Phát triển mô hình khai thác cho đối tượng đá chứa dầu nặng mioxen giữa mỏ đông dương
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (8.97 MB, 84 trang )
ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HỒ CHÍ MINH
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
PHẠM TUẤN VIỆT
PHÁT TRIỂN MƠ HÌNH KHAI THÁC CHO ĐỐI TƯỢNG
ĐÁ CHỨA DẦU NẶNG MIOXEN GIỮA MỎ ĐÔNG
DƯƠNG
CHUYÊN NGÀNH:
KỸ THUẬT DẦU KHÍ
MÃ NGÀNH:
60520604
LUẬN VĂN THẠC SĨ
TP. HỒ CHÍ MINH, THÁNG 08-2016
ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HỒ CHÍ MINH
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
PHẠM TUẤN VIỆT
PHÁT TRIỂN MƠ HÌNH KHAI THÁC CHO ĐỐI TƯỢNG
ĐÁ CHỨA DẦU NẶNG MIOXEN GIỮA MỎ ĐÔNG
DƯƠNG
CHUYÊN NGÀNH:
KỸ THUẬT DẦU KHÍ
MÃ NGÀNH:
60520604
LUẬN VĂN THẠC SĨ
TP. HỒ CHÍ MINH, THÁNG 08-2016
CƠNG TRÌNH ĐƯỢC HỒN THÀNH TẠI:
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐHQG – HCM
Cán bộ hướng dẫn khoa học 1: PGS-TS. Trần Văn Xuân
Cán bộ hướng dẫn khoa học 2: NCS. Vũ Việt Hưng
Cán bộ chấm nhận xét 1: TS. Phùng Văn Hải
Cán bộ chấm nhận xét 2: TS. Nguyễn Xuân Vinh
Luận văn thạc sỹ được bảo vệ tại Trường Đại học Bách Khoa, ĐHQG Tp. HCM ngày 25
tháng 07 năm 2016.
Thành phần Hội đồng đánh giá luận văn thạc sĩ gồm:
1. Chủ tịch:
PGS.TSKH Hồng Đình Tiến
2. Thư ký:
TS. Bùi Thị Luận
3. Phản biện 1:
TS. Phùng Văn Hải
4. Phản biện 2:
TS. Nguyễn Xuân Vinh
5. Ủy Viên:
1.TS. Mai Cao Lân
2. TS. Phùng Văn Hải
3. TS. Nguyễn Xuân Vinh
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
ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM
TRƯỜNG ĐH. BÁCH KHOA
CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc lập – Tự do – Hạnh phúc
-------------------------------
-------------------------------------
NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ
Họ tên học viên: Phạm Tuấn Việt
MSHV: 7140885
Ngày, tháng, năm sinh: 11/02/1980
Nơi sinh: Hải Dương
Chuyên ngành: Kỹ thuật Dầu Khí
Mã số: 60520604
I. TÊN ĐỀ TÀI:
“Phát triển mơ hình khai thác cho đối tượng dầu nặng Miocene giữa Mỏ Đông
Dương bể Cửu Long”
II. NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG:
Nhiệm vụ: nghiên cứu về đặc tính vỉa chứa, tính chất chất lưu, động thái khai thác của
đối tượng dầu nặng mỏ Đông Dương, đề xuất/lựa chọn phương án khai thác tối ưu cho
tập vỉa này.
Nội dung: Luận văn trình bày các vấn đề: i) Tổng quan về địa chất - công nghệ mỏ của
đối tượng Mioxen giữa mỏ Đông Dương. ii) Tổng hợp các phương pháp thu hồi dầu tăng
cường (EOR) trên thế giới, ứng dụng các phương pháp này trên mơ hình mơ phỏng. iii)
Đánh giá hiện trạng khai thác tầng dầu nặng mỏ Đông Dương. iv) Phát triển mơ hình mơ
phỏng khai thác, đề xuất phương án khai thác tối ưu cho mỏ.
II. NGÀY GIAO NHIỆM VỤ: 25/06/2015
III. NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: 25/07/2016
IV. CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: PGS-TS. Trần Văn Xuân
NCS. Vũ Việt Hưng
Tp.HCM, ngày … tháng … năm 2016
CÁN BỘ HƯỚNG DẪN
PGS-TS Trần Văn Xuân
CHỦ NHIỆM BỘ MÔN ĐÀO TẠO
NCS. Vũ Việt Hưng
TRƯỞNG KHOA
Đề tài: Phát triển mơ hình khai thác cho đối tượng đá chứa dầu nặng Mioxen giữa mỏ Đông Dương bể Cứu Long
LỜI CÁM ƠN
Trong quá trình thực hiện luận văn tốt nghiệp được sự hướng dẫn của các anh chị
cơng tác tại PVEP, em đã được tìm hiểu các tài liệu nội bộ của Tổng Cty Thăm dò
Khai thác Dầu khí (PVEP) kết hợp các bài báo quốc tế chuyên nghiên cứu chuyên sâu
về dầu nặng để tham khảo và thu thập/đánh giá thơng tin nhằm tìm ra giải pháp tối ưu
khai thác áp dụng cho mỏ Đông Dương. Trong quá trình thực hiện cũng đã được trao
đổi và góp ý của các anh Vũ Việt Hưng đang trực tiếp điều hành mỏ Đông Dương.
Đặc biệt, em cám ơn PGS.TS Trần Văn Xuân đã giúp đỡ em hoàn thiện luận văn này.
Học viên
Phạm Tuấn Việt
HV: PHẠM TUẤN VIỆT
MS: 7140885
1
Đề tài: Phát triển mơ hình khai thác cho đối tượng đá chứa dầu nặng Mioxen giữa mỏ Đông Dương bể Cứu Long
TÓM TẮT LUẬN VĂN
Tầng chứa Miocene giữa tại mỏ Đơng Dương là phát hiện dầu khí đầu tiên tại đối tượng
này trong bồn trũng Cửu Long. Với đặc tính chất lưu là dầu nặng, việc thu hồi dầu sẽ
gặp phải những khó khăn và thách thức. Ngồi ra do trữ lượng dầu tại chỗ của mỏ
không thuộc vào loại lớn nên việc phát triển mỏ càng gặp nhiều khó khăn về mặt kinh tế
hơn nữa. Tìm được giải pháp khai thác hợp lý cho đối tượng là một vấn đề có ý nghĩa
vơ cùng quan trọng sẽ giúp mỏ khai thác hợp lý hơn và làm tăng hiệu quả của đề án.
Bên cạnh một đó, một loạt các giếng khoan thăm dò thẩm lượng cũng đã phát hiện đối
tượng dầu nặng tương tự trong bể Cửu Long. Chính vì vậy, việc nghiên cứu các giải
pháp và đưa ra các phương án khai thác tối ưu cho mỏ này có ý nghĩa rất thực tiễn và sẽ
là bài học kinh nghiệm cho các mỏ khác sẽ đưa vào phát triển sắp tới.
Nội dung nghiên cứu: Trình bày tổng quan về đối tượng nghiên cứu, đặc điểm địa chất công nghệ mỏ, lịch sử thăm dò và phát triển mỏ và kết quả nghiên cứu của quá trình tìm
kiếm, thăm dò đối tượng. Tổng quan các các phương pháp khai thác cho đối tượng dầu
nặng trên thế giới. Khái quát chung về dầu nặng, phân loại dầu nặng và các phương
pháp khai thác gia tăng/ngâng cao thu hồi dầu nặng đã và đang áp dụng. Tổng quán các
phương pháp xây dựng mơ mơ hình khai thác cho đối tượng dầu nặng qua các bài báo
nghiên cứu trên thế giới. Đánh giá hiện trạng khai thác của các giếng thuộc mỏ Đông
Dương nêu các ưu/nhược điểm; tồn tại rủi ro trong vận hành khai thác. Đánh giá hiệu
quả các phương pháp và đề xuất các phương án khai thác cho đối tượng dầu nặng mỏ
Đông Dương. Đánh giá các giải pháp đã và đang áp dụng nhằm gia tăng và duy trì sản
lượng khai thác cho các mỏ có tình chất đá chứa và chất lưu tương tự mỏ Đông Dương.
Dựa vào các kết quả về thơng số địa chất, tính chất đất đá, tính chất chất lưu của các
giếng khoan phát triển mỏ Đông Dương. Cập nhật các thông số đầu vào như PVT, quan
hệ rỗng thấm; mối tương quan giữa chất lưu và đất đá còn chưa chắc chắn trong mơ
hình cũ cho đối tượng Middle Miocene Mỏ Đơng Dương. Tái lặp lịch sử khai thác cho
các giếng và chạy dự báo khai thác với phương án cơ sở dựa trên các giếng khai thác và
công nghệ đang áp dụng hiện tại. Đánh giá các kết quả đạt được và đề xuất các hướng
tiếp theo. Đề xuất các phương án khai thác tối ưu nhằm gia tăng thu hồi dầu cho mỏ
bằng mơ hình mơ phỏng.
HV: PHẠM TUẤN VIỆT
MS: 7140885
2
Đề tài: Phát triển mơ hình khai thác cho đối tượng đá chứa dầu nặng Mioxen giữa mỏ Đông Dương bể Cứu Long
LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan luận văn thạc sĩ: "Phát triển mơ hình khai thác cho đối tượng dầu
nặng Mioxen giữa mỏ Đông Dương bể Cứu Long" là cơng trình nghiên cứu của cá
nhân tơi từ thu thập số liệu, đánh giá số liệu, kết quả mô hình khai thác được trình bày
trong báo cáo đều là số liệu trung thực.
TP HCM ngày 15 tháng 8 năm 2016
Học viên
Phạm Tuấn Việt
HV: PHẠM TUẤN VIỆT
MS: 7140885
3
Đề tài: Phát triển mơ hình khai thác cho đối tượng đá chứa dầu nặng Mioxen giữa mỏ Đông Dương bể Cứu Long
MỤC LỤC
Cơng trình được hồn thành tại Trường ĐH BKTPHCM..................................................i
Nhiệm vụ luận văn thạc sĩ.................................................................................................ii
Lời cám ơn.........................................................................................................................1
Tóm tắt luận văn thạc sĩ.....................................................................................................2
Lơi cam đoan.....................................................................................................................3
Mục lục..............................................................................................................................4
Danh mục hình vẽ..............................................................................................................6
Danh mục bảng biểu..........................................................................................................8
Mở đầu...............................................................................................................................9
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ ĐỊA CHẤT - CÔNG NGHỆ MỎ CỦA KHU VỰC
NGHIÊN CỨU TẦNG CHỨA MIDDLE MIOCENE MỎ ĐƠNG DƯƠNG
I. Lịch sử thăm dị, khai thác và phát triển mỏ Đơng Dương.......................................12
1) Vị trí địa lý và diện tích phát triển............................................................................12
2) Lịch sử tìm kiếm thăm dị và phát triển mỏ Đơng Dương........................................12
II. Các đặc trưng địa chất và công nghệ mỏ .................................................................13
1) Đặc điểm cấu trúc và địa chất....................................................................................13
2) Trữ lượng dầu khí tại chỗ...........................................................................................18
3) Tính chất vỉa chứa......................................................................................................19
CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN CÁC PHƯƠNG PHÁP KHAI THÁC VÀ PHƯƠNG
PHÁP MƠ HÌNH HĨA CHO ĐỐI TƯỢNG DẦU NẶNG TRÊN THẾ GIỚI
I. Tổng quan các phương pháp khai thác dầu nặng........................................................24
1) Giới thiệu về dầu nặng.......................................................................................24
2) Phân loại các phương pháp khai thác dầu nặng...................................................25
II. Các phương pháp mơ hình hóa cho đối tượng dầu nặng..........................................34
HV: PHẠM TUẤN VIỆT
MS: 7140885
4
Đề tài: Phát triển mơ hình khai thác cho đối tượng đá chứa dầu nặng Mioxen giữa mỏ Đông Dương bể Cứu Long
CHƯƠNG 3: HIỆN TRẠNG KHAI THÁC VÀ ĐÁNH GIÁ CÁC PHƯƠNG
PHÁP ĐANG ÁP DỤNG CHO ĐỐI TƯỢNG DẦU NẶNG MIOXEN GIỮA MỎ
ĐÔNG DƯƠNG
I. Hiện trạng khai thác đối tượng Mioxen giữa mỏ Đông Dương..................................38
1) Đánh giá hiện trạng khai thác.....................................................................................38
2) Cơ chế năng lượng vỉa ...............................................................................................44
II. Đánh giá các phương án khai thác đang áp dụng cho đối tượng dầu nặng mỏ Đông
Dương..............................................................................................................................49
1) Công nghệ khai thác đang áp dụng.............................................................................49
2) Đánh giá hiệu quả các phương pháp ..........................................................................52
CHƯƠNG 4: PHÁT TRIỂN MƠ HÌNH MƠ PHỎNG KHAI THÁC CHO TẦNG
MIOCENE GIỮA MỎ ĐƠNG DƯƠNG
I. Thơng số đầu vào.........................................................................................................54
1) Mơ hình ơ lưới............................................................................................................54
2) Mơ hình độ rỗng.........................................................................................................54
3) Mơ hình độ thấm.........................................................................................................56
4) Thơng số chất lưu........................................................................................................57
5) Tính chất đá chứa........................................................................................................59
6) Mơ hình ban đầu.........................................................................................................60
II. Phục hồi số liệu lịch sử khai thác...............................................................................61
III. Dự báo khai thác ......................................................................................................66
1) Giải pháp trong giếng.................................................................................................67
2) Giải phá trong vỉa.......................................................................................................69
IV. Đề xuất các giải pháp khai thác tối ưu nhằm gia tăng/nâng cao thu hồi cho mỏ...76
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .......................................................................................78
TÀI LIỆU THAM KHẢO..............................................................................................79
HV: PHẠM TUẤN VIỆT
MS: 7140885
5
Đề tài: Phát triển mơ hình khai thác cho đối tượng đá chứa dầu nặng Mioxen giữa mỏ Đông Dương bể Cứu Long
DANH MỤC HÌNH VẼ
Hình 1.1 Vị trí mỏ Đơng Dương
Hình 1.2 Các loại bẫy trong khu vực cua Lơ
Hình 1.3: Mặt cắt địa chấn qua mỏ Đơng Dương
Hình 1.4: Mặt cắt địa chất qua khu vực phía Nam và Bắc
Hình 1.5: Cột địa tầng của mỏ Đơng Dương
Hình 1.6 Độ nén của đá chứa giếng Dương Đơng -3X
Hình 1.7: Quan hệ độ rỗng – độ thấm vỉa Mioxen dưới mỏ Đơng Đơ
Hình 1.8: Đường cong quan hệ độ thấm tương đối dầu – nước
Hình 1.9: Đường cong quan hệ độ thấm tương đối khí – dầu
Hình 2.1: Phân loại dầu nặng theo độ nhớt và tỷ trọng
Hình 2.2: Bản đồ phân bố trữ lượng dầu nặng trên thế giới
Hình 2.3: Sơ đồ các phương pháp khai thác dầu nặng
Hình 2.4: Sơ đồ tóm tắt các giai đoạn trong 1 chu kỳ bơm ép hơi nhiệt theo chu kỳ
Hình 2.5: Sơ đồ phương pháp bơm ép có ảnh hưởng của trọng lực
Hình 2.6: Sơ đồ phương pháp đốt nhiệt
Hình 2.7: Sơ đồ phương pháp đốt nhiệt THAI
Hình 2.8: Sơ đồ phương pháp bơm ép nước
Hình 2.9: Sơ đồ phương pháp bơm ép CO2-nước
Hình 2.10: Sơ đồ một giếng nhiều thân
Hình 2.11: Sơ đồ hệ thống bơm điện chìm
Hình 2.12 Mơ hình áp dụng phương pháp CSS cho vỉa dầu nặng.
Hình 3.1 Biểu đồ sản lượng khai thác vỉa dầu nặng mỏ Đơng Dương
Hình 3.2 Biểu đồ sản lượng khai thác vỉa BII.2.20
Hình 3.3 Biểu đồ sản lượng khai thác vỉa BII.2.30
HV: PHẠM TUẤN VIỆT
MS: 7140885
6
Đề tài: Phát triển mơ hình khai thác cho đối tượng đá chứa dầu nặng Mioxen giữa mỏ Đông Dương bể Cứu Long
Hình 3.4 Hiện trạng khai thác giếng DD-3P
Hình 3.5 Hiện trạng khai thác giếng DD-6P
Hình 3.6 Hiện trạng khai thác giếng DD-4P
Hình 3.7 Hiện trạng khai thác giếng DD-2P
Hình 3.8 Hiện trạng khai thác giếng DD-7P
Hình 3.9 Vị trí các giếng khai thác tập vỉa BII.2.20
Hình 3.11 Kết quả tính tốn cân bằng vật chất tập vỉa BII.2.30
Hình 3.12 Phân bố thân cát dựa trên thuộc tính địa chấn
Hình 3.13 Mặt cắt phân bố nước đáy của tập vỉa BII.2.20 và BII.2.30
Hình 3.14 Tỷ lệ ngập nước so với tổng lượng dầu thu hồi-BII.2.20
Hình 3.15 Vị trí giếng khai thác tập vỉa BII.2.30
Hình 3.16 Tỷ lệ ngập nước so với tổng lượng dầu thu hồi – BII.2.30
Hình 3.17 Sơ đồ hoàn thiện giếng khai thác dầu nặng mỏ Đơng Dương
Hình 3.18 Hiện tượng water conning vào giếng
Hình 3.19 Hiện tượng lắng cặn
Hình 3.20 Nguyên nhân gây lắng cặn trong ESP
Hình 3.21 Kết quả áp dụng giải pháp ESP kết hợp với Gaslifft
Hình 4.1 Mơ hình ơ lưới
Hình 4.2: Mối liên hệ của thuộc tính địa chấn Porosity Inversion và minh giải đvlgk
Hình 4.3: Mơ hình độ rỗng trường hợp cơ sở
Hình 4.4 Phân bố độ thấm của từng vỉa
Hình 4.5 Kết quả khớp số liệu phân tích giếng DD-3P
Hình 4.6 Kết quả khớp số liệu phân tích giếng DD-7P
Hình 4.6 Đường cong thấm pha dầu-nước sử dụng trong mơ hình
Hình 4.7 Áp suất mao dẫn sử dụng trong mơ hình
HV: PHẠM TUẤN VIỆT
MS: 7140885
7
Đề tài: Phát triển mơ hình khai thác cho đối tượng đá chứa dầu nặng Mioxen giữa mỏ Đông Dương bể Cứu Long
Hình. 4.8 Phân bố độ bão hịa dầu trong mơ hình
Hình 4.9 Phân bố độ thấm trước và sau hiệu chỉnh
Hình 4.10 Kết quả phục hồi lịch sử khai thác giếng DD-3P
Hình 4.11 Kết quả phục hồi lịch sử khai thác giếng DD-2P
Hình 4.12 Kết quả phục hồi lịch sử khai thác giếng DD-6P
Hình 4.13 Kết quả phục hồi lịch sử khai thác giếng DD-4P
Hình 4.14 Kết quả phục hồi lịch sử khai thác giếng DD-7P
Hình 4.15 Kết quả chạy dự báo khai thác cho PA khai thác hiện tại
Hình 4.16 Kết quả chạy độ nhậy với các tần số ESP khác nhau
Hình 4.17 Kết quả giếng sử dụng Gaslift so sánh với ESP
Hình 4.18 Lựa chọn vị trí giếng khoan tầng BII.2.20
Hình 4.19 Lựa chọn vị trí giếng khoan tầng BII.2.30
Hình 4.20 Biểu đồ sản lương khai thác phương án 1,2,3,4
Hình 4.21 Biểu đồ sản lượng khai thác phương án 1,5, 6
Hình 2.22 Biểu đồ sản lượng khai thác phương án 1,7,8
Bảng 4.6 Đánh giá khả thi các phương án nâng cao thu hồi dầu
Hình 4.24 Đường độ nhớt thay đổi theo nhiệt độ
Hình 4.25 Mơ phỏng quá trình gia nhiệt trong vỉa
Hình 4.26 Kết quả chạy thử nghiệm với phương án bơm ép nước nóng/hơi nước
HV: PHẠM TUẤN VIỆT
MS: 7140885
8
Đề tài: Phát triển mơ hình khai thác cho đối tượng đá chứa dầu nặng Mioxen giữa mỏ Đông Dương bể Cứu Long
DANH MỤC BẢNG BIỂU
Bảng 1.1: Phân chia địa tầng mỏ Đông Dương
Bảng 1.2: Trữ lượng dầu tại chỗ (OIIP – dầu nặng – heavy oil) mỏ Đông Dương
Bảng 1.3: Số liệu PVT của vỉa Mioxen giữa mỏ Đông Dương
Bảng 1.4: Nhiệt độ - áp suất vỉa Mioxen giữa mỏ Đông Đô
Bảng 3.1 Thống kê số liệu khai thác các giếng, vỉa dầu nặng mỏ Đông Dương
Bảng 3.2 So sánh trữ lượng tại chỗ giữa các phương pháp
Bảng 4.1 Các thông số PVT của 2 tập vỉa dầu nặng
Bảng 4.2 Các thơng số xây dựng mơ hình ban đầu
Bảng 4.3 So sánh trữ lượng tại chỗ cấp 2P giữa mơ hình và PP thể tích
Bảng 4.4 Đánh giá mức độ phù hợp lịch sử của mơ hình
Bảng 4.5 Tổng hợp kết quả các phương án khoan đan dầy
HV: PHẠM TUẤN VIỆT
MS: 7140885
9
Đề tài: Phát triển mơ hình khai thác cho đối tượng đá chứa dầu nặng Mioxen giữa mỏ Đông Dương bể Cứu Long
MỞ ĐẦU
Tính cấp thiết của đề tài luận văn
Tầng chứa Middle Miocene tại mỏ Đông Dương là phát hiện dầu khí đầu tiên tại đối
tượng này trong bồn trũng Cửu Long. Với đặc tính chất lưu là dầu nặng, việc thu hồi
dầu sẽ gặp phải những khó khăn và thách thức như của những mỏ dầu nặng thông
thường, ngồi ra do quy mơ trữ lượng dầu tại chỗ của mỏ hạn chế nên việc phát triển
mỏ càng gặp nhiều khó khăn về mặt kinh tế. Nghiên cứu xác định giải pháp khai thác
hợp lý cho đối tượng là vấn đề có ý nghĩa vơ cùng quan trọng, sẽ giúp mỏ khai thác hợp
lý hơn và làm tăng hiệu quả của đề án. Bên cạnh một đó, một loạt các giếng khoan thăm
dò thẩm lượng cũng đã phát hiện đối tượng dầu nặng tương tự trong bể Cửu Long. Mặc
dù với trữ lượng các mỏ không lớn nhưng cũng là đối tượng sẽ tập trung đánh giá chi
tiết. Chính vì vậy, việc nghiên cứu các giải pháp và đề xuất các phương án khai thác tối
ưu cho mỏ này có ý nghĩa rất thực tiễn và là bài học kinh nghiệm cho các mỏ khác sẽ
được đưa vào phát triển.
Thơng thường mơ hình vỉa chứa được đánh giá trước khi phát triển mỏ cịn tồn tại
những thơng số chưa chắc chắn và ẩn chứa nhiều rủi ro. Kết quả các giếng khoan phát
triển và thông tin thu thập được về đặc tính đất đá và chất lưu cần phải cập nhật nhằm
giảm thiểu các vấn đề không chắc chắn từ đó phát triển mơ hình hợp lý và sát thực tế
hơn. Mơ phỏng mỏ có thể được coi là công cụ tiên tiến và đắc lực nhất hiện nay phục vụ
cho công tác quản lý và lên kế hoạch phát triển mỏ. Trên cơ sở xây dựng được mô hình
phản ánh được đúng những đặc trưng địa chất và động thái khai thác của mỏ, ta có thể
thử nghiệm và lựa chọn được các phương án phát triển hợp lý cho đối tượng khai thác.
Với các lý do trên, đề tài "Đặc trưng phát triển mơ hình mơ phỏng cho đối tượng đá
chứa dầu nặng mỏ Đông Dương bể Cửu Long" đã được lựa chọn làm luận văn tốt
nghiệp cao học. Đề tài sẽ xây dựng phương pháp tối ưu khai thác cho đối tượng dầu
nặng tầng Mioxen giữa mỏ Đông Dương, là đối tượng khai thác dầu nặng đầu tiên ở
Việt Nam
Mục tiêu/nhiệm vụ nghiên cứu
‒ Nghiên cứu đặc tính vỉa chứa và chất lưu của tầng chứa Miocene mỏ Đông Dương
nhằm đưa ra phương án khai thác tối ưu cho vỉa dầu nặng này.
HV: PHẠM TUẤN VIỆT
MS: 7140885
10
Đề tài: Phát triển mơ hình khai thác cho đối tượng đá chứa dầu nặng Mioxen giữa mỏ Đông Dương bể Cứu Long
‒ Để đạt được mục tiêu nêu trên cần giải quyết các nhiệm vụ sau:
Cập nhật thông số đầu vào của mơ hình vỉa dựa trên kết quả các giếng
khoan phát triển: độ rỗng, độ thấm, độ bão hịa, thơng số chất lưu...
Đánh giá và đề xuất các phương án khai thác dựa trên mơ hình mô phỏng
vỉa chứa cho tầng Mioxen giữa mỏ Đông Dương.
Phạm vi nghiên cứu:
Mỏ Đông Dương hiện đang khai thác 2 đối tượng chính là thân dầu đá móng và
Miocene giữa. Đối tượng đá chứa dầu nặng của mỏ là đối tượng cát kết Mioxen
giữa). Trong phạm vi nhiệm vụ này chỉ tập trung nghiên cứu cho thân dầu nặng tầng
chứa Mioxen giữa.
Phương pháp nghiên cứu
Dựa trên số liệu các giếng khoan thăm dò thẩm lượng và các giếng khoan phát triển
mỏ cũng như các báo cáo nghiên cứu, các số liệu về địa chất – công nghệ mỏ được
đánh giá/phân tích kết hợp việc tham khảo kinh nghiệm khai thác và phát triển mỏ dầu
nặng trong khu vực và trên thế giới. Các đánh giá này phục vụ cho việc cập nhật, phát
triển mơ hình mơ phỏng khai thác bằng phần mềm chuyên dùng Eclipse 100. Dựa trên
việc đánh giá động thái và tái lặp lịch sử khai thác từ khi cho dòng dầu đầu tiên thời
điểm cuối năm 2015 cho mơ hình, một số các phương án khai thác cho giai đoạn tiếp
theo đã được xem xét để đưa ra phương án tối ưu nhất nhằm giảm thiểu các rủi ro về
địa chất cũng nhưng cho kết quả dự báo tốt nhất. Bên cạnh đó, mơ hình cũng được so
sánh đánh giá bằng phương pháp đường cong suy giảm.
Ý nghĩa khoa học và thực tiễn
Hiện nay ở Việt nam nói chung và bể Cửu Long nói riêng chưa có mỏ nào khai thác
đối tượng dầu nặng trước khi mỏ Đơng Dương đưa vào khai thác. Mặc dù có nhiều
phương pháp gia tăng/nâng cao thu hồi dầu đã và đang áp dụng cho các mỏ truyền
thống nhưng đối tượng dầu nặng ở bể Cửu Long vẫn còn là thách thức cho các nhà
đầu tư muốn khai thác đối tượng này. Vì vây, mơ hình hóa vỉa dầu nặng và đưa ra các
phương án tối ưu khai thác cho các đối tượng dầu nặng bể Cửu Long là một là một
hướng cần tập trung nghiên cứu trong giai đoạn này.
HV: PHẠM TUẤN VIỆT
MS: 7140885
11
Đề tài: Phát triển mơ hình khai thác cho đối tượng đá chứa dầu nặng Mioxen giữa mỏ Đông Dương bể Cứu Long
CHƯƠNG 1
TỔNG QUAN VỀ ĐỊA CHẤT - CÔNG NGHỆ MỎ CỦA KHU VỰC
NGHIÊN CỨU TẦNG CHỨA MIOXEN GIỮA MỎ ĐƠNG DƯƠNG
I.
Lịch sử thăm dị, khai thác và phát triển mỏ Đơng Dương
1) Vị trí và diện tích phát triển
Mỏ Đơng Dương nằm ở phía Tây Bắc lơ 02/97 thuộc bồn trũng Cửu Long, thềm lục
địa phía Nam Việt Nam, cách thành phố Vũng Tàu khoảng 160 km về phía Đơng. Chiều
sâu mực nước biển khoảng từ 40m đến 70m, diện tích ban đầu là 11.900 km2 (hình 1.1)
Đơng Dương
Hình 1.1: Vị trí mỏ Đơng Dương
2) Lịch sử tìm kiếm thăm dị và phát triển của mỏ Đơng Dương
Năm 2007, giếng khoan thăm dò DD-1X đầu tiên phát hiện dầu khí đối tượng
Mioxen giữa mỏ Đơng Dương. 3 DST được thử cho đối tướng đá móng; tập BI.2.30; và
BII.1.10. Chỉ có DST#3 thành cơng với lưu lượng dầu được 2052 thùng/ngày với tính
chất dầu là 29oAPI và thử kết hợp đối tượng BII.2.20 và BII.2.30 với lưu lượng tổng là
2428 thùng/ngày. Năm 2008, giếng khoan thăm dò thứ 2 DD-2X của mỏ phát hiện dầu
HV: PHẠM TUẤN VIỆT
12
Đề tài: Phát triển mơ hình khai thác cho đối tượng đá chứa dầu nặng Mioxen giữa mỏ Đông Dương bể Cứu Long
cho đối tượng Mioxxen giữa. Kết quả thử 3 DST chỉ thu hồi được dầu trên bề mặt cho 3
tập vỉa BI.2.30; BII.2.30; BII.2.20. Năm 2010, giếng khoan thăm dị thứ 3 DD-3X phát
hiện dầu trong đá móng trước đệ tam. 2 DST được thử cho đối tượng đá móng và tập
vỉa BII.2.20 với lưu lượng dầu lần lượt là 719 thùng/ngày và 540 thùng/ngày. Tính chất
dầu cho dầu đá móng là 33oAPI và 21oAPI cho tập vỉa BII.2.20.
Mỏ Đông Dương là mỏ đầu tiên ở bể Cửu Long phát hiện dầu nặng trong đối tượng
Mioxen giữa, phát hiện này giúp định hướng cho các cấu tạo liền kề hoặc có thể có dầu
trong đối tượng Mioxen giữa có tính chất dầu tương tự. Thời kỳ phát triển mỏ được bắt
đầu năm 2009 sau khi NĐH đệ trình báo cáo phát triển mỏ đại cương cụm mỏ Đông
Dương cùng với cấu tạo mỏ Tây Long. Năm 2010, NĐH cập nhật báo cáo trữ lượng dầu
tại chỗ cụm mỏ Đông Dương và Tây Long. Tiếp theo các năm 2011-2012 NĐH đệ trình
báo cáo phát triển mỏ tổng thể cho cụm mỏ Đông Dương và Tây Long. 2 giàn đầu giếng
được lắp đặt trên 2 cấu tạo. Tháng 6 và tháng 7 là chào đón dịng dầu đầu tiên cho cụm
mỏ Đông Dương và Tây Long.
II.
Các đặc trưng địa chất và công nghệ mỏ của đối tượng Middle Miocene mỏ
Đông Dương
1. Đặc điểm cấu trúc và địa chất mỏ Đông Dương
a. Đặc điểm cấu trúc
Mỏ Đơng Dương nằm ở phía Tây Bắc lô 02/97 thuộc phần Đông Bắc bồn trũng Cửu
Long. Bồn trũng Cửu Long nằm dọc theo bờ biển phía Đơng Nam của Việt Nam thuộc
loại bể tách giãn vào thời gian sớm của Đệ Tam bao gồm trầm tích trong giai đoạn tách
giãn lún chìm tuổi Oligoxen – Mioxen sớm và trầm tích thềm lục địa tuổi Mioxen sớm –
Pleixtoxen của vùng mép bờ thụ động tựa kề lên móng tuổi Mezozoi muộn.
Dựa trên kết quả minh giải tài liệu địa chấn PSDM, 7 tầng phản xạ địa chấn đã được
minh giải và vẽ bản đồ gồm: Nóc móng trước Đệ Tam, Nóc Trà Tân dưới (tập E) –
Oligoxen sớm, Nóc Trà Tân giữa (tập D) – Oligoxen muộn, Nóc Bạch Hổ dưới (Tập
BI.1) – Mioxen sớm, Nóc Bạch Hổ trên (tập BI.2) – Mioxen sớm, Nóc Cơn Sơn dưới
(tập BII.1) – Mioxen giữa, Nóc Cơn Sơn trên (tập BII.2) – Mioxen giữa.
HV: PHẠM TUẤN VIỆT
MS: 7140885
13
Đề tài: Phát triển mơ hình khai thác cho đối tượng đá chứa dầu nặng Mioxen giữa mỏ Đông Dương bể Cứu Long
Đặc điểm cấu trúc chính của mỏ Đơng Dương là có hướng Đơng Bắc- Tây Nam.
Phần lớn các đứt gẫy hoạt động trong thời gian trước Đệ Tam, một số đứt gẫy hoạt động
trong thời gian Mioxen sớm và có hướng Đơng Bắc – Tây Nam với đặc trưng chủ yếu là
đứt gẫy đồng trầm tích. Hầu hết các đứt gãy kết thúc ở Mioxen dưới, một số kéo dài qua
tập sét Bạch Hổ đến Mioxen giữa và nhiều đứt gãy kết thúc trong tập sét của tầng D
(Oligoxen trên). Một số đứt gẫy với biên độ dịch chuyển nhỏ có hướng Đơng – Tây và
Tây Bắc – Đông Nam.
Đá sinh trong khu vực Lô 01/97 & 02/97 là các tập sét trong các tầng C, D, E, đặc
biệt là tập sét môi trường đầm hồ tuổi Oligoxen được đánh giá rất cao. Theo kết quả
phân tích địa hóa các giếng khoan khu vực Lơ cho thấy tập sét Oligoxen có thành phần
sét màu vàng đen, nâu đen, nâu xám chiếm từ 20-95% , rất giàu hàm lượng hữu cơ và
tiềm năng HC rất tốt với Kerogen loại I và II là chủ yếu (TOC = 0,07-14,07%, S2=
0,69-112,70Kg/T, S1+S2 = 0,59-116,26Kg/T, HI= 207,93-801,00mg/g, PI=0,03-0,71)
Đặc điểm bẫy chứa của mỏ Đơng Dương la dạng khép kín 4 chiều và khép kín vào
đứt gãy 4 chiều phủ lên khối móng nâng cao có hướng Đơng Bắc – Tây Nam. (Hình 1.2
– 1.4)
Hình 1.2 Các loại bẫy trong khu vực cua Lô
HV: PHẠM TUẤN VIỆT
14
Đề tài: Phát triển mơ hình khai thác cho đối tượng đá chứa dầu nặng Mioxen giữa mỏ Đông Dương bể Cứu Long
Hình 1.3: Mặt cắt địa chấn qua mỏ Đơng Dương
Hình 1.4: Mặt cắt địa chất qua khu vực phía Nam và Bắc
Đá chắn khu vực trong khu vực lô 01&02/97 bao gồm sét tập D và sét Bạch Hổ.
Đóng vai trị chắn quan trọng quyết định cho móng là sét tầng D và /hoặc sét tầng E,
HV: PHẠM TUẤN VIỆT
15
Đề tài: Phát triển mơ hình khai thác cho đối tượng đá chứa dầu nặng Mioxen giữa mỏ Đông Dương bể Cứu Long
các tập này nằm phủ trực tiếp lên móng, có thành phần chủ yếu là sét giàu vật chất
hữu cơ màu đen nâu, xen lẫn lớp mỏng cát kết và bột kết. Tập D, có chiều dày lớn từ
200-1200m, có diện phân bố mở rộng tại khu vực phía Tây Lơ, thu hẹp lại ở phía
Bắc Đơng Bắc Lơ, và vắng mặt ở phía Đơng Lơ - đới nâng Cơn Sơn. Sét Bạch Hổ có
vai trị chắn tốt cho các vỉa tầng Miocen dưới. Trong phần thấp hơn của tập BI, C, và
E, khả năng chắn cho các cấu tạo có thể yếu hơn, do lớp sét mỏng hơn và nhiều cát
hơn, do đó, có thể gặp rủi ro về chắn. Các tầng sét xen kẹp trong tập BII (Miocen
trung) cũng đóng vai trị chắn quan trọng cho các vỉa chứa cùng tuổi trong vùng và
đây là nhân tố mới cần hết sức quan tâm nghiên cứu.
b. Địa tầng trầm tích mỏ Đơng Dương
Nhìn chung địa tầng và mơi trường lắng đọng trầm tích của mỏ Đơng Dương phù
hợp với địa tầng của bể Cửu Long. Địa tầng của mỏ Đông Dương bao gồm Plioxen
đến hiện tại (Thành hệ Biển Đông, Tập A), Mioxen trên (Thành hệ Đồng Nai, Tập
BIII), Mioxen giữa (Thành hệ Côn Sơn trên-dưới, Tập BII.2 và BII.1), Mioxen dưới
(Thành hệ Bạch Hổ trên- dưới, Tập BI.2 và BI.1), Oligoxen trên (Thành hệ Trà Tân
trên-giữa, Tập C và D), Oligoxen dưới (Thành hệ Trà Tân dưới, Tập E) và móng
trước Đệ Tam (Hình 1.5 và Bảng 1.1). Mỏ Đơng Dương có các đới chứa dầu là cát
kết của thành hệ Đồng Nai (Vỉa BIII Sand), thành hệ Côn Sơn trên (Vỉa BII.2.20,
BII.2.30), thành hệ Côn Sơn dưới (Vỉa BII.1.10), thành hệ Bạch Hổ trên (Vỉa
BI.2.30) và móng trước Đệ Tam.
‒ Đá chứa Mioxen giữa-trên, thành hệ Côn Sơn - Đồng Nai (Tập BIII, BII.2 và
BII.1) là cát kết trầm tích trong mơi trường biển nơng ven bờ, vịnh có ảnh
hưởng của nước biển, sơng. Các thân cát dày và từng phần là cát lấp đầy lịng
sơng cổ có dạng hạt mịn dần về phía nóc của vỉa.
‒ Đá chứa Mioxen dưới thành hệ Bạch Hổ (Tập BI.2 và BI.1) là cát kết trầm tích
trong mơi trường sơng. Các thân cát mỏng và khó xác định đặc trưng của vỉa
chứa bởi nhiều vỉa dưới mức độ phân giải theo chiều thẳng đứng của tài liệu
địa vật lý giếng khoan.
‒ Đá chứa Oligoxen dưới thành hệ Trà Tân dưới (Tập E) là cát kết trầm tích
trong mơi trường hồ, sơng-bồi tích. Các thân cát dày hơn của thành hệ BH.
HV: PHẠM TUẤN VIỆT
MS: 7140885
16
Đề tài: Phát triển mơ hình khai thác cho đối tượng đá chứa dầu nặng Mioxen giữa mỏ Đông Dương bể Cứu Long
‒ Đá chứa móng trước Đệ Tam bao gồm Granít, Granơđiơrít bị phong hóa
và biến đổi ở các mức độ khác nhau. Granittoit bị phong hóa có tiềm năng
chứa kém bởi vì hàm lượng khống vật sét lớn lấp đầy trong các hệ thống
nứt nẻ. Đá chứa chính là móng nứt nẻ với các hệ thống độ rỗng và thấm
phụ thuộc vào mật độ, sự phân bố, độ mở của nứt nẻ và các yếu tố của hệ
thống kiến tạo.Trên mẫu lát mỏng chỉ quan sát thấy số ít độ rỗng thứ sinh
và vi khe nứt, tuy nhiên phần lớn đã bị lấp đầy bởi canxít hoặc laumơlít,
bởi vậy độ rỗng thứ sinh và độ rỗng vi khe nứt là rất kém. Chất lượng của
đá chứa chủ yếu phụ thuộc vào mức đô nứt nẻ và độ mở của khe nứt.
Bảng 1.1: Phân chia địa tầng mỏ Đông Dương
HV: PHẠM TUẤN VIỆT
17
Đề tài: Phát triển mơ hình khai thác cho đối tượng đá chứa dầu nặng Mioxen giữa mỏ Đông Dương bể Cứu Long
Hình 1.5: Cột địa tầng của mỏ Đơng Dương
2. Trữ lượng dầu tại chỗ mỏ Đông Dương
Dầu được chứa trong cát kết trầm tích trong mơi trường biển ven bờ, sông dạng
xếp chồng theo chiều thẳng đứng bao gồm Mioxen trên (Thành hệ Đồng Nai, Vỉa
BIII Sand), Mioxen giữa (Thành hệ Côn Sơn trên, Vỉa BII.2.20 và BII.2.30), Mioxen
giữa (Thành hệ Côn Sơn dưới, Vỉa BII.1.10), Mioxen dưới (Thành hệ Bạch Hổ trên,
Vỉa BI.2.30), và móng trước Đệ Tam với khép kín 4 chiều và khép kín đứt gẫy 4
chiều.
HV: PHẠM TUẤN VIỆT
18
Đề tài: Phát triển mơ hình khai thác cho đối tượng đá chứa dầu nặng Mioxen giữa mỏ Đông Dương bể Cứu Long
Gradient của dầu cho đá chứa Mioxen trong việc minh giải áp suất vỉa
(MDT/RCI) được dựa trên tài liệu áp suất và mẫu chất lưu thử vỉa (PVT)
(0.360psi/ft cho vỉa chứa dầu BII.1.10; 0.370 psi/ft cho vỉa chứa dầu BII.2.30,
BII.2.20 và BIII Sand). Gradient của nước là 0.434 psi/ft.
Trữ lượng dầu tại chỗ sau khi cập nhật các giếng khoan phát triển kết hợp với các
giếng khoan thăm dị cho đối tượng dầu nặng đang khai thác chính tập vỉa BII.2.20
và BII.2.30 được thể hiện trên bảng 1.2
Bảng 1.2: Trữ lượng dầu tại chỗ (OIIP – dầu nặng – heavy oil) mỏ Đông Dương
Vỉa chứa
dầu
Khoảng
chiều sâu
(mSS)
Cấp trữ lượng
Trữ lượng dầu tại chỗ
OIIP (triệu thùng)
P90
P50
P10
BIII Sand
1213 - 1242
Có khả năng (P2)
8,7
9,7
10,8
BII.2.20
1368 - 1415
Xác minh (P1)
43,6
51,7
60,6
1415 - 1425
Có khả năng (P2)
42,4
49,2
56,7
BII.2.30
1475 - 1542
Có khả năng (P2)
20,8
23,9
27,4
BI.2.30
1771 - 1819
Xác minh (P1)
6,7
7,5
8,4
Xác minh (P1)
43,6
51,7
60,0
Có khả năng (P2)
78,6
90,3
103,3
Xác minh (1P = P1)
43,6
51,7
60,6
Xác minh + Có khả năng
122,2
142,0
163,9
Tổng
(2P = P1 + P2)
3. Tính chất vỉa chứa.
3.1. Tính chất đá chứa
Mẫu lõi được lấy từ giếng DD-2X và DD-3X cho vỉa Mioxen giữa (Vỉa BII.1.10
vàBII.2.20). Kết quả phân tích mẫu lõi đã được thực hiện bởi phịng thí nghiệm và
được thể hiện trong hình 1.7. Các phân tích mẫu lõi đặc biệt (SCAL) được mơ tả
trong phần mối tương quan giữa đá chứa và chất lưu. Độ nén của đá là 6.04E-06 và
2.89E-06 v/v /psi cho các tập vỉa BII.2.30 và BII.2.20 được sử dụng cho mơ hình
mơ phỏng vỉa như trong hình 1.6.
HV: PHẠM TUẤN VIỆT
MS: 7140885
19
Đề tài: Phát triển mơ hình khai thác cho đối tượng đá chứa dầu nặng Mioxen giữa mỏ Đông Dương bể Cứu Long
Hình 1.6 Độ nén của đá chứa giếng Dương Đông -3X
Độ thấm tuyệt đối trên mẫu lõi của giếng DD-2X và DD-3X biến thiên từ 10 đến
4000 mD. Hầu hết các mẫu cát kết có độ thấm từ vài trăm mD đến vài Darcy. Nhìn
chung chất lượng vỉa chứa này khá tốt, có độ thấm rỗng cao. Chất lượng vỉa chứa
chủ yếu bị kiểm sốt bởi kích thước của các hạt và sự phân bố của các đá phiến sét,
do đó độ thấm phụ thuộc vào sự biến đổi trong kích thước hạt và hàm lượng sét. Các
giá trị độ thấm sau đây sẽ được dùng để hiệu chỉnh giá trị minh giải từ tài liệu địa vật
lý giếng khoan:
‒ Giá trị độ thấm (kh) đo được từ mẫu RCI và MDT.
‒ Giá trị độ thấm (kh) tính từ quá trình minh giải thử vỉa của giếng DD-1X
và DD-3X.
Giá trị độ thấm kh tính từ log và từ minh giải thử vỉa B II.2.20 và BII.1.10 là gần
như nhau. Quan hệ rỗng thấm được thể hiện trên Hình 6.
Phương trình quan hệ rỗng thấm sử dụng tính tốn trong mơ hình được tính theo
cơng thức K = 8E-9*Phie^8.0214 theo tài liệu mẫu lõi với hệ số hồi quy khá tốt
0.9143
HV: PHẠM TUẤN VIỆT
20
Đề tài: Phát triển mơ hình khai thác cho đối tượng đá chứa dầu nặng Mioxen giữa mỏ Đông Dương bể Cứu Long
10000
y = 8E-09x8.0214
R² = 0.9143
1000
100
10
1
Permeability (mD)
0.1
0.01
0.001
Series2
Power (Series2)
0.0001
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
Porosity (%)
Hình 1.7: Quan hệ độ rỗng – độ thấm vỉa Mioxen dưới mỏ Đơng Đơ
3.2. Tính chất chất lưu.
Tính chất chất lưu của tập vỉa móng được lấy mẫu PVT và phân tích từ các giếng
khoan DD-1X và DD-3X cho Mioxen giữa vỉa BII.1.10 và BII.2.20 tương ứng.
Thông số PVT được tóm tắt trong Bảng 1.3.
Bảng 1.3: Số liệu PVT của vỉa Mioxen giữa mỏ Đơng Dương
Các tính chất
DD-1X
DD-3X
DST#3 (BII.1.10)
DST#2 (BII.2.20)
Mẫu đáy giếng
Mẫu đáy giếng
Tỷ trọng (API@60oF)
28,4
20,4
Áp suất điểm bọt khí (psig)
575
78
Tỷ số khí hịa tan (bộ khối khí/ thùng dầu)
75
10
Hệ số thể tích dầu (FVF) bbl/stb
1,11
1,03
Độ nhớt tại áp suất điểm bọt khí (cp)
2,77
21,50
Loại mẫu
HV: PHẠM TUẤN VIỆT
21
