Đang tải... (xem toàn văn)
Việc xác định, tính toán độ rỗng đá chứa đã thực hiện tốt trong thăm dò và khai thác dầu khí. Tuy nhiên, độ rỗng hiệu dụng bao gồm các lỗ rỗng mà chất lưu có thể dịch chuyển được trong đá chứa chưa được quan tâm đúng mức trong thực tế thăm dò, khai thác dầu khí do có những hạn chế nhất định về thiết bị, điều kiện thực hiện. Nghiên cứu này góp phần làm rõ khả năng áp dụng của phương pháp xác định độ rỗng hiệu dụng đối với đá chứa dầu trong thực tế
TRƢỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT BÁO CÁO TỔNG KẾT NGHIÊN CỨU, PHÂN LOẠI ĐỘ RỖNG TRONG ĐÁ CHỨA VÀ PHÂN TÍCH, ƢỚC TÍNH ĐỘ RỖNG HIỆU DỤNG HÀ NỘI, 04/2016 TRƢỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT BÁO CÁO TỔNG KẾT NGHIÊN CỨU, PHÂN LOẠI ĐỘ RỖNG TRONG ĐÁ CHỨA VÀ PHÂN TÍCH, ƢỚC TÍNH ĐỘ RỖNG HIỆU DỤNG Sinh viên thực hiện: Phạm Văn Thanh Nguyễn Ngọc Khoa Dân tộc: Lớp, khoa: Ngành học: Nam, Nữ: Kinh Địa chất dầu khí K56 Địa chất dầu khí Ngƣời hƣớng dẫn: TS Phạm Văn Tuấn Hà Nội, 5/2016 Nam Nam Năm thứ: 5/5 MỤC LỤC MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN ĐẶT VẤN ĐỀ CƠ SỞ LÝ THUYẾT 2.1 Khái niệm độ rỗng 2.2 Phân loại độ rỗng đá chứa 2.2.1 Độ rỗng toàn phần (độ rỗng tuyệt đối): 2.2.2Độ rỗng hiệu dụng ( ): 2.2.3 Độ rỗng động (Φd) 2.3 Các phương pháp xác định độ rỗng 2.3.1 Các phương pháp xác định thể tích mẫu V: 10 2.3.2 Các phương pháp xác định thể tích lỗ hổng Vp: 10 2.3.4 Các phương pháp xác định thể tích hạt khoáng vật Vg: 12 KẾT QUẢ ÁP DỤNG PHÂN TÍCH ĐÁNH GIÁ TÂNG CHỨA CÁT KẾT TUỔI PERMIAN – TRIAT SỚM 22 3.1.Tổng quan cát kết Hopeman 22 3.2 Kích thƣớc hạt kích thƣớc khe hổng 23 4.KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 30 TÀI LIỆU THAM KHẢO 31 LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành đƣợc báo cáo nghiên cứu khoa học sinh viên “Nghiên cứu, phân loại độ rỗng đá chứa phân tích, ƣớc tính độ rỗng hiệu dụng ”, thành viên nhóm vận dụng đƣợc kiến thức tiếp thu đƣợc trƣờng, chủ động tìm tòi, học hỏi thu thập thông tin có liên quan đến đề tài Chúng em xin gửi lời cám ơn tới thầy cô giáo môn Địa chất dầu khí, khoa Dầu khí, Ban giám hiệu trƣờng Đại học Mỏ- Địa chất Đặc biệt, chúng em chân thành cảm ơn thầy giáo, TS Phạm Văn Tuấn, ngƣời hƣớng dẫn, bảo tận tình, thầy tạo điều kiện thuận lợi nguồn động lực quan trọng để chúng em hoàn thiện tốt đề tài nghiên cứu khoa học Lần thực đề tài nghiên cứu khoa học, với thời gian khả hạn chế, báo cáo tránh khỏi thiếu sót Chúng em mong nhận đƣợc góp ý chân tình từ thầy cô bạn Xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, tháng năm 2016 Thay mặt nhóm nghiên cứu Sinh viên Phạm Văn Thanh DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Hình 1: Lỗ hổng liên thông Hình 2: Lỗ hổng không liên thông Hình 3: Lỗ hổng liên thông nối liền với Hình 4: Lỗ hổng có miệng lỗ hổng Hình 5: Lỗ hổng đóng bị cô lập Hình 6: Sơ đồ máy đo độ rỗng (sửa đổi từ Cone Kersey, 1993) Hình 7: Kính hiển vi phân cực Axio Skope Hình 8: Bảng ƣớc lƣợng hàm lƣợng khoáng vật mẫu lát mỏng thạch hoc Hình 9: Hệ thống phân loại cát kết Pettijonh (1987) Hình 10: Sự tạo ảnh kính hiển vi điện tử qu t Hình 11: Hình ảnh lát mỏng qua phần mềm Sigama Pro 2D Hình 12: Vị trí địa lý địa điểm lấy mẫu Hình 13: Sơ đồ minh họa mối quan hệ rỗng thấm Hình 14: Độ thấm mẫu nghiên cứu Hình 15: Kết phân tích lát mỏng mẫu H3-3 Hình 16: Phân bố khối lƣợng đỉnh (độ rỗng thủy ngân có hiệu quả) mẫu biến dạng không biến dạng phân tích Hopeman Cát kết Hình 17: Phƣơng pháp xác định độ rỗng hiệu dụng Pitman (1992) Hình 18: Ƣớc lƣợng độ thấm ban đầu với 40% độ rỗng gốc đá cát kết Hopeman theo mối quan hệ độ rỗng ban đầu thấm đƣợc công bố Selley (1998) DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU Bảng 1: Phần liệu (400 điểm tính) đƣợc sử dụng nghiên cứu thạch học, mô hình để định lƣợng tầm quan trọng tƣơng đối trình thành đá cà nát vỡ vụn mẫu thu thập từ cát kết Hopeman Bảng 2: Kết đo độ rỗng mẫu ĐẶT VẤN ĐỀ Việc xác định, tính toán độ rỗng đá chứa thực tốt thăm dò khai thác dầu khí Tuy nhiên, độ rỗng hiệu dụng bao gồm lỗ rỗng mà chất lƣu dịch chuyển đƣợc đá chứa chƣa đƣợc quan tâm mức thực tế thăm dò, khai thác dầu khí có hạn chế định thiết bị, điều kiện thực Nghiên cứu góp phần làm rõ khả áp dụng phƣơng pháp xác định độ rỗng hiệu dụng đá chứa dầu thực tế Xuất phát từ nhu cầu thực tế tầm quan trọng vấn đề, đề tài “Nghiên cứu phân loại độ rỗng đá chứa phân tích, ƣớc tính độ rỗng hiệu dụng” đƣợc nhóm nghiên cứu chúng em thực Mục tiêu Phân loại đƣợc độ rỗng xác định đƣợc độ rỗng hiệu dụng đá chứa Nội dung - Nghiên cứu, xác định, phân loại độ rỗng mẫu lát mỏng - Xác định độ rỗng phƣơng pháp giãn khí hê-li; nghiên cứu, xác định độ rỗng phƣơng pháp bơm thủy ngân - Xác định độ rỗng hữu hiệu từ số liệu phân tích độ rỗng thủy ngân; xây dựng quan hệ thực nghiệm độ rỗng hê-li độ rỗng hữu hiệu - Viết báo cáo khoa học tổng kết nghiên cứu CƠ SỞ LÝ THUYẾT 2.1 Khái niệm độ rỗng Độ rỗng tỷ số thể tích lỗ rỗng với thể tích toàn phần khối đá, thƣờng đƣợc biểu diễn độ lớn dƣới dạng phần trăm (%) Độ rỗng đƣợc xác định biết hai ba thông số sau đây: thể tích lỗ rỗng (Vp), thể tích toàn phần (Vb) thể tích hạt (Vg) Vp Vb Vb Vg Vb Vp Vp Vg 2.2 Phân loại độ rỗng đá chứa 2.2.1 Độ rỗng toàn phần (độ rỗng tuyệt đối): tỷ số tổng thể tích tất lỗ hổng có đá với thể tích toàn phần mẫu đá So ĐỘ TUYỂN CHỌN 1,1 1,2 1,4 2,0 2,7 5,7 Siêu tốt Rất tốt Tốt Trung bình Kém Rất k m Đƣờng kính trung bình hạt (mm) THÔ Cao 43,1 40,8 38,0 32,4 27,1 28,6 1,0 Thấp 42,8 41,5 38,4 33,3 29,8 25,5 0,71 Vp Vb TRUNG BÌNH Cao Thấp 41,7 41,3 40,2 40,2 38,1 38,8 34,2 34,9 31,5 31,3 25,8 23,4 0,5 0,35 MỊN Cao Thấp 41,3 43,5 39,8 40,8 39,1 39,7 33,9 34,3 30,4 31,0 28,5 29,0 0,25 RẤT MỊN Cao 42,3 41,2 40,2 35,6 30,5 30,1 Thấp 43, 41, 39, 33, 34, 32, 0,177 0,125 0,088 ĐỘ RỖNG CỦA MẪU CÁT (%) (trộn tự nhiên, ẩm) Trong tự nhiên, hạt độ tròn, độ cầu hoàn chỉnh kích thƣớc nhƣ nhau, đó, có yếu tố khác chi phối giá trị độ rỗng Đó là: - Độ tròn hạt - Độ cầu hạt Ngoài ra, hàm lƣợng xi măng gắn kết, mức độ gắn kết, trƣơng nở khoáng vật s t, rửa lũa yếu tố quan trọng Đối với đá gắn kết trung bình, độ rỗng biến thiên khoảng 20 – 30%, cát kết gắn kết tốt có độ rỗng khoảng 10 – 20% Độ rỗng đá cacbonat biến thiên phức tạp Đá phấn biển Bắc có độ rỗng tới 40% Đá vôi Trung Đông có độ rỗng khoảng – 30% Đá móng mỏ Bạch Hổ có độ rỗng khoảng 0.5 – 17% 2.2.2Độ rỗng hiệu dụng ( ): tỉ số tổng thể tích khe hổng liên thông (Hình 1) thể tích toàn phần khối đá Ta thấy a > ef Đá có a lớn song ef nhỏ nhƣ lỗ hổng không thông nhau, thí dụ: đá loại s t Trong khai thác dầu khí, có ef có ý nghĩa Căn vào giá trị ef, Levorsen phân đá colector loại sau, bảng IX.2 STT Loại đá Colecto Đá có độ rỗng không đáng kể Đá có độ rỗng nhỏ Đá có độ rỗng trung bình Đá có độ rỗng tốt Đá có độ rỗng tốt Giá trị ef % 5 10 10 15 15 20 > 20 Phân loại đá colecto theo độ rỗng hữu hiệu ef Ngoài ra, nhiều bảng phân loại khác Ta coi đá có độ chứa lớn ef > 15%, độ chứa trung bình: 5% < ef < 15%, độ chứa k m: ef < 5% 2.2.3 Độ rỗng động (Φd) tỉ số thể tích lỗ hổng chứa chất lƣu di chuyển đƣợc có chênh áp thể tích khối đá Quá trình khai thác trình thay mao quản nƣớc hay khí thay dầu hay khí kênh dẫn mao quản Tùy thuộc vào građien áp suất, có phần chất lƣu lỗ hổng thông tham gia vào dòng chảy Thể tích chất lƣu tham gia vào dòng chảy cho ta khái niệm độ rỗng động Ta thấy, d < ef a > ef > d Giá trị d tùy thuộc vào građien áp suất, nghĩa tùy thuộc vào tốc độ dòng chảy Tốc độ nhỏ d lớn, gần ef Vì thế, đá có độ rỗng toàn phần lớn nhƣng có độ rỗng hiệu dụng nhỏ lỗ hổng không liên thông với (Hình 2) Trong khai thác dầu khí có chất lƣu lỗ hổng liên thông có khả chảy đến giếng khai thác Hình 2: Lỗ hổng không liên thông Hình 1: Lỗ hổng liên thông Độ rỗng liên thông nối liền với : Đây loại độ rỗng có nhiều họng lỗ hổng liên thông với lỗ rỗng khác việc khai thác Hydrocacbon liên quan đến loại độ rỗng dễ dàng so với loại độ rỗng khác Hình 3: Lỗ hổng liên thông nối liền với Hình dạng tiết diện: Đẳng thƣớc, k o dài, hình que, hình kim, hình tam giác, chữ nhật hay nhiều cạnh, dạng hạt m o mó hay dạng lấp đầy khe nứt, lấp đầy lỗ hổng Tiết diện tự hình, nửa tự hình, tha hình… Các đặc điểm cấu tạo ranh giới tiếp xúc loại khoáng vật khoáng vật khác nhau: Tiếp xúc đồng sinh, gặm mòn, lấp đầy hay tiếp xúc thay thế… Các đặc điểm cấu trúc bề mặt tiết diện: Vết nứt, vết cát khai, vết hố lõm v.v… Các kiểu tập hợp: Tập hợp keo, tập hợp vi tinh, hạt tinh thể, dạng bó, dạng trứng cá, tỏa tia, dạng tóc,… Các kiểu gh p song tinh; Các kiểu phá hủy dung dịch cứng… Các kiểu bao thể hình dạng, kích thƣớc, màu sắc, mật độ, dạng tập hợp kiểu phân bố chúng, thành phần tên khoáng vật bao thể (nếu có thể), … Kích thƣớc hạt theo chiều dài, rộng, hệ số c/a Nếu cần thiết phải đo kích thƣớc hạt lớn nhất, trung bình, nhỏ nhất, kích thƣớc hạt thƣờng gặp + Đặc điểm màu sắc khoáng vật thấu quang Dƣới kính hiển vi phân cực, màu sắc khoáng vật thƣờng không giống với màu tự nhiên chúng nhìn mắt thƣờng, nhƣng dấu hiệu nhận biết quan trọng khoáng vật Do vậy, mô tả màu sắc khoáng vật dƣới kính hiển vi cần mô tả xác tỷ mỷ, nhƣ màu khoáng vật dƣới nicon: màu tự sắc, đa sắc, công thức đa sắc; Màu dƣới nicon; Độ đồng màu sắc toàn hạt khoáng vật: Đồng hay phân đới, phân dải Các số quang học khoáng vật: Đẳng hay dị hƣớng quang học, dấu k o dài, góc tắt, chiết suất tƣơng đối, lƣỡng chiết suất tƣơng đối, độ nổi, quang tính, góc quang trục tƣơng đối… Ghi chú: Với khoáng vật khó xác định, dễ nhầm lẫn với khoáng vật khác, nên kết hợp với phương pháp phân tích khác phương pháp vi hóa, phương pháp nhúng, phương pháp nhuộm màu phương pháp đại khác để tăng độ xác kết phân tích - Mô tả kiến trúc, cấu tạo đá + Mô tả kiến trúc đá 17 Phải xác định đƣợc kiểu kiến trúc đá; đá có kiểu kiến trúc hay nhiều kiểu kiến trúc, kiểu kiến trúc chính, kiểu phụ; kiểu kiến trúc nguyên sinh, thứ sinh… Mức độ bảo tồn, biến đổi hình thức biến đổi kiến trúc ban đầu đá (mức độ tái kết tinh, mức độ cà nát, … đá giữ đƣợc hình dạng kiến trúc ban đầu hay trạng thái chuyển tiếp), hết dấu hiệu kiến trúc ban đầu… + Mô tả cấu tạo đá Mô tả cấu tạo đá có nội dung giống nhƣ mô tả kiến trúc đá, phải xác định mô tả kỹ kiểu cấu tạo, mức độ bảo tồn, biến đổi cấu tạo ban đầu… Kết luận: Việc mô tả chi tiết mẫu lát mỏng thạch học phải nêu rõ nhận x t chung đặc điểm mẫu nhƣ thành phần khoáng vật, cấu tạo, kiến trúc đá, đặc biệt nhận x t tƣợng biến đổi hóa lý liên quan với trình biến đổi sau tạo đá Yêu cầu mô tả sơ bộ: Nội dung mẫu yêu cầu mô tả sơ giống nhƣ mô tả chi tiết, nhƣng mức độ mô tả sơ lƣợc hơn, nội dung mô tả sơ cần nêu đƣợc n t chung đặc điểm mẫu thành phần, đặc điểm khoáng vật tạo đá xác định đƣợc kiểu kiến trúc, cấu tạo đá Xác định tên đá qua phân tích mẫu lát mỏng u định v cách g i t n đá tr m tích Tên gọi đá phải phản ánh nguồn gốc phù hợp tài liệu “Thạch học” dùng chuyên ngành thạch học; dùng hệ thống phân loại đá Tiểu Ban phân loại đá, Hội học đá quốc tế (ISRM); Phân loại đá trầm tích Nguyên tắc phân loại đá trầm tích phải phản ánh đƣợc nguồn gốc, điều kiện sinh thành, đặc điểm thành phần cấu trúc, mối quan hệ qua lại loại đá, đồng thời việc phân loại phải đơn giản, tiện lợi, dễ áp dụng thực tế: - Căn vào khoáng vật tạo đá chính, khoáng vật phụ; khoáng vật tha sinh đến khoáng vật tự sinh - Căn vào đặc điểm kiến trúc, cấu tạo đá (cấu tạo khối, cấu tạo vỏ nhàu, dòng chảy, cấu tạo phân lớp, cấu tạo kết hạch, cấu tạo trứng cá, hạt đậu, xferolit, đƣờng khâu…).Có thể phân loại rầm tích cát kết theo hệ thống phân laoị Pettijonh (1987): 18 Hình 9: Hệ thống phân loại cát kết Pettijonh (1987) Cách gọi tên đá trầm tích Căn vào thành phần khoáng vật có đá làm sở để gọi tên đá Đối với loại đá mà tỷ lệ số khoáng vật chiếm ƣu có tên riêng; trƣờng hợp loại đá hỗn hợp có hai hay ba thành phần tên dá đƣợc gọi theo thành phần khoáng vật chiếm ƣu gh p thêm chữ “chứa” khoáng vật phụ; ví dụ: loại đá có chứa s t 50%, vôi 30%, cát 20% tên đá đƣợc gọi “s t – vôi chứa cát” Tuy nhiên, số trƣờng hợp tên đá nhiều thay đổi tùy theo mục đích, nhiệm vụ nghiên cứu Ví dụ, loại đá cát kết có chứa 50% canxit, mà canxit sản phẩm trình thay tên đá gọi “đá vôi chứa cát”, mà đƣợc gọi “cát kết bị canxit hóa” Phƣơng pháp phân tích kính hiển vi điện tử quét Nội dung phƣơng pháp phân tích kính hiển vi điện tử quét Kính hiển vi điện tử qu t (Scanning Electron Microscope, thƣờng viết tắt SEM), loại kính hiển vi điện tử tạo ảnh với độ phân giải cao bề mặt mẫu vật cách sử dụng chùm điện tử (chùm electron) hẹp qu t bề mặt mẫu Việc tạo ảnh mẫu vật đƣợc thực thông qua việc ghi nhận phân tích xạ phát từ tƣơng tác chùm điện tử với bề mặt mẫu vật Có nghĩa SEM nằm nhóm thiết bị phân tích vi cấu trúc vật rắn chùm điện tử Việc phát chùm điện tử SEM giống nhƣ việc tạo chùm điện tử kính hiển vi điện tử truyền qua, tức điện tử đƣợc phát từ súng phóng điện tử (có thể phát xạ nhiệt, hay phát xạ trƣờng ), sau đƣợc tăng tốc Tuy nhiên, tăng tốc SEM thƣờng từ 10 kV đến 50 kV hạn chế thấu kính từ, việc hội tụ chùm điện tử có bƣớc sóng nhỏ vào điểm kích thƣớc nhỏ khó khăn Điện tử đƣợc phát ra, tăng tốc hội tụ thành chùm điện tử hẹp (cỡ vài trăm Angstrong đến vài nanomet) nhờ hệ thống thấu kính từ, sau qu t bề mặt mẫu nhờ cuộn qu t tĩnh điện Độ phân giải SEM đƣợc xác định từ kích thƣớc chùm điện tử hội tụ, mà kích thƣớc chùm điện tử bị hạn chế quang sai, 19 mà SEM đạt đƣợc độ phân giải tốt nhƣ TEM Ngoài ra, độ phân giải SEM phụ thuộc vào tƣơng tác vật liệu bề mặt mẫu vật điện tử Khi điện tử tƣơng tác với bề mặt mẫu vật, có xạ phát ra, tạo ảnh SEM ph p phân tích đƣợc thực thông qua việc phân tích xạ Các xạ chủ yếu gồm: - Điện tử thứ cấp (Secondary electrons): chế độ ghi ảnh thông dụng kính hiển vi điện tử qu t Chùm điện tử thứ cấp có lƣợng thấp ( thƣờng nhỏ 50 eV), đƣợc ghi nhận ống nhân quang nhấp nháy Vì chúng có lƣợng thấp nên điện tử phát từ bề mặt mẫu với độ sâu vài nanomet Do đó, chúng tạo ảnh hai chiều bề mặt mẫu - Điện tử tán xạ ngƣợc (Backscattered): Điện tử tán xạ ngƣợc chùm điện tử ban đầu tƣơng tác với bề mặt mẫu bị bật ngƣợc trở lại Do chúng thƣờng có lƣợng cao Sự tán xạ phụ thuộc nhiều vào thành phần hóa học bề mặt mẫu Nhờ màu ảnh điện tử tán xạ ngƣợc có hiệu đặc biệt việc phân tích độ tƣơng phản thành phần hóa học Ngoài ra, điện tử tán xạ ngƣợc giúp cho việc phân tích cấu trúc tinh thể ( chế độ phân cực điện tử) Hình 10 Sự tạo ảnh kính hiển vi điện tử qu t Một số ph p phân tích Huỳnh quang catốt (Cathodoluminesence): Là ánh sáng phát tƣơng tác chùm điện tử với bề mặt mẫu Ph p phân tích phổ biến hữu ích cho việc phân tích tính chất quang, điện vật liệu Phân tích phổ tia X (X-ray microanalysis): Tƣơng tác điện tử với vật chất sản sinh phổ tia X đặc 20 trƣng, hữu ích cho phân tích thành phần hóa học vật liệu Các ph p phân tích phổ tán sắc lƣợng tia X (Energy Dispersive X-ray Spectroscopy EDXS) hay phổ tán sắc bƣớc sóng tia X (Wavelength Dispersive X-ray Spectroscopy - WDXS) Một số kính hiển vi điện tử qu t hoạt động chân không siêu cao có thểphân tích phổ điện tử Auger, hữu ích cho phân tích tinh tế bề mặt SEMPA (Kính hiển vi điện tử qu t có phân tích phân cực tiếng Anh: Scanning Electron Microscopy with Polarisation Analysis) chế độ ghi ảnh SEM mà đó, điện tử thứ cấp phát từ mẫu đƣợc ghi nhận nhờ detector đặc biệt tách điện tử phân cực spin từ mẫu, cho ph p chụp lại ảnh cấu trúc từ mẫu Hình ảnh lát mỏng đƣợc phân tích SigmaScan Pro - Phần mềm phân tích hình ảnh (phiên 5.0.0) để cung cấp độ rỗng 2D Khi hình ảnh nhập liệu, phần mềm thiết lập cho giới hạn màu sắc nhiều hình chữ nhật đƣợc xác định không gian độ bão hòa màu Màu sắc có khoảng 255 liên tục màu sắc với tiêu chuẩn sau: = màu đỏ, 40 = màu vàng, 90 = màu xanh cây, 170 = màu xanh, 210 = tím, 255 = màu đỏ Sự bão hòa dao động từ (màu xám) đến 100 (đầy đủ màu sắc) Phần mềm chọn lỗ rỗng đá nhƣ đƣợc đại diện thuốc nhuộm màu xanh hình ảnh lát mỏng số lƣợng lỗ rỗng không, định điểm ảnh màu đỏ Kỹ thuật xác định độ rỗng xác đá vụn Hình 11: Hình ảnh lát mỏng qua phần mềm Sigama Pro 2D 21 KẾT QUẢ ÁP DỤNG PHÂN TÍCH ĐÁNH GIÁ TÂNG CHỨA CÁT KẾT TUỔI PERMIAN – TRIAT SỚM 3.1.Tổng quan cát kết Hopeman Hình 12: Vị trí địa lý địa điểm lấy mẫu Các đá cát kết Hopeman phần đất liền vịnh Inner Moray Ranh giới: giới hạn phía bắc đứt gãy Wick, phía tây đứt gãy Helmsdale Great Glen , phía nam đứt gãy Banff phía đông Witch Ground địa hào Buchan (Hình 11) Bên vịnh Moray chủ yếu bể tách giãn, cấu trúc liên quan đến vùng trung tâm địa hào Viking Biển Bắc Các bể phát triển từ 22 cuối Paleozoi với trầm tích Permi-Trias, trầm tích lắng động Từ lúc bắt đầu phát triển đến Đệ Tứ, bể đƣợc kiểm soát chu kỳ trƣợt phải đới đứt gãy lớn Glen Helmsdale (Roberts et al., 1990), trải qua bốn giai đoạn phần mở rộng nâng lên (McQuillin et al , 1982) Tuy nhiên, vết lộ đá cát kết Hopeman đƣợc tìm thấy phần phía nam bể , lịch sử chon vùi giống trầm tích phía đông bể Trong đất liền đá cát kết Hopeman đƣợc gió vận chuyển lắng đọng trầm tích tạo thành đụn cát Trầm tích có bề dày vào khoảng 60m đƣợc lắng đọng môi trƣờng khô hạn đến nửa khô hạn , suốt Permian Triat sớm Nghiên cứu đá cát kết phủ bất chỉnh hợp lên phía đá cát kết Old Red có tuổi Devon Nghiên cứu khu vực địa chất nói chung (sửa đổi từ Roberts et al, 1990; Edwards et al, 1993) đốm đỏ (trong hình 11) cho thấy vị trí lấy mẫu Đông-Tây có xu hƣớng đứt gãy xoay nằm thềm sóng, phía bắc Cummingston Park, Hopeman Mẫu H3.1, H3.3, H3.4 H3.5 đƣợc thu thập đới đứt gãy, với mẫu lƣu trữ đƣợc dán nhãn '5' vào khoảng m từ đứt gãy xoay 3.2 Kích thƣớc hạt kích thƣớc khe hổng Kết chi tiết bán kính lỗ rỗng, đƣờng kính hạt, thủy ngân heli độ rỗng thấm nitơ đƣợc thể hình 12 13 đƣợc đƣa Bảng 3.3 Phân tích liệu bơm thủy ngân từ mẫu biến dạng cho thấy sụt giảm bán kính lỗ rỗng đƣờng kính hạt đứt gãy (số 34, 21, 38 & hình 3.10A & B) Trong vòng 1,2 m đới đứt gãy xiên, mẫu mà không bị cà nát (No29 & 15) có lỗ rỗng hạt kích thƣớc thấp so với mẫu không biến dạng (H4WEH2) nằm khoảng m từ đứt gãy Giảm kích thƣớc hạt đƣờng kính lỗ chân lông cataclasis làm giảm đáng kể độ thấm đá Hình 12A cho thấy đá cát (nhóm I) đƣợc đặc trƣng lỗ bán kính lớn (c 10 - 21 µm) độ thấm tuyệt vời (c 118 - 1800 mD) Các đới cà nát phát triển song song với xu hƣớng phát triển xiên, phía đông-tây định hƣớng, hoạt động nhƣ rào cản dòng chảy, giảm tính thấm hiệu đo mẫu biến dạng bắc-nam định hƣớng (nhóm III) Mặc dù số mẫu nhóm III có bán kính lỗ vi rỗng c 10 µm, có khả thẩm thấu hiệu 0,01 mD, giá trị độ thấm đo mẫu biến dạng đông tây hƣớng dao động từ nghèo đến giá trị tốt (nhóm II) Dải cà nát làm giảm kích thƣớc họng lỗ hổng vùng ngang dòng chảy tiềm năng, làm giảm tính thấm đá 23 Hình 13: Sơ đồ minh họa mối quan hệ rỗng thấm Sơ đồ minh họa mối quan hệ poroperm (He= Helium), nhƣ mẫu độ thấm máy đo thủy ngân (Mer.) Và phần mỏng (TS) độ rỗng mẫu thu thập đƣợc (biểu thị liệu Bảng 3.3) Ba vùng poroperm đƣợc phân biệt dựa đặc điểm poroperm (I) vùng poroperm cao đƣợc đặc trƣng mẫu không bị biến dạng (đá cát host = chủ SST), tốt - độ xốp tốt, tốt - thấm tốt; (II) vùng chuyển tiếp hƣớng đông tây mẫu biến dạng ( EW def SST) đƣợc đặc trƣng độ rỗng thấp không thấm nƣớc - thấm k m(II-2, mẫu đứt gãy chính), trung bình - độ rỗng tốt độ thấm ( II-1, mẫu 0,8 - 1,2 m từđứt gãy chính); (III) khu poroperm thấp Bắc Nam theo định hƣớng, mẫu biến dạng ( NS def SST) đƣợc đại diện độ rỗng thấp không thấm nƣớc (mẫu đứt gãy chính), thấm thấp, độ rỗng từ nghèo trung bình (mẫu 0.8 - 1,2 m từ lỗi chính) Ngay sau giai đoạn thành đá khác đá cát kết Hopeman có chất lƣợng đá chứa từ tốt đến tốt; Tuy nhiên, dải cà nát hoạt động nhƣ rào cản 24 liên thông Dải cà nát dẫn đến khả thấm thấp vào cát biến dạng khu vực III, giảm độ xốp độ thấm mẫu biến dạng khu vực II so với mẫu khu Hình 14: Độ thấm mẫu nghiên cứu Hình 15: Kết phân tích lát mỏng mẫu H3-3 25 Đá cát Nhóm I host (SST) đƣợc đặc trƣng lỗ rỗng lớn bán kính (c 10- 21 µm) độ thấm tuyệt vời (c 118-1800 mD) Nhóm III bắc-nam định hƣớng, mẫu biến dạng, dải cà nát hoạt động nhƣ rào cản dòng chảy Do mẫu biến dạng đƣợc đặc trƣng đá không thấm nƣớc số mẫu nhóm có bán kính lỗ rỗng cao c 10 µm Nhóm II theo hƣớng đông - tây, mẫu biến dạng, dải cà nát làm giảm kích thƣớc đƣờng kênh dòng chảy Do chúng làm giảm đáng kể độ thấm đá Hình 16: Phân bố khối lƣợng đỉnh (độ rỗng thủy ngân có hiệu quả) mẫu biến dạng không biến dạng phân tích Hopeman Cát kết 26 Hình 17: Phƣơng pháp xác định độ rỗng hiệu dụng Pitman (1992) Độ rỗng thủy ngân có hiệu nhỏ (10,71%) thuộc mẫu cà nát (H3-1) nằm đứt gãy xoay Hiệu độ rỗng thủy ngân mẫu cà nát tăng với gia tăng khoảng cách từ mẫu đến đứt gãy kí hiệu lớn màu sắc đại diện cho khối lƣợng đỉnh mẫu phân tích Xem Hình 12 bảng 3.1 cho vị trí ghi mẫu khoảng cách tƣơng đối so với đứt gãy xoay chéo 27 Hình 18: Ƣớc lƣợng độ thấm ban đầu với 40% độ rỗng gốc đá cát kết Hopeman theo mối quan hệ độ rỗng ban đầu thấm đƣợc công bố Selley (1998) 28 Bảng 1: phần liệu (400 điểm tính) đƣợc sử dụng nghiên cứu thạch học, mô hình để định lƣợng tầm quan trọng tƣơng đối trình thành đá cà nát vỡ vụn mẫu thu thập từ cát kết Hopeman Mẫu H3-1,No H3-3,No38 H3-4,No31 H3-5,No34 H3-4,No15 H3-5,No29 H4WEH2 HP % 5.21 7.9 12.65 13.57 15.03 19.53 23.22 MIP % 3.94 8.19 9.41 11.54 15.12 18.26 22.26 Mean pore rad 0.39 9.34 10.75 13.82 12.56 16.5 19.19 Bảng 2: Kết đo độ rỗng mẫu 29 TS % 7.7 - 4.KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ • Độ rỗng hữu hiệu quan trọng công tác thăm dò khai thác dầu khí Độ rỗng đá chứa dầu xác định phƣơng pháp: phân tích lát mỏng thạch học, giãn khí Helium bơm p thủy ngân • Độ rỗng hiệu dụng đƣợc xác định dựa lƣợng thủy ngân đƣợc bão hòa với tỷ lệ lớn – Apex Saturation (Pitman, 1992) • Giá trị độ rỗng hiệu dụng nhỏ giá trị thủy ngân Giá trị độ rỗng thủy ngân nhỏ giá trị độ rỗng hêli 30 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Phan Từ Cơ, Bài giảng Vật Lý Vỉa Dầu Khí, 2008 [2] Trƣờng ĐH Mỏ Địa Chất, Bài Giảng Địa Chất Khai Thác Dầu Khí, 2003 [3].Ogilvie, S R and Glover, P W J 2001 The petrophysical properties of deformation bands in relation to their microstructure Earth and Planetary Science Letters, 193, 129-142 [4] Pittman, E D 1992 Relationship of porosity and permeability to various parameters derived from mercury injection-capillary pressure curves for sandstones AAPG Bulletin, 65, 2381-2387 31 [...]... chảy Do đó chúng làm giảm đáng kể độ thấm trong đá Hình 16: Phân bố khối lƣợng đỉnh (độ rỗng thủy ngân có hiệu quả) của mẫu biến dạng và không biến dạng phân tích trong Hopeman Cát kết 26 Hình 17: Phƣơng pháp xác định độ rỗng hiệu dụng của Pitman (1992) Độ rỗng thủy ngân có hiệu quả nhỏ nhất (10,71%) thuộc mẫu cà nát (H3-1) nằm ở đứt gãy xoay chính Hiệu quả độ rỗng thủy ngân trong mẫu cà nát tăng với... gọi của đá phải phản ánh đúng nguồn gốc và phù hợp tài liệu “Thạch học” dùng trong chuyên ngành thạch học; dùng hệ thống phân loại đá của Tiểu Ban phân loại đá, Hội cơ học đá quốc tế (ISRM); Phân loại đá trầm tích Nguyên tắc phân loại đá trầm tích phải phản ánh đƣợc nguồn gốc, điều kiện sinh thành, các đặc điểm về thành phần cấu trúc, mối quan hệ qua lại giữa các loại đá, đồng thời việc phân loại phải... độ rỗng của các mẫu 29 TS % 7.7 - 4.KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ • Độ rỗng hữu hiệu rất quan trọng trong công tác thăm dò và khai thác dầu khí Độ rỗng của đá chứa dầu có thể xác định bằng các phƣơng pháp: phân tích lát mỏng thạch học, giãn khí Helium và bơm p thủy ngân • Độ rỗng hiệu dụng đƣợc xác định dựa trên lƣợng thủy ngân đƣợc bão hòa với tỷ lệ lớn nhất – Apex Saturation (Pitman, 1992) • Giá trị độ rỗng. .. cấu tạo của đá, để nghiên cứu về các quá trình hình thành và biến đổi của đá, cũng nhƣ khả năng khoáng hóa của chúng Có hai loại mức độ phân tích mẫu thạch học khác nhau: mẫu thạch học phân tích sơ bộ và mẫu thạch học phân tích chi tiết Mẫu thạch học phân tích sơ bộ: Chỉ yêu cầu xác định hết tên và mô tả sơ bộ các khoáng vật tạo đá, khoáng vật phụ, các kiểu kiến trúc và cấu tạo của đá và gọi đƣợc chính... trong một loại đá có chứa s t 50%, vôi 30%, cát 20% thì tên đá đƣợc gọi là “s t – vôi chứa cát” Tuy nhiên, trong một số trƣờng hợp tên đá nhiều khi còn thay đổi tùy theo mục đích, nhiệm vụ nghiên cứu Ví dụ, trong một loại đá cát kết có chứa trên 50% canxit, mà canxit là sản phẩm của quá trình thay thế thì tên đá không thể gọi là đá vôi chứa cát”, mà đƣợc gọi là “cát kết bị canxit hóa” Phƣơng pháp phân. .. rỗng, đƣờng kính hạt, thủy ngân và heli độ rỗng và thấm nitơ đƣợc thể hiện trên hình 12 và 13 và đƣợc đƣa ra trong Bảng 3.3 Phân tích các dữ liệu bơm thủy ngân từ các mẫu biến dạng cho thấy sự sụt giảm trong bán kính lỗ rỗng và đƣờng kính hạt đứt gãy (số 34, 21, 38 & 8 trong hình 3.10A & B) Trong vòng 1,2 m của đới đứt gãy xiên, mẫu mà không bị cà nát (No29 & 15) có lỗ rỗng và hạt kích thƣớc thấp hơn so... EW def SST) đƣợc đặc trƣng bởi độ rỗng thấp và không thấm nƣớc - thấm k m(II-2, mẫu tại các đứt gãy chính), và trung bình - độ rỗng tốt và độ thấm ( II-1, mẫu là 0,8 - 1,2 m từđứt gãy chính); (III) khu poroperm thấp nhất Bắc Nam theo định hƣớng, mẫu biến dạng ( NS def SST) đƣợc đại diện bởi độ rỗng thấp và không thấm nƣớc (mẫu tại các đứt gãy chính), và thấm rất thấp, độ rỗng từ nghèo trung bình (mẫu... đá khác nhau của đá cát kết Hopeman vẫn có chất lƣợng đá chứa từ tốt đến rất tốt; Tuy nhiên, dải cà nát hoạt động nhƣ rào cản đối với sự 24 liên thông Dải cà nát dẫn đến khả năng thấm rất thấp vào cát biến dạng ở khu vực III, hoặc giảm độ xốp và độ thấm trong các mẫu biến dạng của khu vực II so với các mẫu của khu Hình 14: Độ thấm các mẫu nghiên cứu Hình 15: Kết quả phân tích lát mỏng mẫu H3-3 25 Đá. .. hình dạng khác nhau và phân bố của sự thay đổi về kích thƣớc hạt và độ hạt , áp suất mao dẫn 10 Hiểu biết mô phỏng dữ liệu nhƣ kích thƣớc hạt , đƣờng kính lỗ rỗng và kết nối trong mối quan hệ với những áp suất mao dẫn( dịch chuyển và áp suất tới hạn ) và bão hòa thủy ngân góp phần đánh giá chất lƣợng của đá chứa vụn Tính toán đƣờng kính hạt : GD = Kp × AC × 203.75 ×480 × cos ( ) Trong đó : GD: là đƣờng... chính kí hiệu lớn hơn và các bản cùng một màu sắc đại diện cho khối lƣợng đỉnh của mẫu phân tích Xem Hình 12 và bảng 3.1 cho vị trí ghi chú mẫu và khoảng cách tƣơng đối so với các đứt gãy xoay chéo 27 Hình 18: Ƣớc lƣợng độ thấm ban đầu với 40% của độ rỗng gốc trong đá cát kết Hopeman theo các mối quan hệ của độ rỗng ban đầu và thấm đƣợc công bố bởi Selley (1998) 28 Bảng 1: phần dữ liệu (400 điểm tính)