Tóm tắt
Phương pháp địa chấn được sử dụng phổ biến trong công tác tìm kiếm, thăm dò dầu khí nhưng khi ứng dụng ở môi trường trầm tích
châu thổ (delta) chứa các lớp cát mỏng đứt đoạn thì các mạch sóng ghi được thường mờ nhạt, tính liên tục cũng như cường độ phản xạ
giảm mạnh nên rất khó nhận diện ranh giới giữa các tầng chứa sản phẩm. Đây là trở ngại rất lớn khi khoanh vùng các cồn cát bị chôn vùi
sâu có chứa sản phẩm dầu khí, dẫn đến xác định sai vị trí giếng khai thác (gây ra số lượng giếng khô cao, chi phí tăng.).
Bể trầm tích San Jorge (Argentina) được khai thác từ năm 1907, chủ yếu chứa các lớp sét ao hồ phân lớp dày và vùng ngập lụt, xen
kẽ bởi các lớp cát bồi tích mỏng, không liên tục, chủ yếu nhỏ hơn 4m, bị chôn vùi tới độ sâu 1.200 - 2.000m. Sau thời gian khai thác rất
dài cho thấy 95% tổng sản lượng đời mỏ chỉ thu được từ 5% tổng số giếng đã khoan, sản lượng trung bình của giếng khai thác chỉ đạt
13.000m3/giếng. Số lượng giếng khô hoặc không kinh tế được xác định là do vị trí đặt giếng khoan trước kia dựa vào tài liệu địa chấn 2D
chất lượng thấp.
Cuối thế kỷ XX, sau khi ứng dụng công nghệ đảo ngược địa thống kê dựa trên phương pháp mô phỏng ngẫu nhiên vào xử lý số liệu
địa chấn 3D, các sai lầm về tư duy lẫn kỹ thuật trong minh giải địa vật lý đã được khắc phục. Hiện nay, sản lượng khai thác ở bể San Jorge
chiếm 32% tổng sản lượng khí đốt của Argentina.
8 trang |
Chia sẻ: thanhle95 | Lượt xem: 407 | Lượt tải: 0
Bạn đang xem nội dung tài liệu Sử dụng công nghệ nghịch đảo địa thống kê kết hợp với dữ liệu địa chấn 3D để khoanh vùng các lớp cát mỏng trong môi trường trầm tích châu thổ (Delta), để tải tài liệu về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
59DẦU KHÍ - SỐ 9/2019
PETROVIETNAM
bị thay đổi bởi sự xen kẽ các lớp tuff vụn mỏng, có nơi
bề dày đến vài mét. Cả độ rỗng tại chỗ (insitu- porosity)
và độ thấm của thân cát bị chi phối bởi thành phần tuff
và sự biến dạng cấu tạo sau đó. Ở đây, cát chứa dầu liên
quan đến thành tạo Bajo Barreal (tuổi Cretaceous giữa và
Cretaceous muộn) bị chôn vùi tới độ sâu 1.200 - 2.000m.
Hình 1 thể hiện khoảng 450 giếng khai thác trong
cánh Nam của vùng Canadon de la Escondida, được phân
bố dưới dạng các cụm phân tán. Sự phân bố này có thể
dựa trên tính chất không liên tục theo phương nằm ngang
của lớp chứa gây ra song cũng có thể do phương pháp
chọn vị trí đặt giếng dựa trên kết quả phát triển vành đai
đặt giếng đón đầu giới hạn diện tích mỏ. Trong quá khứ
vị trí đặt giếng chỉ dựa trên việc xem xét cấu trúc tầng
triển vọng (structural play) từ các nghiên cứu địa chất trên
mặt đất và đôi khi từ kết quả thăm dò địa chấn 2D. Bởi
vì trong thời gian đó, các chuyên gia địa chất có quá ít
thông tin về sự có mặt của cát ở dưới sâu hoặc về tính liên
tục theo phương nằm ngang của thân cát đó. Theo thống
kê, 95% tổng sản lượng đời mỏ chỉ thu được từ 5% tổng
số giếng đã khoan, sản lượng trung bình của giếng khai
thác chỉ thu được 6m3/ngày và tổng sản lượng cộng dồn
là 13.000m3/giếng.
SỬ DỤNG CÔNG NGHỆ NGHỊCH ĐẢO ĐỊA THỐNG KÊ KẾT HỢP
VỚI DỮ LIỆU ĐỊA CHẤN 3D ĐỂ KHOANH VÙNG CÁC LỚP CÁT MỎNG
TRONG MÔI TRƯỜNG TRẦM TÍCH CHÂU THỔ (DELTA)
TẠP CHÍ DẦU KHÍ
Số 9 - 2019, trang 59 - 66
ISSN-0866-854X
Tóm tắt
Phương pháp địa chấn được sử dụng phổ biến trong công tác tìm kiếm, thăm dò dầu khí nhưng khi ứng dụng ở môi trường trầm tích
châu thổ (delta) chứa các lớp cát mỏng đứt đoạn thì các mạch sóng ghi được thường mờ nhạt, tính liên tục cũng như cường độ phản xạ
giảm mạnh nên rất khó nhận diện ranh giới giữa các tầng chứa sản phẩm. Đây là trở ngại rất lớn khi khoanh vùng các cồn cát bị chôn vùi
sâu có chứa sản phẩm dầu khí, dẫn đến xác định sai vị trí giếng khai thác (gây ra số lượng giếng khô cao, chi phí tăng...).
Bể trầm tích San Jorge (Argentina) được khai thác từ năm 1907, chủ yếu chứa các lớp sét ao hồ phân lớp dày và vùng ngập lụt, xen
kẽ bởi các lớp cát bồi tích mỏng, không liên tục, chủ yếu nhỏ hơn 4m, bị chôn vùi tới độ sâu 1.200 - 2.000m. Sau thời gian khai thác rất
dài cho thấy 95% tổng sản lượng đời mỏ chỉ thu được từ 5% tổng số giếng đã khoan, sản lượng trung bình của giếng khai thác chỉ đạt
13.000m3/giếng. Số lượng giếng khô hoặc không kinh tế được xác định là do vị trí đặt giếng khoan trước kia dựa vào tài liệu địa chấn 2D
chất lượng thấp.
Cuối thế kỷ XX, sau khi ứng dụng công nghệ đảo ngược địa thống kê dựa trên phương pháp mô phỏng ngẫu nhiên vào xử lý số liệu
địa chấn 3D, các sai lầm về tư duy lẫn kỹ thuật trong minh giải địa vật lý đã được khắc phục. Hiện nay, sản lượng khai thác ở bể San Jorge
chiếm 32% tổng sản lượng khí đốt của Argentina.
1. Giới thiệu
Bể trầm tích San Jorge được đưa vào khai thác từ năm
1907, đến nay vẫn chiếm 32% tổng sản lượng khai thác
dầu khí của Argentina. Quá trình tiến hóa địa chất thời kỳ
đầu của bể trầm tích này là do liên quan đến cùng một
quá trình tạo rift mở rộng Đại Tây Dương xảy ra vào đầu
kỷ Jurassic. Các hoạt động đứt gãy và quá trình bào mòn
địa phương đi kèm theo sự tiến triển của rift, tạo thuận
lợi cho lắng đọng trầm tích lục nguyên không có nguồn
gốc biển xảy ra chủ yếu trong kỷ Cretaceous sớm. Tại thời
điểm đó, chế độ địa kiến tạo Andean trở thành tác nhân
chính cung cấp nguồn vật liệu vụn núi lửa tập trung trong
cột trầm tích; đồng thời cũng là tác nhân tạo ra sự có mặt
phổ biến các xâm nhập batholic trong khu vực này. Trầm
tích vụn (clastic) lắng đọng trong khu vực tạo hydrocar-
bon đặc trưng bằng sét phân lớp dày có nguồn gốc ao hồ
và vùng ngập lụt xen kẽ với các thân cát chứa dầu khí khá
mỏng, thưa thớt.
Sự tập trung của các thân cát mỏng tương đối nhỏ
trong cột trầm tích được giải thích bằng các cấu trúc bồi
tích và sông ngòi phát triển diễn ra rất ngắn, phát triển
thành các lớp với bề dày chỉ khoảng từ 1 - 15m (trong đó
chủ yếu là các lớp mỏng hơn 4m). Cột trầm tích tiếp tục
60 DẦU KHÍ - SỐ 9/2019
GIỚI THIỆU CÔNG NGHỆ
Để cải thiện công tác phát triển mỏ, các chuyên
gia địa vật lý tìm cách khai thác thông tin về phạm vi
kéo dài theo phương nằm ngang và phương thẳng
đứng của đối tượng chứa dầu khí thông qua sử dụng
thông tin chứa trong biên độ phản xạ sóng địa chấn
3D sau cộng sóng (post-stack) các mạch ghi. Các thuộc
tính địa chấn chuẩn (standard seismic attributes) đều
là chỉ số mơ hồ về tính liên tục của thân cát do hiệu
ứng điều hướng trên mạch ghi (tuning effects) gây ra.
Do đó trước khi nghiên cứu các mối quan hệ về vật lý
đá (petrophysical) giữa sự có mặt của cát và tín hiệu
đáp- địa chấn (seimic response), các ảnh hưởng của
sóng nguồn (wavelet footprint) phải được loại bỏ khỏi
dữ liệu địa chấn. Nhóm tác giả sử dụng phương pháp
nghịch đảo địa chấn theo từng mạch ghi (trace-based
inversion), sau đó tìm cách cải thiện độ phân giải thẳng
đứng bằng kết quả đầu ra của kỹ thuật nghịch đảo địa
thống kê dựa trên phương pháp mô phỏng quá trình
ngẫu nhiên (stochastic simulation). Ý tưởng của việc
làm này là để nâng cao thêm độ phân giải (tốt) theo
phương nằm ngang của tài liệu địa chấn để tương
thích với dữ liệu có độ phân giải thẳng đứng cao hơn
nhiều từ tài liệu giếng khoan. Nghịch đảo địa chấn địa
thống kê cho phép tích hợp các thông tin có được từ
các nguồn đo khác nhau vào một hình ảnh đơn nhất,
phù hợp của tầng chứa sản phẩm.
2. Phương pháp thực hiện và kết quả của phương
pháp luận trong việc khoanh giới hạn phân bố các
lớp cát mỏng trong trầm tích delta
2.1. Dữ liệu địa chấn
Dữ liệu địa chấn 3D được lấy mẫu 2ms (mili giây),
băng tần số 6 - 85Hz, với tần số trung tâm bằng 35Hz.
Tại tần số 50Hz, với giả thiết tốc độ truyền sóng dọc (P)
V = 3.200m/s, bước sóng giao thoa (tuning wavelength
= λ/4) bằng 12,5m. Đây là độ phân giải thẳng đứng tốt
nhất mà ta có thể phục hồi lại từ tài liệu địa chấn.
Địa chấn 3D tiến hành ở Canadon de la Escondi-
da trên diện tích 194km2, kết quả được trình bày trên
Hình 2 dưới dạng lát cắt không gian - thời gian trên
đó có thể phân biệt dễ dàng các ranh giới phân chia
theo phương thẳng đứng của 3 lớp A (cát nén ép yếu,
độ rỗng lớn), B (cát rắn chắc), C (phiến sét, tuffs) trong
khu vực khai thác. Phiến sét (shale) chứa nhiều vật chất
hữu cơ nên là loại đá sinh hydrocarbon tiềm năng, một
phần rất lớn dầu khí đã sinh ra nhưng không di cư nên
cũng là một loại đá chứa, tốc độ truyền sóng P trong
phiến sét đạt khoảng 7.000 - 17.000ft/sec. Việc xử lý và
dịch chuyển thời gian sau cộng sóng đã bảo tồn được các
biên độ thật của sóng cũng như cực tiểu hóa nhiễu giả tín
hiệu không gian (spatial alias), một dạng nhiễu quy luật gắn
liền với thu nổ địa chấn thực địa.
2.2. Dữ liệu cơ lý đá
Các biểu đồ đối sánh (crossplot) của trở kháng âm học
của sóng dọc P (acoustic impedance AI = V×ρ với V là vận tốc
truyền sóng và mật độ đá (ρ)) và dữ liệu mật độ đúc rút từ các
kết quả đo trực tiếp trong giếng khoan thể hiện một số quy
luật nén ép thú vị. Hình 3 cho thấy rõ 3 phân lớp theo chiều
thẳng đứng. Lớp đầu ứng với nhánh parabol phía phải, tăng
đơn điệu ứng với số liệu đo trong lòng giếng dọc theo lớp A
Hình 2. Lát cắt thời gian với các tầng được minh giải mô tả các giới hạn thẳng đứng
của các lớp A, B, C. Logs tỷ phần cát được đặt tại vị trí 4 giếng khoan.
Hình 1. Bản đồ cơ sở vùng Canadon dela Escondida - vị trí các giếng (chấm vàng); dữ liệu địa
chấn/thời gian sóng đến máy thu sớm (màu đỏ) và thời gian sóng đến máy thu muộn (màu
tím) mô tả phân bố không gian tầng cát.
Th
ời
g
ia
n
tr
uy
ền
s
ón
g
(m
s)
61DẦU KHÍ - SỐ 9/2019
PETROVIETNAM
trong Hình 2. Tiếp theo, nhánh parabol (nằm giữa hình)
giảm nhẹ đơn điệu ứng với số liệu đo trong lòng giếng
dọc theo lớp B. Cuối cùng, nhánh parabol phía trên giảm
nhẹ đơn điệu ứng với số liệu đo trong lòng giếng dọc theo
lớp C. Lớp A có mật độ tăng dần thể hiện trên nhánh A là
hệ quả nén ép dưới tác dụng của áp suất thủy tĩnh đối với
các hạt sét lẫn trong cát. Lớp B và C thể hiện trên nhánh B,
C cho thấy biểu hiện dị thường về địa chất và địa vật lý của
thành phần đá so với nhánh/lớp A (Hình 3 - 7).
Các nghiên cứu mẫu lõi khoan dẫn đến kết luận tính
dị thường trên nhánh B, C là do đá vụn núi lửa (pyroclas-
tics) phân lớp mỏng chịu chế độ nén cơ học chi phối chủ
yếu lên thành phần sét trong hỗn hợp vụn núi lửa gây ra.
Sự khác nhau rõ ràng giữa nhánh B và C là do độ tập trung
của vụn núi lửa trong lớp C cao hơn so với trong lớp B
(Hình 4). Kết quả của trạng thái này là tuy cùng chịu chế
độ nén ép như nhau nhưng lớp C bị nứt vỡ mạnh hơn, làm
thay đổi mối quan hệ giữa độ thấm và độ rỗng đối với lực
nén. Các lớp phân dị (giữa các mặt minh giải) trên lát cắt
thời gian truyền sóng phản xạ ở Hình 2 được giải thích
chúng thể hiện giới hạn phân chia nhịp địa chất theo
phương thẳng đứng của 3 lớp A, B, C.
Mở rộng Hình 3 riêng cho phân lớp C, được biểu đồ
đối sánh (AI so sánh với mật độ đá) như trên Hình 4, cho
thấy nếu chỉ dựa trên độ phân giải của log thì khó phân
biệt các loại thạch học khi chỉ sử dụng duy nhất số liệu
trở kháng AI. Cùng một giá trị AI có thể gắn với sét, cát
rắn chắc hoặc cát bở rời (có độ rỗng tốt). Tuy nhiên, biểu
đồ AI cũng cho thấy sự phù hợp với số liệu mật độ đá đo
trong lòng giếng vì nó cũng cho khả năng phân dị rõ ràng
dọc theo 3 lớp thạch học (vỉa có mật độ thấp nhất là vỉa
có độ rỗng lớn nhất) nhưng nghịch đảo địa chấn sau cộng
sóng (chuyển từ bản ghi địa chấn sau cộng sang số liệu trở
kháng âm học) khó giúp phân biệt rõ ràng đặc điểm thạch
học của từng vỉa nhỏ của từng lớp địa chất. Muốn phân
chia thạch học lớp mỏng khi chỉ dùng dữ liệu địa chấn bắt
buộc phải kết hợp với số liệu đo một tham số phụ khác
liên quan đến trở kháng AI.
2.3. Tính đơn nhất thạch học và độ phân giải thẳng đứng
Để hiểu được khả năng phân tách các loại thạch học
bằng tài liệu địa chấn, nghiên cứu [1] đã sử dụng phép lọc
tần số low-pass (lọc lấy tần số thấp) đối với các đường log
AI và mật độ đá để chỉ giữ lại các thành phần tần số dưới
85Hz. Hình 5 trình bày biểu đồ đối sánh giữa AI và mật độ
đá (sau khi lọc giữ tần số thấp), cho thấy dù dữ liệu log chỉ
còn tần số thấp, các tập điểm trên biểu đồ đối sánh tương
ứng với 3 lớp nén ép (A, B, C) gần như vẫn còn giữ hình
Hình 3. Biểu đồ mô tả mối liên hệ giữa AI và mật độ đá thể hiện khuynh hướng nén ép
khác nhau trong 3 lớp A, B, C
Hình 4. Biểu đồ mô tả liên hệ giữa AI và mật độ đá trong lớp C
Hình 5. Biểu đồ mô tả mối liên hệ giữa AI và mật độ đá cùng một băng tần số của dữ liệu
địa chấn. Giá trị mật độ đá thay đổi từ lớp A xuống lớp B, C dao động từ 2,39g/cm3 đến
> 2,5g/cm3.
M
ật
đ
ộ
(g
/c
m
3 )
Compartment B
Compartment C
Compartment A
AI (g/cm3 × ft/s)
A
B
C
M
ật
đ
ộ
(g
/c
m
3 )
Cát rắn chắc
Phiến sét/tuffs
Cát thường
AI (g/cm3 × ft/s)
M
ật
đ
ộ
(g
/c
m
3 )
Compartment B
Compartment C
Compartment A
AI (g/cm3 × ft/s)
A
B
C
62 DẦU KHÍ - SỐ 9/2019
GIỚI THIỆU CÔNG NGHỆ
dạng như trước. Điều đặc biệt là các điểm mẫu (của log
giếng khoan) tại các tập (packet) cát (điểm màu xanh lá
cây) xuất hiện rõ ràng hơn ứng với các giá trị AI cao nhất
trong mỗi lớp nén ép.
Mặc dù độ phân giải thẳng đứng (vertical resolution)
thấp của dữ liệu địa chấn so với dữ liệu giếng khoan ngăn
cản việc xác định vỉa cát đơn lẻ tồn tại trong một không
gian rộng nhưng vẫn có thể cho phép phân tách được các
tập cát (hoặc hỗn hợp sét - cát trong đó thành phần cát
chiếm ưu thế) từ các nhịp (sequences) sét hoặc tuff. Như
vậy, vấn đề không phân tách được thạch học (không đơn
nhất thạch học) dựa trên AI tại độ phân giải log có thể có
đáp án có tính đơn nhất khi sử dụng dữ liệu AI từ địa chấn
(mặc dù độ phân giải thẳng đứng trên tài liệu địa chấn bị
giảm).
2.4. Phương pháp nghịch đảo mạch ghi sóng địa chấn
3D
Phương pháp nghịch đảo mạch ghi sóng địa chấn 3D
được tiến hành với thuật toán sparse-spike (thuật toán
xung nhọn thưa thớt), giúp phục hồi các sự kiện địa chấn
lên đến 70Hz với độ phân giải cao (không kèm theo nhiễu).
Để ước lượng sóng nguồn (wavelet), các tác giả sử dụng
số liệu check-shot và số liệu VSP (tuyến địa chấn thẳng
đứng) từ 17 giếng kiểm soát. Logs mật độ và logs âm học
được chỉnh sửa và xử lý (cân bằng) nhằm cực tiểu hóa một
cách nhất quán các hiệu ứng của các điểm gồ ghề/mấp
mô trong lòng giếng để thể hiện rõ các tính chất vỉa chứa
nằm sâu. Các điều kiện ràng buộc (bound constraints) hạn
chế không gian các nghiệm nghịch đảo (địa chấn) nhằm
bảo đảm tính ổn định của nghiệm ở một mức độ tin tưởng
được khi số liệu xử lý có mặt các nhiễu. Hình 6 cho thấy
các biên trên và dưới được chọn theo các dữ liệu giếng
kiểm tra để thể hiện đúng nhất khuynh hướng nén ép
(đường đen đậm ở giữa biểu đồ) và theo dạng biến thiên
của đường ghi số liệu AI trong lòng giếng (đường ngoằn
ngoèo màu tím giữa 2 biên được chọn).
Thông tin tần số thấp không có sẵn trong số liệu địa
chấn nhưng rất cần thiết để cung cấp khuynh hướng
nén ép (0 - 6Hz trong trường hợp đang xét) được mô
phỏng dưới dạng số thông qua nội suy số liệu AI lòng
giếng theo phương nằm ngang có trọng số, lấy từ các
giếng kiểm soát trong khu vực nghiên cứu. Thông tin
này (band 6Hz) được dùng để xây dựng đường ghi trở
kháng âm học tổng hợp bằng cách chập band 6Hz vào
với đường ghi trở kháng âm học rút ra từ số liệu địa chấn.
Hình 7 thể hiện lát cắt AI tổng (cộng kết quả mô phỏng
AI tần số thấp/simulated low-frequency AI/với AI đảo
Hình 6. Cách chọn biên trên và biên dưới trong quá trình đảo ngược số liệu địa chấn
thành trở kháng AI
Hình 7. Lát cắt AI nghịch đảo dọc lát cắt ở Hình 2. Thang màu thể hiện giá trị AI từ phần
đáy đến đỉnh các lớp đá trong miền tần số thấp.
Hình 8. Cận cảnh bức tranh trở kháng âm học nghịch đảo dọc theo lát cắt ở Hình 2. Giá trị
cao của logs ứng với đoạn chứa cát trùng với giá trị AI cao (Xem thêm thang màu ở Hình 7).
Th
ời
g
ia
n
(g
iâ
y)
1.0
1.4
1.5
1.6
1.7
1.8
1.9
2
AI (g/cm3 × ft/s)
15000 20000 25000 30000 35000 40000
63DẦU KHÍ - SỐ 9/2019
PETROVIETNAM
ngược tần số cao/inverted high-frequency AI/) dọc theo
cùng một tuyến với lát cắt ở Hình 2. Việc kiểm soát chất
lượng chặt chẽ, rộng rãi không chỉ tiến hành qua so sánh
sự phù hợp giữa trở kháng âm học đo trong lòng giếng
với trở kháng âm học rút ra từ số liệu địa chấn mà còn
cả trong việc xây dựng băng địa chấn tổng hợp cũng
như chọn sóng nguồn (wavelet) trung bình cho toàn
diện tích nghiên cứu của đề án. Nhìn chung, số liệu thu
được qua các bước xử lý trên đạt chất lượng rất tốt. Trong
phạm vi tần số thấp, các lớp cát do logs chỉ ra được thể
hiện qua dị thường AI cao hơn và các tập sét trùng với
giá trị dị thường AI thấp hơn. Điều này hoàn toàn phù
hợp với kết quả ở Hình 5 và 8.
2.5. Nghịch đảo địa thống kê (geostatistical inversion)
Công trình nghiên cứu xác định đặc trưng tầng chứa
Canadon de la Escondida có đặc điểm đặc biệt, đó là số
lượng lớn tài liệu giếng khoan và các giới hạn địa chất
nhất định được bổ sung cho tài liệu địa chấn. Về nguyên
tắc, do tần số lấy mẫu không gian của dữ liệu giếng khoan
tương đối cao, có khả năng giúp gia tăng khả năng phân
giải thẳng đứng cho các tập cát phát hiện được trên dữ
liệu địa chấn. Mục tiêu của nghiên cứu, do đó, sẽ là khả
năng phân tách các đơn vị cát độc lập hơn là các tập cát
có chứa sét.
Công trình trước đây của Haas và Dubrule đã thành
công trong việc sử dụng đồng thời số liệu địa chấn tích
hợp với số liệu khoan trong phương pháp ước lượng địa
thống kê (geostatistical estimates) của các tham số vỉa
chứa trong không gian giữa các giếng khoan. Kỹ thuật
được sử dụng trong phương pháp này dựa trên mô phỏng
quá trình xác suất bước ngẫu nhiên (random-walk sto-
chastic simulation) cho trường trở kháng âm học với cổng
chấp nhận hoặc loại trừ kết quả dựa trên sự phù hợp hay
không phù hợp với dữ liệu địa chấn hiện có. Sử dụng kỹ
thuật này, phương pháp trên đã giới hạn được không gian
nghiệm nghịch đảo trong khoảng khá hẹp và ít phụ thuộc
vào các dạng biểu đồ biến thiên (variogram) hơn so với
phương pháp nghịch đảo địa thống kê chuẩn.
Các nghiên cứu về bể trầm tích San Jorge đã sử dụng
kỹ thuật ước lượng tương tự trong đó ngoài việc nghịch
đảo các giá trị của AI, một bước đồng mô phỏng quá trình
xác suất (stochastic cosimulation) sinh ra các mẫu mô
phỏng thực độc lập (independent realization) cho thạch
học và giá trị mật độ của loại thạch học đó. Các mẫu mô
phỏng thực ngẫu nhiên (random realizations) này cần
thỏa mãn các hàm mật độ xác suất (probability density
function - PDFs) và được hiệu chỉnh từ biểu đồ thống kê
Hình 9. Biểu đồ thống kê mẫu (histogram) của trở kháng âm học AI đo trong lòng giếng.
Sự phù hợp rất tốt với biểu đồ phân bố Gauss (đường màu xanh) được trình bày để làm
chuẩn. Cách thể hiện lưỡng thức trong histogram được chọn là do ảnh hưởng của 2 loại
đá chính trong vùng nghiên cứu.
Hình 10. Ví dụ về biểu đồ biến thiên theo chiều ngang và chiều thẳng đứng ước định từ
các giá trị AI. Đường màu xanh, đỏ sậm và đỏ được dùng để xác định hướng các thăng
giáng và các mẫu trên cùng chiều, chiều cắt ngang hoặc thẳng đứng. Bảng số phía dưới
chỉ số hiệu của các mẫu trong số liệu ước định cách nhau 1m.
Hình 11. Lát cắt ngang của mật độ đá tầng chứa cạnh giếng kiểm tra. Giá trị AI lấy từ kết
quả nghịch đảo ghi địa chấn. Đường đen đậm là mặt phản xạ trong lát cắt. Thang màu thứ
hai (bên trái) mô tả bậc của AI với giá trị thấp và cao tương ứng đáy và đỉnh của mỗi lớp.
64 DẦU KHÍ - SỐ 9/2019
GIỚI THIỆU CÔNG NGHỆ
mẫu (sample histogram) của số liệu giếng khoan.
Cả 2 loại mẫu mô phỏng thực (realizations) này được
hiệu chỉnh thỏa mãn độ dài tương quan địa phương (lo-
cal correlation length) được xác định bởi các variograms
Hình 12. Cận cảnh mật độ đá tầng chứa lấy cạnh giếng kiểm tra. Đường AI (xanh) và
logs mật độ (đỏ) ở giữa hình. Đơn vị ở thang bên trái (AI) là g/cm3 × ft/s; đơn vị ở thang
thứ 2 (mật độ) là g/cm3.
Hình 13. Hình ảnh 3D của các khối cát riêng lẻ (màu xanh) cạnh giếng kiểm tra dựa trên
dữ liệu nghịch đảo địa thống kê.
Hình 14. Hình ảnh mặt nằm ngang diễn tả bề dày tổng của lớp cát giữa tầng B và C. Vị
trí giếng khoan đề xuất (ô trắng) từ kết quả nghiên cứu của đề án. Các lớp cát dày phân
bố hẹp (màu đỏ) và các lớp cát mỏng, phân bố rộng (màu tím).
tương ứng. Trên chiều thẳng đứng, các variograms được
ước định từ các phép đo trong lòng giếng và theo chiều
nằm ngang, các variograms được ước lượng từ các giá trị AI
được nghịch đảo từ mạch ghi địa chấn (Hình 10). Các mẫu
mô phỏng thực địa - thống kê (geostatistical realizations)
được giới hạn tiếp sao cho giá trị trùng khớp với số liệu đo
tại giếng khoan. Sinh ra ngẫu nhiên độc lập trong quá trình
mô phỏng, mỗi cặp mẫu mật độ - thạch học sau đó được
áp vào mô hình vật lý đá giả định (assumed petrophysical
relationship) và cho ra chỉ với một giá trị AI độc nhất. Mô
hình vật lý đá này được giả định mang tính đại diện cho
các biểu hiện trong vỉa chứa tại dải tần số đo được. Tiếp
theo, các giá trị AI được dùng để tạo băng địa chấn tổng
hợp (mô phỏng), sau cộng (poststack), bằng cách tích chập
chúng với cùng sóng nguồn được sử dụng trước đây trong
phép nghịch đảo AI từ mạch ghi địa chấn. Nếu băng địa
chấn tổng hợp quá khác so với số liệu địa chấn thực thì cặp
mẫu mật độ - thạch học từ mô phỏng ngẫu nhiên này bị
loại bỏ và một cặp mẫu ngẫu nhiên mới được sinh ra từ
hàm mật độ xác suất (PDF) tương ứng. Thủ tục này được tự
động lặp lại cho đến khi tiêu chuẩn trùng hợp/tương thích
(matching) được thỏa mãn tốt