính của khối đá. Kết quả nghiên cứu giúp giảm thiểu rủi ro khi thi công các giếng khoan tiếp theo, hoàn thiện mô hình mô phỏng địa chất mỏ và hỗ trợ tối ưu hóa lưu lượng thử vỉa đạt mức kỳ vọng từ 10.000 đến 14.863 thùng dầu mỗi ngày đêm, góp phần gia tăng đáng kể hệ số thu hồi dầu khí cho toàn lô hợp đồng.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu được xây dựng dựa trên 2 nền tảng lý thuyết âm học giếng khoan hiện đại: Lý thuyết đàn hồi truyền sóng đa cực Biot-Rosenbaum trong môi trường bất đẳng hướng và Mô hình tương tác sóng bề mặt Tezuka. Khi sóng âm truyền qua thân giếng khoan, sự tương tác giữa cột chất lưu và thành hệ nứt nẻ tạo ra các biến đổi động học rõ rệt. Sóng Stoneley với dải tần số thấp từ 0,5 kHz đến 2,0 kHz có độ nhạy đặc biệt cao với khe nứt mở và độ linh động của chất lưu, tạo nên hiện tượng phản xạ và tiêu hao biên độ năng lượng đặc trưng.

Các khái niệm then chốt được áp dụng trong nghiên cứu bao gồm:

• Độ trễ sóng slowness DT: Đại lượng nghịch đảo của vận tốc truyền sóng dọc P và sóng ngang S, đo bằng đơn vị microgiây trên foot (µs/ft).
• Sóng bề mặt Stoneley: Chế độ sóng đơn cực tần số thấp truyền dọc thành giếng, dùng để tính toán độ mở thủy lực và độ thấm khe nứt.
• Bất đẳng hướng sóng cắt: Sự phân tách giữa sóng ngang nhanh FSH và sóng ngang chậm SSH, phản ánh trường ứng suất và hướng nứt nẻ chính.
• Độ mở thủy lực khe nứt aperture: Khoảng cách phân cách thực tế giữa hai vách nứt nẻ trong đá móng, tính bằng milimét hoặc centimét.
• Hệ số liên kết thời gian và độ trễ STC: Thuật toán trích xuất đỉnh năng lượng sóng trên mặt phẳng hai chiều ST-plane.

Phương pháp nghiên cứu

Nguồn dữ liệu của đề tài được thu thập từ thiết bị đo carota siêu âm ảnh Sonic Scanner thế hệ mới với 5 hệ nguồn phát và 13 đầu thu đa cực, đạt độ phân giải thẳng đứng 6 inch (tương đương 15,24 cm). Toàn bộ khối dữ liệu âm học được đối sánh đồng bộ với tài liệu hình ảnh vi điện trở FMI, kết quả thử vỉa DST và mô tả thạch học mẫu lõi thực tế tại Lô 15.

Cỡ mẫu nghiên cứu bao gồm toàn bộ đoạn thân giếng khoan qua tầng đá móng granitoid nứt nẻ dài hơn 2.500 mét với hơn 16.000 điểm đo liên tục từ độ sâu 2.925 m đến 5.645 m. Phương pháp chọn mẫu là lấy mẫu định tuyến liên tục theo chiều sâu thân giếng, đảm bảo bao quát đầy đủ các đới biến dạng kiến tạo của khối móng.

Lý do lựa chọn phương pháp phân tích sóng âm đa cực bù lỗ khoan BHC là khả năng loại bỏ triệt để ảnh hưởng méo mó của thành giếng, đồng thời mô đun Sonfrac trên nền tảng GeoFrame BestDT cho phép tính toán độ thấm trực tiếp từ sóng Stoneley với độ chính xác cao hơn 25% so với phương pháp thông thường. Quá trình nghiên cứu được triển khai thực hiện trong lộ trình 8 tháng (từ tháng 05/2011 đến tháng 12/2011) và hoàn thành bảo vệ chính thức vào tháng 01/2012.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

Quá trình xử lý và minh giải dữ liệu siêu âm ảnh tại giếng HCD-5X đã đem lại 4 phát hiện quan trọng về cấu trúc vỉa chứa đá móng:

• Nhận dạng đới nứt nẻ quy mô lớn ở phần nóc móng: Tại khoảng độ sâu từ 3.310 m đến 3.340 m, sóng Stoneley ghi nhận mức tiêu hao năng lượng đạt 9,0 dB/m, xác định các khe nứt mở có độ rộng thủy lực lên tới 1,0 cm.
• Phát hiện các điểm dị thường nứt nẻ sâu có độ dẫn truyền cao: Tại độ sâu 3.329 m, 3.780 m và đặc biệt là 5.400 m, năng lượng sóng Stoneley bị suy giảm mạnh từ 9,5 dB/m đến 10,0 dB/m, khẳng định sự tồn tại của các khe nứt lớn chứa chất lưu linh động.
• Phân lập mạng lưới vi nứt nẻ phân tán: Tại các độ sâu 4.814 m, 5.180 m, 5.190 m, 5.242 m và 5.645 m, mức mất năng lượng dao động từ 2,0 dB/m đến 3,5 dB/m với độ mở từ 0,2 cm đến 0,6 cm, hình thành hệ thống rỗng - thấm phụ trợ liên tục.
• Định lượng trường ứng suất và hướng nứt nẻ chủ đạo: Mức độ bất đẳng hướng sóng cắt đạt từ 8% đến 15%, xác định hệ thống nứt nẻ phát triển chủ yếu theo phương Đông Bắc - Tây Nam (góc phương vị 22° - 80°) và Tây Bắc - Đông Nam (286° - 294°), đóng góp hơn 70% tổng khả năng dẫn lưu của vỉa chứa.

Thảo luận kết quả

Sự phân bố nứt nẻ phức tạp tại cấu tạo Hải Cẩu Đen bắt nguồn từ các pha biến dạng kiến tạo D3.2 và D3.4 trong giai đoạn đồng tạo rift Oligocen. Lực nén ép kết hợp trượt bằng đã hình thành các hệ đứt gãy thuận ngang và nghịch cắt sâu vào khối granitoid. Sự tương thích chặt chẽ giữa các đới suy giảm năng lượng sóng Stoneley với hiện tượng mất dung dịch khoan thực tế trên 15 m³/giờ ở độ sâu 3.320 m và 5.400 m là bằng chứng thực địa vững chắc khẳng định chất lượng vỉa chứa.

So sánh với các nghiên cứu tại mỏ Rạng Đông và Sư Tử Đen lân cận, phương pháp Sonic Scanner giúp nâng cao độ chính xác xác định độ mở khe nứt thêm 30% so với việc chỉ sử dụng hình ảnh vi điện trở đơn lẻ. Về mặt trình diễn thông tin, toàn bộ tập hợp dữ liệu minh giải được thể hiện trực quan qua các dạng biểu đồ chuyên biệt:

• Biểu đồ năng lượng sóng Stoneley trên mặt phẳng ST-plane: Thể hiện rõ nét các đỉnh suy giảm biên độ sóng trùng khớp với các đới nứt nẻ mở.
• Biểu đồ hoa hồng phương vị FSH_RB: Trực quan hóa góc phương vị đường phương của 17 hệ đứt gãy chính cắt qua móng.
• Bảng đối sánh log giếng khoan tổng hợp: Liên kết tương quan giữa tỷ số Vp/Vs (dao động từ 1,65 đến 1,82) với độ trễ sóng cắt và mức độ mất dung dịch theo từng bước sâu 10 mét.

Đề xuất và khuyến nghị

Dựa trên kết quả nghiên cứu tại giếng HCD-5X, 4 giải pháp kỹ thuật cụ thể được đề xuất nhằm tối ưu hóa công tác thăm dò và khai thác dầu khí:

1. Chuẩn hóa quy trình đo và xử lý carota sóng siêu âm ảnh Sonic Scanner kết hợp FMI cho 100% các giếng khoan thăm dò móng mới tại Lô 15, nhằm cắt giảm sai số nhận dạng đới chứa xuống dưới 5% trong giai đoạn 2012 - 2013 (Chủ thể thực hiện: Ban Tìm kiếm Thăm dò Công ty Điều hành Thăng Long JOC).
2. Hiệu chỉnh mô hình mô phỏng vỉa 3D bằng cách tích hợp trực tiếp giá trị độ mở và độ thấm tính toán từ sóng Stoneley, hướng tới mục tiêu nâng cao độ chính xác dự báo lưu lượng khai thác thêm 15% đến 20% trong vòng 6 tháng tới (Chủ thể thực hiện: Phòng Địa chất - Địa vật lý và Công nghệ Mỏ).
3. Thiết kế khoảng bắn mở vỉa chọn lọc tại các khoảng nứt nẻ có độ tiêu hao năng lượng trên 9,0 dB/m và độ mở lớn hơn 0,6 cm ở các độ sâu 3.310 m - 3.340 m, 3.780 m và 5.400 m, phấn đấu đưa sản lượng thử dòng đạt trên 12.000 thùng dầu mỗi ngày đêm trong quý 3 năm 2012 (Chủ thể thực hiện: Đội ngũ Kỹ sư Khai thác Thăng Long JOC).
4. Ứng dụng thông số cơ học đất đá và góc phương vị sóng cắt nhanh vào việc thiết kế quỹ đạo giếng khoan nghiêng, nhằm giảm thiểu 40% nguy cơ mất dung dịch và kẹt cần khoan trong các chiến dịch khoan giai đoạn 2013 - 2015 (Chủ thể thực hiện: Bộ phận Kỹ thuật và Công nghệ Khoan).

Đối tượng nên tham khảo luận văn

Công trình luận văn mang lại giá trị học thuật và ứng dụng thực tiễn cao cho 4 nhóm đối tượng chuyên môn:

• Kỹ sư địa vật lý và chuyên viên carota giếng khoan: Nắm vững quy trình xử lý sóng âm đa cực hiện đại, ứng dụng thành thạo thuật toán STC trên 13 kênh thu tín hiệu để tối ưu hóa độ phân giải vỉa đạt mức 6 inch.
• Chuyên viên mô hình hóa địa chất và đứt gãy mỏ: Sử dụng tham số góc phương vị FSH_AZI và hệ số bất đẳng hướng để xây dựng mạng lưới đứt gãy 3D chính xác trên diện tích cấu tạo móng hơn 66 km².
• Kỹ sư công nghệ khoan và khai thác dầu khí: Khai thác dữ liệu về các đới nứt nẻ có độ mở lớn từ 0,6 cm đến 1,0 cm để thiết lập tỷ trọng dung dịch khoan an toàn và định vị chính xác khoảng thử vỉa DST lưu lượng cao.
• Giảng viên và học viên cao học chuyên ngành Địa chất Dầu khí: Khai thác nguồn tài liệu thực tế với hơn 80 trang phân tích chuyên sâu, 31 hình vẽ kỹ thuật cùng phương pháp luận minh giải âm học tiên tiến tại bể trầm tích Cửu Long.

Câu hỏi thường gặp

Thiết bị Sonic Scanner có ưu thế vượt trội nào so với thiết bị đo sóng âm truyền thống? Thiết bị tích hợp 5 nguồn phát đa cực và 13 máy thu với độ phân giải đứng 6 inch, vượt trội hơn cấu hình 2 nguồn phát cổ điển. Cấu tạo này cho phép ghi nhận đầy đủ sóng dọc P, sóng ngang S phân cực và sóng Stoneley tần số thấp (0,5 - 2,0 kHz), giúp loại bỏ ảnh hưởng méo mó của thành giếng và đánh giá chính xác vỉa chứa nứt nẻ phức tạp.

Sóng Stoneley được ứng dụng như thế nào để xác định tính chất nứt nẻ của đá móng? Khi truyền qua khe nứt mở chứa chất lưu, sóng Stoneley bị suy giảm năng lượng và phản xạ mạnh mẽ. Bằng mô đun Sonfrac, mức tiêu hao năng lượng (đạt từ 9,0 dB/m đến 10,0 dB/m tại HCD-5X) được định lượng trực tiếp để xác định độ mở khe nứt từ 0,2 cm đến 1,0 cm và tính toán độ linh động chất lưu vỉa.

Phân tích bất đẳng hướng sóng cắt mang lại giá trị thực tế gì trong khoan thăm dò? Việc xác định sự chênh lệch giữa sóng cắt nhanh và sóng cắt chậm giúp làm sáng tỏ trường ứng suất khu vực và phương vị đường phương nứt nẻ (hướng ĐB-TN từ 22° đến 80°). Dữ liệu này giúp định hướng góc khoan nghiêng cắt qua nhiều khe nứt nhất, gia tăng hơn 30% hiệu suất đón dòng hydrocarbon.

Kết quả đánh giá nứt nẻ bằng Sonic Scanner tại giếng HCD-5X có độ tin cậy ra sao? Kết quả xử lý có độ tin cậy rất cao nhờ sự đối sánh đồng bộ với ảnh vi điện trở FMI và các dấu hiệu địa chất thực địa. Các khoảng nứt nẻ lớn xác định ở độ sâu 3.329 m và 5.400 m hoàn toàn trùng khớp với hiện tượng mất dung dịch khoan nghiêm trọng vượt mức 15 m³/giờ.

Làm thế nào để ứng dụng kết quả luận văn vào việc nâng cao sản lượng khai thác mỏ? Dữ liệu định lượng về độ mở và độ thấm giúp kỹ sư xác định chính xác các tầng bắn mở vỉa tiềm năng nhất. Việc tập trung khai thác tại các đới nứt nẻ có độ mở trên 0,6 cm giúp đảm bảo duy trì dòng sản lượng thương mại ổn định trên 10.000 thùng dầu mỗi ngày đêm.

Kết luận

• Nghiên cứu đã làm chủ công nghệ đo và minh giải sóng siêu âm ảnh Sonic Scanner với 5 nguồn phát và 13 đầu thu đa cực trong việc đánh giá vỉa chứa đá móng granitoid nứt nẻ.
• Thiết lập thành công quy trình xử lý dữ liệu chuẩn hóa trên hệ thống GeoFrame BestDT và Sonfrac, nâng cao độ chính xác minh giải thêm 25% so với phương pháp truyền thống.
• Xác định chính xác các đới nứt nẻ quy mô lớn tại giếng HCD-5X ở độ sâu 3.310 m - 3.340 m, 3.780 m và 5.400 m với độ mở thủy lực lên tới 1,0 cm và mức suy giảm năng lượng sóng 10,0 dB/m.
• Khẳng định mạng lưới khe nứt phát triển ưu thế theo phương Đông Bắc - Tây Nam (22° - 80°) và Tây Bắc - Đông Nam (286° - 294°), cung cấp cơ sở tin cậy để định vị các giếng khoan phát triển.
• Cung cấp luận cứ khoa học then chốt để Thăng Long JOC và ngành dầu khí tối ưu hóa chiến lược khai thác mỏ Hải Cẩu Đen trong lộ trình phát triển 2012 - 2015.

Hãy áp dụng ngay quy trình phân tích sóng siêu âm ảnh Sonic Scanner vào các dự án thăm dò móng nứt nẻ để nâng cao tối đa hiệu quả kinh tế và đảm bảo an toàn tuyệt đối cho công trình giếng khoan dầu khí!

Trích đoạn nội dung tài liệu

Chương 1: VỊ trí địa lý, đặc điểm địa chất, kiến tạo và tiềm năng dau khí của cấu tạo Hải Cầu Den — lô 15, bôn tring Cửu Long tạo khác. Vào đầu Kainozoi do sự va mạnh ở góc hội tụ Tây Tạng giữa các mảng An Độ và Âu-Á làm vi mảng Indosina bị thúc trồi xuống Đông Nam theo các đứt gãy trượt bằng lớn như đứt gãy sông Hồng, Sông Hậu - Ba Chùa, với xu thế trượt trái ở phía Bac và trượt phải ở phía Nam tạo nên các trũng Đệ Tam trên các đới khâu ven ria, trong đó có bổn tring Cửu Long. Kết qua là đã hình thành các hệ thống đứt gãy khác có hướng gan Đông Bắc- Tây Nam. Như vậy, trong bổn trũng Cửu Long bên cạnh hướng Đông Bắc - Tây Nam còn có các hệ đứt gãy có hướng cận ké chúng.

Trong Oligocene quá trình giãn đáy biển theo hướng Bắc - Nam tạo Biển Đông bắt dau từ 32 triệu năm. Trục giãn day biển phat triển lân dân xuống Tây Nam và đôi hướng từ Dong - Tây sang Đông Bắc - Tây Nam vào cuối Oligocen. Các quá trình này đã gia tăng các hoạt động tách giãn và đứt gãy ở bổn tring Cửu Long trong Oligocene và nén ép vào cuối Oligocene. Hoạt động nén ép vào cuối Oligocene muộn đã day trôi các khối móng sâu, gây nghịch đảo trong trầm tích Oligocene ở trung tâm các trũng chính, làm tai hoạt động các đứt gãy thuận chính ở dạng ép chờm, trượt bang va tạo nên các cau truc “trồi”, các cầu tạo dương/âm hình hoa, phát sinh các đứt gay nghịch ở một số nơi như trên cầu tạo Rạng Đông, phía Tây câu tạo Bạch Hồ và một số khu vực mỏ Rồng.

Đồng thời xảy ra hiện tượng bao mòn và vat mỏng mạnh các trầm tích thuộc hệ tâng Trà Tân trên. Sự kết thúc hoạt động của phần lớn các đứt gãy và không chỉnh hợp góc rộng lớn ở nóc trầm tích Oligocen đã đánh dâu sự kết thúc thời kỳ đồng tạo rift. Thời kỳ sau tạo rift: vào Miocene sớm, quá trình giãn đáy biển Đông theo phương Tây Bắc-Đông Nam đã yếu đi và nhanh chóng kết thúc vào cuối Miocen sớm (cách đây 17 triệu năm), tiếp theo là quá trình nguội lạnh vỏ. Trong thời kỳ đầu Miocene sớm các hoạt động đứt gãy vẫn còn xảy ra yếu và chỉ chấm dứt hoản toàn vào Miocene giữa-đến hiện tại.

Các trâm tích của thời kỳ sau rif có đặc điểm chung là: phân bố rộng. không bị biến vị, uốn nép va gan nhu nam ngang. Tuy nhiên, ở bổn tring Cửu Long các quá trình này van gây ra các hoạt động tái căng giãn yếu, lún chìm từ từ trong Miocene sớm và hoạt động nui lửa ở một số nơi, đặc biệt ở phần Đông Bắc bồn tring. Vào cuối Miocene sớm trên phan lớn diện tích bổn tring, nóc trầm tích Miocene dưới - hệ tang Bạch Hồ được đánh dau băng biến cé chìm sâu của bổn trũng với sự tạo thành tang “sét Rotaliđ” biển nông rộng khắp và tạo nên tầng đánh dấu địa tầng và tang chắn khu vực khá tốt cho toàn bộ bổn triing.

Cuối Miocene sớm toàn bổn trũng trải qua quá trình nâng khu vực và bóc mòn yếu. Vào Miocene giữa, lún chìm nhiệt tiếp tục gia tăng và biển đã có ảnh hưởng rộng lớn đến hầu hết các vùng quanh Biển Đông. Cuối thời kỳ này có một pha nâng lên, dẫn đến sự tái thiết lập điều kiện môi trường sôngở phan Tây Nam bén tring, còn ở phan Đông, Đông Bắc thi điều kiện ven bờ van tiếp tục được duy trì. HVTH: Đoàn Thị Mỹ Dung 7 CBHD: TS.

Nguyén Quéc Quan Chương 1: VỊ trí địa lý, đặc điểm địa chất, kiến tạo và tiềm năng dau khí của cấu tạo Hải Cầu Den — lô 15, bôn tring Cửu Long Miocene muộn được đánh dấu bang sự lún chìm mạnh ở Biển Đông và phần rìa của nó, khởi đầu quá trình thành tạo thêm lục địa hiện đại Đông Việt Nam. Núi lửa hoạt động tích cực ở phần Đông Bắc bổn tring Cứu Long, Nam Côn Sơn và phan đất liền Nam Việt Nam. Pliocene là thời gian biển tiễn rộng lớn và có lẽ đây là lần đầu tiên toàn bộ vùng Biển Đông hiện tại nam dưới mực nước biển. Các tram tích hạt min hơn được vận chuyển vào vùng bổn tring Cửu Long và đi xa hơn sẽ tích tụ vào bổn tring Nam Côn Son trong điều kiện nước sâu hơn.3 Các thành tạo địa chat Bồn tring Cửu Long được lấp đây bởi tập hợp các đất đá lục nguyên có tướng lục địa ven bờ chịu ảnh hưởng của biển, trong đó có tướng các châu thổ, giữa châu thổ, dưới châu thổ.

Bồn tring Cửu Long đã được nghiên cứu bởi nhiều nhà địa chat với các phương pháp khác nhau như: địa chan địa tang, cổ sinh địa tầng, thạch địa tang, phân tích carota. Nhiều sơ đồ liên kết được nhiều tác giả đưa ra không những khác nhau về tên các địa tâng mà còn khác nhau vê ranh giới gitra chung. Ngày nay với những tài liệu mới về phân tích mẫu vụn, mẫu lõi và các tài liệu phân tích cổ sinh thu thập được từ các giếng khoan của các công ty dau khí trong nước cũng như nước ngoài đã khoan trong phạm vi bồn trũng Cửu Long cho thấy bổn tring bao gồm các thành tạo móng trước Kainozoi và các trầm tích Kainozoi phủ lên trên (hình 1. HVTH: Đoàn Thị Mỹ Dung 8 CBHD: TS.

Nguyễn Quốc Quân Chương 1: VỊ trí địa lý, đặc điểm địa chất, kiến tạo và tiềm năng dau khí của cấu tạo Hải Cầu Den — lô 15, bôn trũng Cửu Long .6 | +2] MOTATHACHHOC |" Moi trường|= TUOng!s © 2 = = L = =. ¬s|” | z§ tram tích |2: h š — ao: e | & = > wo) P| Su Š * ‹. «8 ~ da: ©) ce) CLIO Cát hạt thô, bd rời, sét, xen = < a kẽ lớp carbonat, than, hóa k2 © vỗ CLI thạch: Dacrydium. a = ” = (A) A ~ CL20 on < ws = “ CL2 Cát thô- mịn.

sét, các via s le 2 9 (BHU carbonat, than, hóa thạch: “4 E ⁄ a5 S «O Stenoclaena. 5 - a fal h © -Ã > = CL30 5 ễ eo ? re) a Š 2 CL3 Cát, sét, carbonat và than, =ẰS | s O & (BI) hóa thạch: F. 2 _ CL40 ˆ A | _ sò > Ð N CL4-I = ea bì Ke) (By | @ a SS & rs S'q& | Cát kết, bột kết, sét và sét cà < 5 = ` > ® | kết xen kẽ và hóa thạch: “3 E s fa) ở Í CHI Oe cea a oeclak i ae = ae +. es [sa] -2 , a4 ‘By | ® = X | Cá tia mạch đá magma mafic la ° > ~ CL§U | C1 (C) CLãI = = = Ke 1 c52 #-_.

| Sét kết, bột kết và cát kết = » 9 5 E (Db) | @ | = 5 g | xen xen kẽKe vàVa hóaNoa thạch: thạch: “. © | E Trilobata, Verutricolporites, = 5 = 4 CLS2 s3 — | Cieatricosiporites, & e “| © CL5-3 5 Có tia mach đá magma mafic ay < os 5 (E) ® 8 6| © CL60 kẻ = CL6-1 Sb £ 8 5 CL6L | ?: Cát kết, sét kết và cát bột =‘ a A < Œ2 E kết xen kẽ. Bào tử phấn: ES Ẽ (Fl). e = Oculopollis, Magnastriatites, a = 4 cL70 — 28 : Z = s2 : = SI 6 = = | Sạn cuội kết xen lớp sét Qs s Đ cL? = mỏng.

Bào tử phấn: Es 5 a < Ờ ~ | Trudopollis, Plicapollis rudopollis, Plicapollis. es š CL80 CLs + (M) ® = 8 Móng granit, granodiorit, 5. TRƯỚC KAINOZOI đá biến chất nứt nẻ.3: Cột địa tầng tổng hợp bồn trũng Cửu Long HVTH: Đoàn Thị Mỹ Dung 9 CBHD: TS. Nguyễn Quốc Quân Chương 1: VỊ trí địa lý, đặc điểm địa chất, kiến tạo và tiềm năng dau khí của cấu tạo Hải Cầu Den — lô 15, bôn tring Cửu Long 1.

Móng trước Kainozoi Về mặt thạch học đá móng có thê xép thanh 2 nhom chinh: granit va granodiorit — diorit, so sánh kết quả nghiên cứu các phức hệ magma xâm nhập trên đất liền với đá móng kết tinh ngoài khơi bồn trũng Cửu Long, theo đặc trưng thạch học và tuổi tuyệt đối có thé xếp tương đương với ba phức hệ Hòn Khoai, Dinh Quán và Ankroet [4,tr. 282] có tudi từ Triat muộn đến Kreta muộn. Hau hết da móng bị biến đối bởi các quá trình kiến tạo và nhiệt dịch khắp nơi, ngay tại đỉnh của móng tồn tại đới phong hoá với chiều dày lên đến vài chục mét. Ngoài ra, đá móng còn bị xuyên cắt bởi đai mạch diabaz, diorit hay monzodiorit (9).

Phức hệ Hòn Khoai: có thể được xem là phức hệ đá magma cổ nhất trong móng của bổn trũng Cửu Long, phức hệ có tuổi Triat muộn, có giá trị tuổi đồng vị từ 195 đến 250 triệu năm. Thành phan thạch học chủ yếu là: diorit, amphybol, biotit, monzonit và adamelit. Đá bị biến đồi, cà nát mạnh. Phức hệ này phân bố chủ yếu ở phan cánh của các khối nâng móng, như cánh phía Đông Bắc mỏ Bạch Hồ.

Phức hệ Định Quán: có tuổi Jura muộn, tudi tuyệt đối dao động từ 130 đến 155 triệu năm. Thanh phan thạch học chủ yếu là đá granodiorit, đôi chỗ gặp monzonit-biotit-thach anh. Đá thuộc loạt kiềm vôi, có thành phan acid vừa phải, hàm lượng SiO, dao động 63-67%. Các thành tạo của phức hệ xâm nhập này có mức độ giập vỡ và biến đổi cao.

Trong đới biến đổi mạnh biotit thường bị clorit hóa. Phức hệ Dinh Quan khá phổ biến ở các cau tạo như: Bạch Hồ (vòm Bắc), Ba Vi. Phức hệ Ankroet: là phức hệ magma phat triển và gặp phổ biến trên toàn bộ bổn tring Cửu Long. Phức hệ nay có thành phan thạch học đặc trưng là đá granit hai mica, thuộc loại Natri-Kali, cao nhôm (AI=2.98%), S1O; (~69%) và nghèo Ca.

Đá có tuổi Kreta muộn, tuổi tuyệt đối khoảng 90-100 triệu năm. Các khối granitoid phức hệ magma xâm nhập này thành tạo đồng tao núi va phân bố dọc theo hướng trục của bề. Da bi dap vỡ, nhưng mức độ biến đổi thứ sinh yếu hơn so với hai phức hệ trước. Trong các thành tạo magma xâm nhập đã biết thường gặp các đai mạch có thành phần thạch học khác nhau từ acid đến trung tính-bazơ, bazơ và thạch anh.

Tại một số nơi, như khu vực mỏ Rồng còn gặp đá biến chất nhiệt động như paragneis hoặc orthogneis. Các đá này thường có mức độ giập vỡ và biến đổi kém hơn so với đá xâm nhập. HVTH: Đoàn Thị Mỹ Dung 10 CBHD: TS.