- Giá trị độ bão hòa nước Sw là thông số đầu vào cho mô hình động và mô hình tĩnh, từ đó tính trữ lượng tại chỗ của cấu tạo để đưa ra mô hình khai thác, dự báo sản lượng khai thác cho mỏ.. - Công thức Archie hay mô hình tính độ bão hòa nước Archie [1] dựa vào mối quan hệ giữa đường cong điện trở suất nước vỉa, điện trở suất thực và độ rỗng thành hệ. - Tuy nhiên, đây là mô hình cát sạch, không đề cập tới sự hiện diện của sét. - Các cation cũng là một kênh dẫn điện, góp phần làm giảm điện trở. - suất thực, ảnh hưởng tới kết quả của độ bão hòa nước, hay chính xác hơn là làm tăng giá trị độ bão hòa nước và làm mất đi vỉa sản phẩm. - Hiểu rõ ảnh hưởng của sét lên độ dẫn điện hay điện trở suất của đất đá [2], các mô hình tính độ bão hòa nước dựa trên công thức Archie lần lượt ra đời để hiệu chỉnh ảnh hưởng của sét như công thức Simandoux, Waxman-Smith (Waxman và Smith, 1968), Indonesia (Poupon và Leveaux 1971), Dual-water [3], Schlumberger (Schlumberger, 1989).. - Tuy nhiên, điện trở suất thực tế các vỉa chứa dầu khí ở các giếng khoan chủ yếu rất thấp, chỉ khoảng từ 1 - 5 Ohm.m. - Như vậy, sự hiện diện của sét ở các vỉa chứa có thể là nguyên nhân gây ra điện trở suất. - TỐI ƯU MÔ HÌNH TÍNH ĐỘ BÃO HÒA NƯỚC CHO TẦNG CHỨA MIOCENE, KHU VỰC ĐÔNG BẮC BỂ CỬU LONG, VIỆT NAM. - Độ bão hòa nước (S w ) là thông số vỉa quan trọng cần xác định để xây dựng mô hình địa chất, mô hình khai thác và tính toán trữ lượng.. - Một số mô hình xác định thông số S w cho kết quả không phù hợp hoặc khác biệt rất lớn so với thông số S wi xác định từ mẫu lõi. - Mục tiêu của nghiên cứu nhằm xác định mô hình tính toán độ bão hòa nước tối ưu nhất cho các vỉa chứa tầng Miocene phía Đông Bắc bể trầm tích Cửu Long, Việt Nam. - Các tài liệu giếng khoan được sử dụng cho các mô hình gồm tài liệu địa vật lý giếng khoan (wireline logging) được kết hợp với tài liệu địa chất, mẫu lõi để hiệu chỉnh kết quả tính hàm lượng sét, độ rỗng và cuối cùng là độ bão hòa nước áp dụng cho cùng các thông số đầu vào liên quan như mật độ xương đá, mật độ dung dịch khoan, điện trở vỉa sét, điện trở dung dịch… cho các mô hình.. - Như vậy, độ dẫn điện hay điện trở suất sẽ được đóng góp chủ yếu bởi 2 thành phần là điện trở suất của nước vỉa (R w ) và điện trở suất của nước trên bề mặt sét (R wb. - Kết quả tính toán độ bão hòa nước tại tầng Miocene cho thấy độ bão hòa nước tính bằng mô hình Dual-water có giá trị tiệm cận nhất với giá trị độ bão hòa nước ban đầu trong vỉa (S wi ) so với kết quả của các mô hình Simandoux, Indonesia và mô hình Archie. - Từ cách tiếp cận trên, kết quả của nghiên cứu này có thể áp dụng cho minh giải tầng chứa Miocene ở phía Đông Bắc bể Cửu Long, Việt Nam.. - Từ khóa: Độ bão hòa nước, mô hình Dual-water, mô hình Simandoux, mô hình Indonesia, Miocene, bể Cửu Long.. - thấp, ảnh hưởng trực tiếp lên kết quả tính độ bão hòa nước tại các vỉa chứa sản phẩm trong Miocene.. - Với việc so sánh kết quả độ bão hòa nước từ nghiên cứu mẫu lõi và tính toán từ các mô hình tính độ bão hòa nước để chọn ra mô hình tối ưu nhất cho các tập chứa trong Miocene phía Đông Bắc bể Cửu Long. - Qua nghiên cứu này cho thấy kết quả tính toán độ bão hòa nước bằng mô hình Dual-water có ít sai số nhất so với kết quả của mẫu lõi.. - Các mô hình tính độ bão hòa nước 2.1. - Mô hình cát sạch (Clean sand formation). - Archie [1] thực hiện nghiên cứu thực nghiệm với một số lượng lớn mẫu lõi (core) bão hòa nước được lấy từ nhiều thành hệ cát sạch khác nhau tại Gulf Coast. - Độ rỗng của mẫu lõi thay đổi từ 10 - 40%. - với độ khoáng hóa từ 20 - 100 kppm, sau đó ông xây dựng mối quan hệ giữa độ rỗng và độ khoáng hóa với đá bão hòa nước 100% như sau:. - R o : Điện trở suất đất đá bão hòa 100% nước (Ohm.m);. - R w : Điện trở suất nước vỉa (Ohm.m);. - Archie dẫn chứng một số nghiên cứu của Martin, Jakosky, Wyckoff và Leverett về sự thay đổi của điện trở do sự thay đổi của tỷ lệ nước trong vỉa. - Sau khi quan sát sự thay đổi của điện trở do sự thay đổi của tỷ phần nước trong mẫu lõi, Archie biểu diễn mối quan hệ giữa độ tỷ phần nước S w và điện trở trên đồ thị Logarit. - Công thức tính độ bão hòa nước được biểu diễn như sau:. - n: Hệ số mũ bão hòa nước;. - R t : Điện trở suất thực của vỉa (Ohm.m);. - S w : Độ bão hòa nước vỉa.. - Một số mô hình hiệu chỉnh ảnh hưởng của sét Trên thực tế, các vỉa chứa dầu khí bắt gặp trong. - C o : Độ dẫn đất đá bão hòa 100% nước, (Ohm.m -1. - CEC là một thông số được sử dụng cho mô hình Waxman-Smith và Dual-water. - Thông số CEC không thể xác định trực tiếp bằng các đường cong địa vật lý giếng khoan mà phải đo trực tiếp trên mẫu lõi. - diện của 2 loại nước này ảnh hưởng tới điện trở suất của thành hệ.. - Theo mô hình trên độ rỗng hiệu dụng cho sét là:. - S wb : Độ bão hòa nước bao.. - Kết hợp công thức (5) và (6) khi đó độ bão hòa nước bao là:. - Mô hình trao đổi ion trên bề mặt sét [3].. - Mô hình biểu diễn thành phần đất đá.. - (g/cc) Thành phần. - Các mô hình khác như mô hình Dual-water, Siman- doux, Indonesia và Simandoux hiệu chỉnh được áp dụng để loại trừ ảnh hưởng của sét thông qua hiệu chỉnh ảnh hưởng của điện trở suất vỉa sét R sh. - Mô hình Dual-water. - Mô hình đề xuất độ dẫn diện do 2 loại nước có trong không gian rỗng của thành hệ, là loại nước trên bề mặt sét và loại nước tự do (Hình 2). - Mô hình đã chỉ ra hàm lượng nước liên kết liên quan trực tiếp tới hàm lượng sét trong thành hệ, nghĩa là nếu chỉ số sét tăng thì hàm lượng nước liên kết cũng sẽ tăng.. - Công thức mô hình Dual-water [3] biểu diễn như sau:. - Q v là giá trị không được xác định trực tiếp từ các đường điện trở mà chỉ được xác định dựa vào nghiên cứu mẫu lõi để tìm giá trị m*. - Giá trị CEC trong tầng chứa Mio- cene phía Đông Bắc bể Cửu Long đã được đo qua kết quả nghiên cứu một số mẫu lõi. - Bài báo này đã sử dụng tài liệu các giếng khoan khu vực lân cận để thấy rõ giá trị m* đặc trưng cho tầng chứa Miocene, từ đó có thể xác định điện trở suất của nước bao, R wb. - Mô hình Simandoux. - Mô hình Simandoux [2] dựa vào nghiên cứu thực nghiệm “hỗn hợp đồng nhất của cát có độ chọn lọc tốt và sét với tỷ lệ khác nhau”. - Mục tiêu là nghiên cứu ảnh hưởng về thể tích khi giảm hàm lượng sét đến độ dẫn của xương đá và độ bão hòa nước trong vỉa.. - Công thức mô hình Simandoux được biểu diễn như sau:. - Mô hình Simandoux cũng được cho là không tốt khi độ rỗng nhỏ hơn 20%. - Từ công thức (19), mức độ hiệu chỉnh do ảnh hưởng của sét lên mô hình Simandoux rất lớn, ảnh hưởng tới kết quả của mô hình tính.. - Mô hình Simandoux hiệu chỉnh (Modified Simandoux) Những vấn đề gặp phải trong mô hình Simandoux là chưa loại trừ ảnh hưởng của tỷ phần sét trong thành phần cát. - Mô hình này do Schlumberger hiệu chỉnh dựa trên công thức (19) bằng cách thêm hiệu số 1 - V sh nhằm loại trừ ảnh hưởng của sét có trong thành phần cát.. - Công thức mô hình Simandoux hiệu chỉnh được biểu diễn như sau:. - Công thức (20) của Schlumberger đã giải quyết vấn đề tranh cãi của mô hình Simandoux. - Mô hình Indonesia. - Mô hình được đề xuất bởi Poupon và Leveaux (1971) để hiệu chỉnh thành phần sét trong thành hệ chứa nước ngọt, đây là một dạng vỉa chứa rất điển hình ở Indonesia.. - Như vậy rõ ràng là mô hình này không phải được xây dựng trên thành hệ giống như thành hệ Miocene bể Cửu Long, Việt Nam. - Tuy nhiên, phương pháp này cải tiến các hạn chế của mô hình Archie do đã hiệu chỉnh ảnh hưởng của R sh. - Công thức mô hình Indonesia được biểu diễn như sau:. - Xác định độ bão hòa nước dư S wi trong phòng thí nghiệm Độ bão hòa nước dư là lượng nước không thoát ra khỏi thành hệ cũng như không di chuyển trong độ rỗng hiệu dụng của đất đá. - Độ bão hòa nước dư được xác định bằng cách: (i) đo trong phòng thí. - nghiệm từ mẫu lõi hoặc dùng (ii) phương pháp cộng hưởng từ hạt nhân (NMR/CMR) [9]. - Trong bài báo này, nhóm tác giả chỉ đề cập đến xác định độ bão hòa nước dư bằng phương pháp đĩa bán thấm (po- rous plate). - Phương pháp này xây dựng mối quan hệ giữa áp suất mao dẫn và độ bão hòa nước bằng cách đặt mẫu lõi đã bão hòa dung dịch NaCl lên đĩa bán thấm, sau đó nén áp suất P a lên phía phần đỉnh của mẫu, nước chứa trong không gian lỗ rỗng của mẫu sẽ thoát ra ngoài (Hình 4). - Khi đạt được sự ổn định, áp suất khí nén P a được bỏ, mẫu lõi sẽ được cân lại và xác định độ bão hòa nước ứng với áp suất mao dẫn P c . - Sau đó mẫu tiếp tục được thực hiện các thao tác trên với các áp suất cao hơn để xây dựng mối quan hệ giữa độ bão hòa nước và áp suất mao dẫn.. - Bảng 2 thể hiện kết quả xác định độ bão hòa nước trong phòng thí nghiệm với dung dịch NaCl có độ khoáng hóa 50 g/l ở nhiệt độ 30 o C.. - So sánh kết quả tính độ bão hòa nước cho tầng chứa Miocene, khu vực Đông Bắc bể Cửu Long. - Một trong những thông số quan trọng để tính toán trữ lượng dầu khí là độ bão hòa nước đối với tầng chứa Miocene.. - Độ bão hòa nước với các áp suất mao dẫn khác nhau.. - Mô hình khoang đo áp suất mao dẫn và độ bão hòa nước [9].. - Mẫu Độ sâu Độ bão hòa nước (S w ) ở các áp suất mao dẫn (P c ) khác nhau (psi). - Kết quả độ bão hòa nước trong phòng thí nghiệm Đá bão hòa. - Mẫu lõi. - Nhóm tác giả đã áp dụng 5 mô hình tính độ bão hòa nước vỉa (mô hình Archie, Simandoux, Simandoux hiệu chỉnh, Indonesia và Dual- water) cho tầng chứa Miocene khu vực Đông Bắc của bể Cửu Long.. - Sau khi có được kết quả tính giá trị độ bão hòa nước theo các mô hình, nhóm tác giả so sánh độ bão hòa nước với độ bão hòa nước. - dư S wi được xác định từ mẫu lõi (bởi trong vỉa chứa dầu, chính giá trị S wi phản ánh giá trị của độ bão hòa nước). - Các thông số đặc tính vỉa để tính độ bão hòa nước cho các mô hình dựa vào Bảng 4.. - Từ kết quả tính toán, cho thấy giá trị độ bão hòa nước theo mô hình Dual-water tiệm cận nhất với giá trị S wi tính từ thực nghiệm mẫu lõi. - Trong khi đó, độ bão hòa tính bằng mô hình Archie có giá trị cao nhất, tiếp theo là độ bão hòa tính bằng mô hình Indonesia, Simandoux và mô hình Simandoux hiệu chỉnh (Hình 6, Bảng 5) giá trị CEC của mẫu lõi.. - Kết quả tính độ bão hòa nước cho thấy sai số của mô hình Archie là rất lớn, từ 90% trở lên, trong khi đó mô hình Dual-water thấp nhất với sai số từ 5 - 20%. - Có thể hiểu rằng mô hình Archie dựa trên thực nghiệm của các mẫu cát sạch mà chưa tính tới sự ảnh hưởng của sét lên điện trở. - Mô hình Indonesia là mô hình được xây dựng ở vùng mỏ nước ngọt có độ khoáng hóa rất thấp, do đó với khu vực nước vỉa có độ khoáng hóa cao từ 28 - 36 kppm như ở tầng Miocene phía Đông Bắc bể Cửu Long chưa phù hợp.. - Trong khi đó do chưa đánh giá đúng thực tế là các loại sét khác nhau thì có độ dẫn điện khác nhau, Simandoux đã thực nghiệm xây dựng mối quan hệ giữa độ bão hòa nước và điện trở dựa trên trộn lẫn 1 loại sét montmoriolite và cát sạch. - Mô hình Simandoux hiệu chỉnh do Schlum- berger phát triển chỉ dựa trên việc hiệu chỉnh các thiết bị của Schlumberger mà chưa có lý thuyết về thực nghiệm.. - Tính độ bão hòa nước bằng mô hình Dual- water cho kết quả tiệm cận với kết quả thực nghiệm bằng mẫu lõi nhất, tuy nhiên rất khó khăn để xác định CEC bởi giá trị này phải đo bằng mẫu lõi. - So sánh kết quả S w của các mô hình với độ bão hòa S wi của mẫu lõi.. - Các thông số tính độ bão hòa nước Bảng 3. - So sánh S w của các mô hình với độ bão hòa S wi của mẫu lõi S wi. - mẫu lõi (dec). - Pickett và từ đó xác định giá trị R wb . - Với cách làm này, R wb xác định từ biểu đồ Pickett tương đương với giá trị R wb tính từ giá trị CEC của mẫu lõi.
Xem thử không khả dụng, vui lòng xem tại trang nguồn hoặc xem
Tóm tắt