Bài giảng Địa chất dầu khí - Chương 10: Phương pháp tìm kiếm và đánh giá dầu khí

Chương 10: Phương pháp tìm kiếm và đánh giá dầu khí 10.1 Những mạo hiểm trong kỉ thuật và trong kinh tế trong công tác thăm dò dầu khí 10.2 Những yếu tố và mục tiêu thăm dò 10.3 Những giai đoạn thăm dò trong một bồn dầu khí 10.4 Phương pháp tìm kiếm và thăm dò 10.1 Những mạo hiểm trong kỉ thuật và trong kinh tế trong công tác tìm kiếm dầu khí Có những mạo hiểm trong kỉ thuật và kinh tế liên quan đến công tác tìm kiếm như khả năng phục hồi dầu và chất lượng của dầu và khí Dầu tại chổ ít hơn 60% đôi khi là 10% và 70% đến 90% của khí tại chổ đã được chứng minh về mặt kinh tế là có khả năng phục hồi bởi công nghệ hiện đại 10.1 Những mạo hiểm trong kỉ thuật và trong kinh tế trong công tác tìm kiếm dầu khí (tt) những phương pháp địa chất phải chính xác để tối ưu hóa khả năng phục hồi này. Hơn nữa, trong nhiều bồn dầu khí, có vài bẩy dầu quá nhỏ hay đá chứa có chất lượng nghèo vì thế việc khai thác không hoàn lại được chi phí khoang và sản phẩm Những nhà đánh giá cần dự tính là sản phẩm là dầu hay khí , bởi vì trong khu vực xa, những khó khăn phát sinh và điều chỉnh giác của khí tự nhiên là điều cấm 10.1 Những mạo hiểm trong kỉ thuật và trong kinh tế trong công tác tìm kiếm dầu khí (tt) Tương tự, việc dự tính thành phần hóa của dầu thô và khí tự nhiên rất quan trọng, đặc biệt trong khu vực mà những kết quả chỉ gần với loại thương mại. Đây là phần công việc của các nhà địa chất trong công tác tìm kiếm 10.1 Những mạo hiểm trong kỉ thuật và trong kinh tế trong công tác tìm kiếm dầu khí (tt) Ở quan điểm này, nhiệm vụ dường như quá khó, nhưng cần nhớ điều quan trọng là thiên nhiên cũng theo những quy luật nhất định và không có những tích tụ dầu khí một cách ngẫu nhiên dưới bề mặt trái đất. Những hiểu biết của những quy luật này dựa trên những số lượng lớn các bài học từ những giếng khoan thành công và không thành công. Việc áp dụng những quy luật này đến các trường hợp nhất định luôn luôn khác nhau và đây chính là nghệ thuật trong môn khoa học địa chất dầu khí 10.2 Yếu tố và nhiệm vụ Yếu tố của nhiệm vụ Nhiệm vụ đầu tiên trong khai thác là nhận ra những hệ thống địa chất mà các tích tụ dầu có thể xuất hiện. Từ những kiến thức địa chất, chúng ta biết ra hệ thống gồm 5 nhân tố là đá sinh, đá chứa, con đường di cư, bẫy và đá chắn (hình 1) Đá sinh Nhiệm vụ của các phương pháp địa vật lí là tìm ra - loại đá - Thể tích - Điều kiện thành tạo - Nhiệt độ và lịch sử chôn vùi - Nguồn gốc hữu cơ Những phương pháp địa vật lí có thể đóng góp cho tất cả nhân tố trừ nhân tố cuối cùng Đá chứa Nhiệm vụ của phương pháp địa vật lí là tìm ra - Loại đá - bề dày, chiều rộng và thể tích - điều kiện thành tạo của đá phiến sét (những điều này thường làm sáng tỏ “type of body” và hướng ưu tiên của độ thấm) - đô rổng hiện tại - độ thấm hiện tại Một lần nữa pp ĐVL có thể đóng góp cho tất cả các nhân tố trên trừ nhân tố cuối. Đôi khi, pp ĐVL có thể cho vài chỉ dẫn cho chất bảo hòa đặc biệt nếu là khí Con đường di cư Liên quan đến tính thấm của đá (như đá chứa bùn), hay những khu vực có tính thấm như đứt gãy Mặc dù pp ĐVL không tính đế độ thấm, pp ĐVL có thể xác định gần đúng những con đường có tính thấm Tuy nhiên, vấn đề rất phức tạp bởi sự thật rằng chúng ta đang thắc mắc con đường mang tính thấm ở thời điểm thích hợp trong quá khứ; nó không còn thấm giống hiện nay. Bẫy Trong hình 1 chúng ta thấy loại bẫy nếp lồi, trong hình 2 là dầu nằm ở đỉnh của nếp uốn Do đó, trong cấu trúc bẫy nhiệm vụ của pp ĐVL là tìm ra - độ dốc của đá chứa - sự hiện diện của bẫy đứt gãy - hình ảnh không gian 3 chiều của đá chứa bằng hình dạng và nguồn gốc địa tầng của đá có thể được xác định. Thành công lớn nhất của pp ĐVL trong quá khứ là tìm kiếm ra các bẫy. ĐVL ngày nay cũng có thể đóng góp trong việc tìm kiếm các bẫy địa tầng nhưng với độ chính xác chưa cao Đá chắn Nhiệm vụ của pp ĐVL là tìm ra trong bẫy cấu trúc: Bản chất đá nằm trên bẫy những rủi ro của khe nứt trong đá những rủi ro như một hệ thông của khe nứt một cách trực tiếp hay gián tiếp ảnh hưởng lên bề mặt trong bẫy đứt gãy - the likelihood that the fault is chemically sealed; or - the risk that the fault vents, directly or indirectly, to the surface; Trong bẫy kiến trúc: - Dường như bất kì bất chỉnh hợp “critical” đều được chắn - những thay đổi của mặt lớp biểu hiện trong đá chắn PP ĐVL có thể đóng góp cho tất cả những nhân tố này nhưng không bao giờ đưa được những thông tin chính xác như chúng ta mong muốn Cuối cùng, chúng ta cần chú rằng chỉ trong khu vực chưa được nghiên cứu, khảo sát thì vấn đề thăm dò mới khó khăn như đã đề cập ở trên. Often we have some wells, so that the problem is mainly one of correlating a new prospect area to those wells – vấn đề này thì các nhà địa vật lí thường làm rất tốt. Một lần nữa, chúng ta có vùng sản xuất mà những thông tin địa vật lí đã biết khi đó vấn đề là tìm ra một “geophysical analog” của vùng đó. Điều này chúng ta dễ dàng xử lí hơn bởi vì ít nhất chúng ta cũng có thể giải quyết trong một ngày nào đó. Công cụ thăm dò: Mặt cắt ngang và bản đồ đường đồng mức Công cụ: Mô hình, mặt cắt và bản đồ, giấy phép và nhượng quyền khai thác Những hạn chế kinh tế Kết luận Vì thiếu đi một pp trực tiếp tìm kiếm dầu, nhiệm vụ thăm dò là tìm những kết hợp triển vọng của đá sinh, đá chứa, đá chắn, con đường vận chuyển và lịch sử thành tạo địa chất. Tuy nhiên, tất cả những điều này cần được một cái nhìn thích đáng cho từng khu vực và kinh tế. Hơn nữa, những triển vọng phải được nhận dạng để đưa ra sự lựa chọn. Lựa chọn được đưa ra bởi sự cân bằng về tiềm năng lợi ích và sự mạo hiểm. Một phần quan trọng của nhiệm vụ thăm dò là đánh giá tiềm năng lợi ích và hạn chế mạo hiểm Tất cả điều này đều xảy ra sâu trong trái đất. Nơi mà chúng ta biết rất ít những gì chính xác ở bên dưới chân ta 10.3 Những bước thăm dò của một bồn dầu khí Thăm dò dầu khí được chia ra một chuổi giai đoạn thông tin. Với từng bước có một sự gia tăng thông tin liên tục từ đó có thể đánh giá triển vọng dầu khí của 1 vùng GĐ 1 là giai đoạn khảo sát bề mặt thông qua bản đồ và thăm dò ĐVL Bắt đầu với những bồn chưa được thăm dò. Có nhiều kiến thức trước đó về bề mặt và kiến trúc địa chất. Có nhiều báo cáo về sự hiện diện bề mặt (ví dụ những bề mặt thấm, springs , những mạch atfan, khí được tìm thấy trong các giếng nước) để khuyến khích công tác tìm kiếm Chứng cứ bề mặt của dầu khí là rất quan trọng trong việc tìm kiếm trong những khu vực tỉnh dầu trên thế giới (Levorsen, 1797), mặc dù có vài khu vực có rất nhiều chứng cứ bề mặt nhưng được chứng minh chỉ là vùng thương mại phụ. Ở giai đoạn này, trách nhiệm của người địa chất là thu thập những kiến thức bề mặt chi tiết về cấu trúc bề mặt ( ví dụ trong những bẫy tìm năng) và đánh giá những khía cạnh khác phục vụ công tác thăm dò, như những bề mặt trầm tích, continentality, và những vùng biến chất có thể Công việc thăm dò về bề mặt địa tầng và cấu trúc dưới bề mặt của nhà địa chất cần làm việc với các nhà địa vật lý. Ở giai đoạn này, mô hình địa chất thường được sử dụng để so sánh những bồn chưa được thăm dò với những bồn gần tương tự có những tính chất địa chất tương tự Giai đoạn II là khảo sát địa chấn (hình 204) (đây là bước đầu tiên trong công tác thăm dò ngoài khơi) Trong suốt giai đoạn này, nhiều dữ liệu được thu thập ở cấu trúc độ sâu của bẫy tiềm năng và những hiểu biết về đặc tính và thể tích của chất trầm tích bắt đầu tiến triển. Điều quan sát được là cơ hội tìm ra dầu thương mai rất khó khăn trong tỉ lệ tổng cộng khối lượng trầm tích (levorsen 1979), đặc biệt nếu đa phần chất trầm tích nằm trong độ sâu của cửa sổ dầu. Khối lượng của phiến sét (đá sinh tiềm năng) dưới bề mặt cũng được đánh giá. Giai đoạn III là giai đoạn mang tính thăm dò hay giai đoạn khoan liều lĩnh, tại đây thu thập những mẫu chi tiết về đặc tính trầm tích (đá chứa, đá sinh và tìm năng đá chắn), sự trưởng thành và chế độ địa nhiệt (hình 5) The potential for a discovery exists at this stage, since the most promising prospects, usually surface or seismically detected subsurface structures, are drilled first . Tuy nhiên, kể cả là một lỏi khoan khô của chưa phải là hoàn toàn sai lầm. Nó có thể cung cấp một lượng lớn thông tin ( subcommercial shows; water-filled reservoir downdip from a possible pinchout), những thông tin này được xử lí tốt sẽ dẫn đến vị trí của những giếng liều lĩnh mới. Giai đoạn IV, giai đoạn tìm kiếm, tiếp bước những thành hoàn chỉnh trong các giếng liều lĩnh (hình 5) Ở giai đoạn này, đá chứa được hình thành và nhiều loại hydrocarbon được dẫn đến một đơn vị địa tầng nhất định hay những loại bẫy. Hơn nữa, nữa những lõi khoan liều lĩnh trong những vùng ít phát triển của bồn có thể được tìm ra trong một khu vực có tiềm năng dầu. “Play” được định nghĩa là một khu vực có cấu trúc địa chất tương tự vùng có triển vọng và thường nằm chung một tầng và có đặc điểm địa tầng tương tự (thạch học, bất chỉnh hợp) Một bồn có thể được chia ra nhiều khu vực dầu. Đây đều là những thể tích trầm tích mà những bồn chứa của nó cho thấy nhiều đặc điểm giống nhau. Ứng dụng của “Play” và những khu vực dầu thường tạo ra tỉ lệ khoang thành công (số lượng vùng tìm kiếm/ triển vọng đã kiểm tra; hay bbls, số lượng tìm thấy/ bề dày khoan) để cải thiện trong suốt quá trình tìm kiếm. Nhiều bồn trong khu vực lớn đã được tìm ra và công tác thăm dò để kiếm bẫy. Giai đoạn V, giai đoạn sản xuất, bắt đầu những thăm dò địa chất với việc đánh giá trữ lượng và lịch sử của các hydrocarbon tiềm năng của bồn (hình 5) Khi có đủ thông tin để làm việc trên khu vực phân bố các dạng có thể giúp công tác thăm dò Thông thường, không phải tất cả bồn trầm tích đều ở cùng giai đoạn của việc khoan và phát triển ở cùng thời gian. Một phần của bồn thì đủ trưởng thành để khoan, trong khi đó một số khu vực khác chỉ mới xuất hiện và ít những cấu trúc địa chất để có dầu, hay chưa trưởng thành và chưa được kiểm tra. Cũng như ở những độ sâu nông đã có những kiểm tra chi tiết và bắt đầu sản xuất, trong khi đó những địa tầng nằm ngang nằm sâu hơn chỉ mới khảo sát địa chấn và giai đoạn liều lĩnh. Đặc biệt có nơi là những tìm kiếm mới trong bồn nhưng trong bồn đó đã có nơi đã khai thác trên 50 năm. 10.4 PP Tìm kiếm và thăm dò PP thăm dò địa chấn PP thăm dò địa chấn trên bờ Rung địa chấn Kiểu địa chấn nhận thông tin từ sự phản xạ lên bề mặt PP thăm dò địa chất ngoài khơi Thăm dò địa chấn trên bờ Kiểu thăm dò địa chấn trên bờ Thăm dò giếng khoan và sự hoàn chỉnh giếng Những kiểu khoan tìm kiếm dầu và khí trong đá chứa Cách đánh giáPP Well Logging Kiểm tra lại, xác định cấu trúc bề mặt ngầm: góc nghiêng, khe nứt, đứt gãy, các lớp đá, chất lỏng trong đá chứa Người thu thập đánh giá đặc tính cơ học và vật lí của đá và những hổn hợp dung dịch trong đá chứa Những Log điện tử Những PP Logging khác PP Phóng xạ PP từ trường và trọng lực