Cơ sở lý thuyết phương pháp minh giải địa chấn 3d bằng phần mềm petrel

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP HỒ CHÍ MINH
KHOA KĨ THUẬT ĐỊA CHẤT VÀ DẦU KHÍ
BỘ MÔN ĐỊA CHẤT DẦU KHÍ

--------

ĐỒ ÁN MÔN HỌC
ĐỀ TÀI:

“Cơ

sở lý thuyết phương pháp minh giải địa
chấn 3D bằng phần mềm Petrel”

GVHD: NCS . Nguyễn Xuân Khá
Nhóm Địa Chấn 3D
Nguyễn Công Thức

31203781

Nguyễn Duy Minh Tú

31204363

Phạm Xuân Tùng

31204413

1

LỜI NÓI ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài.

Thăm dò dầu khí là giai đoạn đầu tiên có vai trò rất quan trọng và cũng mang nhiều rủi ro
với chi phí lớn, đòi hỏi phải sử dụng tổng hợp nhiều phương pháp địa chất và địa vật lý khác
nhau. Minh giải địa chấn là phương pháp địa vật lý được sử dụng chủ yếu trong giai đoạn thăm
dò, cho phép tăng hiệu quả tìm kiếm thăm dò dầu khí, nhất là những vùng có điều kiện địa chất
phức tạp. Việc xác định cấu trúc và đặc điểm địa chất từ tài liệu địa chấn có ý nghĩa rất lớn, giúp
tìm ra được các cấu tạo triển vọng dầu khí, nâng cao hiệu quả tìm kiếm, giảm thiểu được rủi ro
và chi phí kinh tế trong giai đoạn tìm kiếm. Ngày nay đã có nhiều phương pháp được áp dụng để
tiến hành minh giải tài liệu địa chấn, không chỉ xác định được cấu trúc địa chất mà còn xác định
các đặc điểm địa chất liên quan, đặc biệt là phương pháp địa chấn 3D đã góp phần cho phép
minh giải tài liệu địa chấn được tỉ mỉ và chính xác gần với cấu trúc địa chất thực tế. Đặc biệt,
trong minh giải địa chấn, minh giải cấu trúc giúp chúng ta có các nhìn tổng quan về đặc điểm,
cấu trúc địa chất, tìm ra các cấu tạo tiềm năng và đánh giá để có thể quyết định thực hiện các
bước thăm dò tiếp theo. Xuất phát từ ý tưởng này,nhóm sinh viên đã quyết định chọn đề tài: “Cơ
sở lý thuyết phương pháp minh giải địa chấn 3D” để thực hiện đồ án môn học của nhóm
mình .Đồ án môn học này gồm ba phần:
Phần 1: Giới thiệu về phương pháp minh giải địa chấn 3D.
Phần 2: Cơ sở lý thuyết trong phương pháp minh giải địa chấn 3D.
Phần 3: Sử dụng phần mềm Petrel để minh giải địa chấn 3D.
Nhóm chúng em xin chân thành cám ơn thầy Nguyễn Xuân Khá đã định hướng và dẫn dắt chúng
em trong suốt quá trình nghiên cứu và thực hiện đồ án, giúp chúng em có nền tảng kiến thức để
kết hợp được những gì đã được học với vấn đề thực tiễn nhằm hoàn thành đồ án môn học
này,cùng các thầy cô trong bộ môn Địa Chất Dầu Khí đã tạo nhiều điệu kiện thuận lợi cho chúng
em trong suốt quá trình học tập và thực hiện đồ án.
Nhóm cũng xin chân thành cảm ơn các tác giả trong và ngoài nước có các tài liệu được tham
khảo trong đồ án môn học này, vì hoàn cảnh khó khăn nên đã không xin phép trước.
Đây là một đề tài mới mà nhóm đã cố gắng hoàn thiện trong khả năng giới hạn kiến thức, nên
chắc chắn vẫn còn nhiều thiếu sót và hạn chế về thời gian cũng như kinh nghiệm. Chúng em rất

mong nhận được sự góp ý từ quý thầy cô và bạn bè để đồ án có thể hoàn thiện hơn và đó là
nguồn động lực lớn cho nhóm có thể hoàn thành tốt các đề tài tiếp theo.

2. Mục đích nghiên cứu .

Nghiên cứu địa chấn 3D đóng vai trò thiết yếu ở thềm lục địa Việt Nam và ở các bể nước sâu .
Trong những năm qua ,phương pháp địa chấn được tiến hành theo từng tuyến ,đó là phương
2


pháp địa chấn 2D. Phương pháp này được áp dụng rộng rãi và cho phép thực hiện ở nhiều mỏ
dầu khí trên thế giới . Tuy nhiên lát cắt địa chấn chỉ là lát cắt thẳng đứng ,trong khi đó các đố
tượng địa chất là vật thể 3 chiều rất đa dạng về không gian ,ví dụ như các nếp lồi ,nếp lõm ,đứt
gãy ,bất chỉnh hợp,… Chính vì vậy ,trong điều kiện địa chất phức tạp thì kết quả của tài liệu địa
chấn 2D có chế và không phản ánh chính xác cấu địa chất thực tế,điều này đòi hỏi phải áp dụng
địa chấn 3D.
3. Nhiệm vụ của đồ án.
Để đạt được mục đích nêu trên, nhiệm vụ của đồ án là:
- Tìm hiểu, xem xét tổng quan địa chất, địa kiến tạo của khu vực nghiên cứu .
- Tìm hiểu cơ sở lý thuyết minh giải cấu trúc địa chấn 3D.
- Tìm hiểu cơ sở phân tích các kết quả minh giải địa chấn 3D.
4. Nội dung đồ án và phương pháp nghiên cứu
- Tổng kết các tài liệu đã có, các công trình liên quan.
- Tổng hợp tài liệu địa chất, các kết quả minh giải trong khu vực nghiên cứu.
- Ứng dụng các phương pháp luận và các phương pháp tính toán để đưa ra kết luận.
Hồ Chí Minh, Mùa xuân 2016

3

Mục lục

CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU VỀ PHƯƠNG PHÁP ĐỊA CHẤN 3D
1.1 Sự phát triển của địa chấn 3D

Cùng với sự phát triển của kỹ thuật ghi số và phương pháp xử lý số liệu hiện tại ,từ những năm
70 các nhà địa vật lí đã quan tâm đến nghiên cứu địa chấn trong không gian 3 chiều và đến nay
phương pháp địa chấn 3D đã có bước phát triển nhanh chóng.
Năm 1970 ,Walton đã nêu quan điểm về địa chấn 3D
Năm 1975, lần đầu tiên tiến hành khảo sát địa chấn 3D
Năm 1976, Bone,Giles và Tegland đã giới thiệu công nghệ mới về địa chấn 3D ra thế giới
Từ năm 1977,Tegland đã sử dụng địa chấn 3D phục vụ việc phất triển mỏ
(Brown,1986,Tegland1977,Walton,1972…)
Các kết quả thực tế nhiều năm qua chứng minh rằng khảo sát địa chấn 3D cho kết quả về địa chất
rõ ràng ,chính xác và có hiệu quả kinh tế cao ,cho phép giảm bớt các giếng khoan không cần
thiết tăng trữ lượng khai thác trên cơ sở phát hiện các tằng chứa bị bỏ sót .Việc áp dụng địa chấn
3D không chỉ được quan tâm trong giai đoạn tìm kiếm thăm dò mà cả trong các giai đoạn khai
thác và phát triển mỏ.
Hiện nay hầu như trên 80% chi phí của thăm dò địa chấn trên thế giới được đầu tư cho đia chấn
3D . Giá thành địa chấn 3D còn rẻ hơn so với chịu phí tổn cho một giếng khoan khô .Sự khác
biệt về giá thành so với địa chấn 2D chắc chắn sẽ giảm xuống khi đồng thời thực hiện các tuyến
thu nổ song song và xử lý các tuyến ngang mà không cần tuyến nổ.
Ở Việt Nam , các bể trầm tích liên quan đến tiềm năng dầu khí có đặc điểm cấu trúc địa chất
phức tạp , phương pháp địa chấn 3D được áp dụng từ những năm đầu 90 nhằm nâng cao hiệu
quả thăm dò tỷ mỷ và phục vụ đánh giá trữ lượng dầu khí ở các vùng mỏ thuộc bể Cửu Long,
Nam Côn Sơn , Malay-Thổ Chu …
1.2 Tổng quan về ứng dụng phương pháp địa chấn 3D.

Địa chấn 3D là phương pháp địa chấn phản xạ được tiến hành khi phát và thu sóng đồng thời trên
nhiều tuyến ,vì vậy có thể khảo sát nghiên cứu môi trường địa chất trong không gian 3 chiều .

4


Phương pháp địa chấn 3D có nhiều ưu điểm hơn so với địa chấn 2D, cho phép tăng tỷ số tín
hiệu/nhiễu ,tăng độ chính xác và độ tỷ mỷ trong giải quyết nhiệm vụ địa chất . Phương pháp địa
chấn 3D cho phép thu được lát cắt thẳng đứng dọc theo các tuyến có các phương vị khác nhau
(tuyến dọc theo tuyến phát sóng ,tuyến ngang thẳng góc với tuyến phát sóng, tuyến dích dắc qua
các giếng khoan…),các bình đồ thời gian nằm ngang ở các chiều sâu khác nhau ,cho phép tăng
hiệu ứng thống kê (do tăng số mạch cộng ), tăng hiệu ứng định hướng (do kéo dài khoảng cách
thu phát ),khắc phục ảnh hưởng do cáp thu bị lệch hướng ,tăng độ chính xác hiệu chỉnh dịch
chuyển địa chấn…

CHƯƠNG 2:CƠ SỞ LÝ THUYẾT VỀ MINH GIẢI CẤU TRÚC
VÀ ĐÁNH GIÁ CẤU TRÚC TRIỂN VỌNG
2.1. Liên kết tài liệu địa vật lý giếng khoan và tài liệu địa chấn
Việc liên kết tài liệu địa vật lý giếng khoan và tài liệu địa chấn là một bước tiên quyết đầu tiên
trước khi thực hiện minh giải địa chấn (cấu trúc và thuộc tính). Mục đích của công tác này như
chính tên của nó, đó là, liên kết các dữ liệu từ giếng khoan và dữ liệu từ địa chấn. Trong minh
giải cấu trúc, công tác này giúp liên kết các well marker từ tài liệu giếng với các mặt ranh giới
phản xạ (horizon) trong mặt cắt địa chấn.
Dữ liệu giếng khoan được sử dụng trong công tác này bao gồm các dữ liệu log (sonic, gamma
ray, density, caliper…). Quy trình liên kết được thể hiện ở sơ đồ

Thông thường, tài liệu giếng khoan có độ sâu được thể hiện với đơn vị độ sâu (m, ft), trong khi,
tài liệu địa chấn thể hiện với đơn vị độ sâu là “time” (s, ms). Do đó, công việc đầu tiên là chuyển
đổi hai tài liệu về cùng một đơn vị đo độ sâu. Đó cũng chính là mục đích của công tác Log
Calibration. Công tác này còn gọi là Sonic Calibration, sử dụng tài liệu VSP (hoặc checkshot) và
kết hợp với tài liệu sonic để xây dựng và hiệu chỉnh “Time-Depth Relationship” - TDR. Sự
chênh lệch giữa hai tài liệu này sẽ được xây dựng (TL-TC) và hiệu chỉnh sao cho giá trị này là

nhỏ nhất để xây dựng TDR chính xác nhất thông qua quy trình hiệu chỉnh đường drift.Giá trị
drift có thể có giá trị âm hoặc dương, drift mang giá trị âm khi vận tốc từ checkshot cao hơn từ
5


sonic, ở trường hợp này, dữ liệu log cần được kiểm tra lại (ảnh hưởng của sụp lở thành hệ…).
Drift mang giá trị dương khi vận tốc từ checkshot thấp hơn từ sonic.
2.1.1 Xây dựng mô hình hệ số phản xạ.
Cấu trúc dưới mặt đất được chia thành nhiều lớp (layer) khác nhau, mỗi lớp sẽ có đặc điểm thuộc
tính khác nhau (vận tốc truyền sóng âm thanh và mật độ), để thể hiện sự khác biệt của các lớp,
độ kháng âm thể hiện cho sự khác biệt này có giá trị là tích của giá trị mật độ và giá trị vận tốc
truyền sóng (ρv). Tại ranh giới của hai lớp có bề mặt phản xạ với hệ số phản xạ Ro được thể hiện
qua mối liên hệ với độ kháng âm như sau:
(1) Với ρ1v1 và ρ2v2 lần lượt là độ kháng âm của lớp bên trên và bên dưới của ranh giới phản xạ
Mô hình phản xạ được xây dựng trên cơ sở này.
Wavelet: Wavelet là một xung sóng đơn vị được sử dụng trong xây dựng băng địa chấn tổng
hợp khi tích chập với mô hình hệ số phản xạ theo phương trình sau:
T(t) = R0(t)*w(t) + n(t) (2)
Với: T(t) = băng địa chấn tổng hợp
R0(t) = mô hình hệ số phản xạ
* = Tích chập
w(t) = Wavelet
n(t) = Nhiễu
Xung sóng này có dạng như một xung sóng địa chấn, nó có thể được xây dựng dựa trên dữ liệu
địa chấn thực hoặc được xây dựng trên các mô hình lý tưởng. Trong minh giải địa chấn, có 2 loại
wavelet được sử dụng được gọi làminimum phase wavelet và zero phase wavelet.

2.1.2 Liên kết giếng và địa chấn
Việc liên kết giữa tài liệu giếng và tài liệu địa chấn là một công việc rất quan trọng trước khi
thực hiện các bước tiếp theo của minh giải địa chấn. Để liên kết, chúng ta sẽ sử dụng băng địa

chấn tổng hợp đã được xây dựng trước đó và dữ liệu địa chấn thực.
Trình tự liên kết giếng được FW.Schroeder trình bày như sau:
(1) Xác đinh vị trí giếng khoan trong băng địa chấn
6


(2) Đặt băng địa chấn tổng hợp dọc theo giếng khoan.
(3) Đặt đúng độ sâu phần đầu của băng địa chấn tổng hợp với băng địa chấn thực.
(4) Hiệu chỉnh băng địa chấn tổng hợp (dãn, co) để đạt được sự trùng khớp nhất về đặc trưng dựa
trên biên độ xung sóng.
(5) Để đạt được sự chắc chắn hơn, di chuyển băng địa chấn tổng hợp vài lần qua các line địa
chấn thật liền kề. Có thể kiểm tra bằng hệ số tương quan (cross-correlation coefficient) để kiểm
tra chất lượng của công tác này.
(6) Áp dụng kết quả với sự trùng khớp đặc trưng nhất và với khoảng độ sâu dịch chuyển là ngắn
nhất tại vùng triển vọng (reservoir)

2.2.Lựa chọn các tầng địa chấn dựa trên kết quả liên kết
Sau khi liên kết tài liệu địa vật lý giếng khoan với tài liệu địa chấn. Kết quả hiện tại đã có và cần
được sử dụng trong mục này là sự liên kết giữa well marker - hay còn gọi là well top, là các điểm
có vị trí tại bề mặt phản xạ (nóc và đáy) của các tập địa chấn được xác định bằng phân tích well
log, mẫu lõi, phân tích hóa thạch và đối chiếu với các khu vực lân cận - và bề mặt phản xạ trên
băng địa chấn thực (là nóc và đáy của các tập nếu kết quả liên kết ở trên là chính xác). Khi đồng
thời kết hợp với phương pháp địa chấn địa tầng (địa tầng phân tập) và tương quan với dữ liệu
7


của các khu vực tương tự, bên cạnh, các tầng địa chấn có thể được xác định. Để xác định một
cách chính xác vị trí mặt phản xạ địa chấn cần minh giải cần phải sử dụng nhiều well marker từ
nhiều giếng khác nhau (trong cùng khu vực khảo sát và khu vực xung quanh đã có kết quả minh
giải), kiểm tra pha của well marker trên băng địa chấn tổng hợp tại các giếng đó và hiệu chỉnh.

2.3. Nguyên tắc minh giải horizon
2.3.1 Các bước minh giải cấu trúc địa chấn.
(1) Xác định mặt phản xạ dựa trên kết quả liên kết giếng khoan và địa chấn.
(2) Minh giải đứt gãy
(3) Xây dựng bản đồ đẳng thời
(4) Xây dựng mô hình chuyển đổi thời gian – độ sâu
(5) Xây dựng bản đồ đẳng sâu từ bản đồ đẳng thời
(6) Liên kết tài liệu giếng khoan, địa chất để đánh giá và kết luận
2.3.2 Nguyên tắc minh giải horizon.
(1) Xác định mặt ranh giới phản xạ (Picking)
(2) Đo thời gian phản xạ từ mặt chuẩn tới mặt ranh giới phản xạ (Timing)
(3) Xây dựng bản đồ từ thời gian phản xạ đo được (Posting)
(4) Thể hiện cấu trúc, địa hình và cấu trúc khép kín trên bản đồ đẳng trị (Contouring)
Mặt phản xạ ở đây được hiểu là các mặt phân cách các tập trầm tích, trên băng địa chấn các
mặt này có thể là pha âm hoặc pha dương (như đã nói ở trên, cần đối chứng well marker từ
nhiều giếng để tìm ra pha chính xác) và được xác định bằng cách xác định các mặt bất chỉnh
hợp. Các mặt bất chỉnh hợp bao gồm: Bất chỉnh hợp đáy, bất chỉnh hợp nóc và bất chỉnh hợp
ngang.
+Bất chỉnh hợp đáy

8


+Bất chỉnh hợp nóc:

+Bất chỉnh hợp ngang:

2.4. Xác định đứt gãy, các dạng đứt gãy
Các đứt gãy đóng vai trò cực kỳ quan trọng trong việc phát hiện dầu khí. Nó có thể là đơn vị cấu
trúc của bẫy dầu khí (chắn) hoặc là đường dẫn cho dầu khí di cư. Do đó, việc xác định đứt gãy

cũng vô cùng cần thiết. Đứt gãy có thể được thể hiện rõ về phương, hướng cắm và hình dạng trên
mặt cắt địa chấn thằng đứng (đứt gãy có độ dốc tương đối cao) và trên mặt cắt time-slide (rõ hơn
với các đứt gãy trượt bằng).
Để thực hiện được việc minh giải chi tiết các đứt gãy, việc quan trọng đầu tiên là chọn phương
mặt cắt địa chấn sao cho cắt dọc đứt gãy (vuông góc với phương đứt gãy), tức là cần có kiến thức
9


về địa chất khu vực để chọn đúng hướng minh giải (ví dụ: ở bề Cửu Long hướng đứt gãy chủ yếu
theo hướng ĐB-TN thì ta cần chọn hướng mặt cắt theo hướng TB-ĐN để minh giải tốt nhất),
đồng thời cần biết các dạng đứt gãy để lựa chọn và hiệu chỉnh. Dưới dây là một số các dạng đứt
gãy điển hình.

2.5.Phương pháp vẽ bản đồ (đẳng thời và đẳng sâu)
Sau khi xác định được vị trí của các tầng địa chấn, minh giải đứt gãy, công việc tiếp theo là biểu
diễn chúng bằng cách xây dựng bản đồ đẳng trị liên kết các tuyến địa chấn lại nhằm phục vụ cho
mục đích xác định cấu trúc triền vọng. Ở đây, chúng ta sẽ thực hiện xây dựng bản đồ đẳng thời
và đẳng sâu.
Bản đồ đẳng thời: Là bản đồ biểu diễn mặt ranh giới địa chấn - bất chỉnh hợp (với đơn vị đo độ
sâu là thời gian) - nhằm xác định hình thái cấu trúc các tầng trong vùng nghiên cứu.
Nguyên tắc xây dựng bản đồ đẳng thời:
(1) Đường đẳng trị không được cắt qua chính nó hoặc đường đẳng trị khác
(2) Đường đẳng trị không được trùng với đường có cùng hoặc khác giá trị
(3) Đường đẳng trị phải đi qua điểm nằm giữa các điểm mà có giá trị cao hơn và thấp hơn giá trị
của nó
(4) Đường đẳng trị của một điểm cho trước được lặp lại để thể hiện sự đảo ngược của hướng dốc
(5) Đường đẳng trị phải khép kín trong khu vực bản đồ hoặc kết thúc tại cạnh bản đồ

10

Các bước xây dựng bản đồ đẳng thời (bằng tay):
Các bước cơ bản bao gồm:
(1) Thể hiện các điểm độ sâu lên bản đồ
(2) Xác định khoảng đẳng trị thích hợp
(3) Thêm vị trí cúa các đường độ sâu giữa các điểm khống chế. Có một số kỹ thuật để thực hiện
việc này và chúng có thể cho ra các kết quả khác nhau khi chỉ một lượng nhỏ điểm dữ liệu là có
sẵn.
Kết quả bản đồ cuối cùng có thể khác nhau khi minh giải bởi các nhà khoa học khác nhau, điều
đó phụ thuộc vào kiến thức nghiên cứu, kinh nghiệm, khả năng minh giải và các nhân tố khác và
dĩ nhiên việc xây dựng bản đồ là không thể thực sự chính xác được.
Bản đồ đẳng sâu: Bản đồ đẳng sâu được chuyển đổi từ bản đồ đằng thời thông qua mô hình
chuyển đổi vân tốc, nhằm thể hiện cấu trúc địa chất một cách rõ ràng và chính xác về vị trí trong
không gian hơn bản đồ đẳng thời. Bản đồ đẳng sâu sẽ được sử dụng để thể hiện và xác định cấu
trúc triển vọng.

11


Phương pháp chuyển đổi từ bản đồ đẳng thời sang bản đồ đẳng sâu dựa trên mối quan hệ timedepth, xác định bằng tài liệu địa chấn (chưa có giếng khoan), hay sử dụng mối quan hệ timedepth đã được hiệu chỉnh ở phần liên kết giếng.
2.6.Khái niệm cấu tạo triển vọng
Cấu tạo triển vọng là các cấu tạo khép kín có khả năng chứa dầu khí. Có hai khái niệm cấu tạo
triển vọng cần quan tâm là lead và prospect. Lead được định nghĩa là một cấu tạo có thể là một
bẫy dầu khí mà dữ liệu có sẵn và chất lượng dữ liệu chưa đủ để cho phép định nghĩa rõ ràng và
thể hiện thể tích của bẫy (ví dụ: trên tài liệu địa chấn 2D), hay nói cách khác, lead được coi là bất
cứ biểu hiện nào của bẫy mà cho phép nhà thăm dò thăm dò xa hơn, nó có đặc trưng mà người
minh giải có thể tìm ra dễ dàng và là cấu trúc có tiềm năng nhất để nghiên cứu kỹ càng hơn.
Prospect cũng có thể là một bẫy dầu khí nhưng được định nghĩa rõ ràng và có thể tính toán được
thể tích bẫy. Lead có thể trở thành prospect, được đánh giá sâu hơn – minh giải địa chấn 2D, 3D
và well log sâu hơn – tất cả việc này nhằm biết được đặc tính bên trong bẫy, sự hiện diện và chất

lượng vỉa; độ hiệu quả và độ dày của tầng chắn bên trên.

12


CHƯƠNG 3: SỬ DỤNG PHẦN MỀM PETREL TRONG VIỆC
MINH GIẢI ĐỊA CHẤN 3D
3.1 Giới thiệu về Schlumberger và phần mềm Petrel
3.1.1 Giới thiệu về Schlumberger
Schlumberger Limited (Công ty trách nhiệm hữu hạn Schlumberger) là công ty lớn nhất
thế giớihoạt động trong lĩnh vực dịch vụ dầu khí.
Schlumberger được thành lập năm 1926 bởi 2 anh em người Pháp Conrad và Marcel
Schlumberger với cái tên Société de prospection électrique . Ngày nay công ty cung cấp cho
ngành công nghiệp Dầu khí những dịch vụ như thăm dò địa chấn, đánh giá thành hệ, thử giếng,
khoan định hướng, trám xi măng, thu hồi tăng cường, khai thác nhân tạo (khai thác phun nhân
tạo, bơm cơ học,...), hoàn thiện giếng, cung cấp các phần mềm và quản lí thông tin,... Công ty
cũng tham gia ngành công nghiệp khai thác nước ngầm và chôn lấp cacbon.
Hai anh em nhà Schlumberger có nhiều kinh nghiệm trong nghiên cứu địa vật lý ở các
nước như Romani, Canada, Serbia, Nam Phi, Cộng hòa dân chủ Công gô và Hoa Kỳ. Công ty
của họ cung cấp dịch vụ đo vẽ bản đồ bằng điện, và lần đầu tiên đã ghi được địa vật lý giếng
khoan bằng phương pháp log điện trở tại Merkwiller-Perchelboronn, Pháp, năm 1927. Công ty
nhanh chóng mở rộng, carota giếng khoan đầu tiên của công ty tại Mỹ năm 1929, tại Kern
County, California. Năm 1935, Schlumberger Well Surveying Corporation' được thành lập tại
Houston, sau đó đổi tên thành Schlumberger Well Services', và cuối cùng
là Schlumberger' Wireline & Testing'. Schlumberger chú trọng đầu tư vào nghiên cứu, mở trung
tâm Schlumberger-Doll Research tại Ridgefield, Connecticut năm 1948, đóng góp cho sự phát
triển trong chế tạo các công cụ carota.
Tại Việt Nam, Schumberger hiện tại đang là công ty cung ứng dich vụ dầu khí được xem
là hàng đầu hiện nay, với trụ sở công ty tại TP Hồ Chí Minh.

3.1.2 Giới thiệu phần mềm Petrel
Petrel (tên đầy đủ Petrel E&P Software Platform) là một bộ phần mềm dùng trong
ngành công nghiệp dầu khí. Các chức năng của Petrel rất đa dạng, từ lập mô hình địa chất, minh
giải tài liệu địa vật lý, liên kết giếng khoan, vẽ bản đồ cấu trúc, thiết kế giếng khoan, đánh giá rủi
ro địa chất cho đến mô phỏng các vỉa chứa, tính toán trữ lượng, dự đoán khả năng khai thác v.v...
Petrel có cả hai phiên bản 32 bit và 64 bit, chạy trên nền tảng Microsoft Windows, phiên
bản mới nhất hiện nay là Petrel 2013.

13


Là một phần mềm phức tạp với nhiều chức năng, nhưng Petrel được thiết kế với giao
diện giống các sản phẩm quen thuộc của Microsoft, và nó có các tiến trình công việc (workflow)
được thiết kế sẵn, làm việc như những hàm hay macro giúp cho những người dùng ít kinh
nghiệm cũng có thể dễ dàng sử dụng.
Petrel được tạo ra bởi Technoguide AS, một công ty Na Uy thành lập vào năm 1996 từ
những thành viên cũ của công ty Geomatic AS, với sự góp mặt của một số lập trình viên chủ
chốt từng tham gia viết phần mềm IRAP RMS Suite. Petrel được bán ra thị trường vào
năm 1998. Năm 2002, Schlumberger, một người khổng lồ trong lĩnh vực dịch vụ dầu khí đã mua
lại Technoguide và tiếp tục phát triển phần mềm này.
Petrel bao gồm các nhóm chức năng chính sau:
•

Petrel Cores: Cung cấp các tính năng cơ bản, hiển thị hình ảnh, nhập xuất dữ liệu, vẽ bản
đồ, quản lý tiến trình làm việc, cá nhân hóa giao diện. Các mô-đun:

•

o

Geoscience Core

o

Reservoir Engineering Core

o

Combined Core

Petrel Geology & Modeling: Đối sánh giếng khoan, minh giải trầm tích, vẽ bản đồ đẳng
sâu và đẳng dày, phân tích dữ liệu địa thống kê, lập mô hình cấu trúc, độ rỗng, độ thấm,
tướng đá và các thuộc tính địa chất khác. Các mô-đun:

•

o

Data Analysis

o

Exploration Geology

o

Facies Modeling

o

Fracture Modeling

o

Petrophysical Modeling

o

Structural and Fault Analysis

o

Well Correlation

Petrel Geophysics: Minh giải dữ liệu địa chấn 2D và 3D; bao gồm các thuộc tính, mặt
phân lớp, đứt gãy... Các mô-đun:
14


•

o

Structural Interpretation

o

Structural and Fault Analysis

o

Seismic Volume Rendering & Extraction

o

Seismic Sampling

o

Classification and Estimation

o

Domain Conversion

o

Seismic Well Tie

o

Seismic Interpretation

o

Multitrace Attributes

Petrel Reservoir Engineering: Lập mô hình động của vỉa chứa, so sánh lịch sử khai thác,
phân tích độ nhạy, đánh giá rủi ro, dự báo khả năng khai thác... Các mô-đun:
o

Advanced Gridding and Upscaling

o

History Matching & Production Forecasting Optimization

o

Uncertainty

•

Petrel Reservoir Geomechanics: Lập mô hình địa kĩ thuật 3D và 4D.

•

Petrel Well Design: Thiết kế quỹ đạo giếng khoan.

3.2 Giới thiệu các module của phần mềm Petrel
3.2.1 Attribute Cubes
Trong module này, chúng ta có thể tạo ra được một khối thuộc tính và một khối Anttracking.
Khối thuộc tính 3D dược chuyển từ khối 3D, hoặc chỉ từ dữ liệu địa chấn hoặc từ dữ liệu
tổng hợp. Khối thuộc tính rất có ích trong việc xác định đặc điểm địa chất và địa tầng và hữu
dụng trong khi minh giải địa chấn. Nhiều thuộc tính địa chấn có thể được thể hiện và sử dụng
cho mục đích minh giải như:
•
•

Structural smoothing

Velocity cube
15


•
•
•

Ant tracking
Chaos
3D curvature
…

Thuật toán Ant-tracking là một phần của quy trình giới thiệu một hệ biến hóa mới trong
minh giải đứt gãy. Nó làm việc giống với hành vi của đàn kiến trong tự nhiên và chúng sử dụng
pheromones để đánh dấu đường để hiệu quả trong việc tìm kiếm thức ăn. Kết quả là khối thuộc
tính tạo ra và thể hiện vùng đứt gãy với hình dạng chi tiết. Ant-tracking sử dụng để tự động chiết
ra đường đứt gãy từ những chỗ sóng không không liên tục trong khối 3D.

Hình 3.2.1: Structural Smoothing Attribute

Hình 3.2.3 Ant Tracking Volume

16
Hình 3.2.2: Chaos Attribute


3.2.2 Fault Interpretation
Fault interpretation module có thể tự động minh giải đứt gãy hay minh giải thông thường
bằng tay. Qua module này ta có thể xây dựng nên bản đồ các đứt gãy lớn nhỏ và xác định được

các tính chất của đứt gãy. Giúp người minh giải có cái nhìn trực quan và dễ dàng minh giải.
Qua module này ta học được cách:
•
•
•
•
•

Sử dụng các thanh công cụ, thanh trạng thái, thanh chức năng minh giải một cách hiệu
quả
Minh giải tự động
Minh giải thông thường (bằng tay)
Quản lý quá trình minh giải
Chuyển đổi đứt gãy minh giải thành mô hình đứt gãy
…

Hình 3.2.4: Minh giải thông thường

17


Hình 3.2.5 Minh giải đứt gãy
3.2.3 Horizon Interpretation
Minh giải lớp như một phần của quá trình minh giải địa chấn 3D. Lớp có thể được minh
giải trên inline, crossline, random line, composed line, curved vertical intersections, etc. và trong
cửa sổ 2D và 3D.
Trong petrel ta có các phương pháp minh giải lớp như:
•
•
•

•
•
•

Minh giải thông thường (vẽ)
Guided autotracking
Seeded 2D autotracking
Seeded 3D autotracking
Paintbrush autotracking
Active box autotracking

18


•

Autotrack inside polygon

Hình3.2.6: Minh giải lớp

3.2.4

Advanced Interpretation
Một thân địa chất là một mục tiêu 3D thì được chiết từ một khốiđịa chấn. Một thân địa
chất có thể bao gồm một vài yếu tốđại diện. Bạn có thể xây dựng mục tiêu 3D đại diện của bạn
bằngcách chiết lặp lại nhiều yếu tốđại diện. Thân địa chất có thể sử dụng như đầu vào của một
mô hình, bề mặt tính chất.
Minh giải thân địa chất trong Petrel (PGI) là công cụ tương tác quan sát gầnđúng để cô
lập vàđưa ra những đặcđiểm thấy trên dữ liệuđịa chấn. Nó thì dựa trên định nghĩa “Cái bạn thấy
là cái bạn có” .

Lợiích của việc sử dụng module thân địa chất:
•
•
•
•

Những đặcđiểm địa chất đáng chúý có thể được thể hiện trên dữ liệuđịa chấn
Tự động minh giải lớp cho việcđưa ra thân địa chất
Khắc họa được lớp từ dữ liệuđịa chấn sẽ giúp bạn hiểu môi trường trầm tích
Thăm dò tốt sẽ giảm nguy cơ và chi phí khoan bằng cách dựđoán cả tính chất thạch học
và cấu trúc.

19


Hình3.2.7: Geobody
3.2.5 Domain Conversion
Module này cho phép có được dữ liệu từ một miền, thông thường là dữ liệuđịa chấn theo
thời gian và chuyển nó thành cái khác, thông thường là độ sâu, để liên hệ nó với dữ liệu giếng và
tính toán thể tích.
Ta có hai quá trình chuyển đổi chính trong Petrel:
•
•

Mô hình vận tốc: Xác định vận tốc trong không gian
Chuyển đổi độ sâu:Sử dụng mô hình vận tốc để dịch chuyển dữ liệu giữa những miền.

20

Hình3.2.8: Bản đồ đẳng sâu
3.3 Workflow minh giảiđịa chấn 3D
1. Xác định mặt phản xạ dựa trên kết quả liên kết giếng khoan và địa chấn.
2. Minh giải đứt gãy đồng thời minh giải lớp
3. Xây dựng bản đồ đẳng thời
4. Xây dựng mô hình chuyển đổi thời gian – độ sâu
5. Xây dựng bản đồ đẳng sâu từ bản đồ đẳng thời
6. Liên kết tài liệu giếng khoan, địa chất để đánh giá và kết luận

21


22


KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
Minh giải địa chấn 3D là phương pháp tìm kiếm các cấu trúc dầu khí triển vọng dựa trên các dữ
liệu địa chấn và các dữ liệu khác như địa vật lí giếng khoan, mẫu lõi… Minh giải địa chấn 3D là
hoạt động không thể thiếu trong việc tìm kiếm và thăm dò dầu khí.
Petrel là công cụ vô cùng hiệu quả để minh giảiđịa chấn 3D, góp phần cho phép minh giải tài
liệu địa chấn được tỉ mỉ và chính xác gần với cấu trúc địa chất thực tế. Qua đó rút ra được kết
luận:
1. Chất lượng minh giải phụ thuộc rất nhiều vào chất lượng dữ liệu địa chấn.
2. Các kỹ thuật minh giải giúp tăng độ “mạnh mẽ” của phương pháp xác định cấu trúc triển

vọng.
3. Minh giải lớp và đứt gãy là hai quá trình vô cùng quan trọng trong minh giải và cần được

chú ý.
4. Trong quá trình minh giải cần tìm hiểu trước đặc điểm địa chất khu vực nghiên cứu.

TÀI LIỆU THAM KHẢO
1.
2.
3.
4.
5.

Mai Thanh Tân, Thăm dò địa chấn
Dr. Ali Bakr, Seismic Interpretatioin
Schlumberger, Petrel Geophysics Course
Alistair R. Brown, Interpretation of Three-Dimensional Seismic Data
Dr. Bruce S. Hart, Principles of 2-D and 3-D Seismic Interpretation

23