Luận án tiến sĩ về đặc tính tầng chứa đá cacbonat tuổi Mioxen tại mỏ CX - Nguyễn Trung Dũng

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TR¯àNG ĐẠI HàC Mâ - ĐÞA CHẤT NGUYỄN TRUNG DŨNG ĐẶC TÍNH TẦNG CHỨA ĐÁ CACBONAT TUỔI MIOXEN GIỮA Mâ CX LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT Hà Nội - 2024 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TR¯àNG ĐẠI HàC Mâ - ĐÞA CHẤT NGUYỄN TRUNG DŨNG ĐẶC TÍNH TẦNG CHỨA ĐÁ CACBONAT TUỔI MIOXEN GIỮA Mâ CX Ngành: Kỹ thuật Đßa vật lý Mã số: 9520502 Ng°ái h°ßng dẫn khoa hác: 1. PHAN THIÊN HƯƠNG 2. CÙ MINH HOÀNG Hà Nội - 2024 i LäI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đÅ tài <Đặc tính tÅng chąa đá cacbonat tuái Mioxen giāa mß CX= là công trình nghiên cąu căa riêng tôi. Các sá liáu, kÃt quÁ nêu trong luÁn án là trung thăc và ch°a từng đ°ÿc ai công bá trong bÃt cą mát công trình nào khác ç trong và ngoài n°ãc.

Hà Nái, ngày & tháng & năm 2024 Tác giÁ luÁn án Nguyßn Trung Dũng ii MĀC LĀC Nội dung Trang LäI CAM ĐOAN i DANH MĀC CÁC KÝ HIàU, CÁC CHĀ VIÂT TÂT iv DANH MĀC BÀNG BIÆU vi DANH MĀC HÌNH VÀ vii DANH MĀC PHĀ LĀC x Mæ ĐÄU 1 CH¯¡NG 1. TàNG QUAN VÄ KHU VĂC NGHIÊN CĄU 11 1.1 Vá trí và đặc điÇm đáa chÃt căa đái t°ÿng nghiên cąu 11 1.2 Đặc điÇm tÅng chąa cacbonat tuái Mioxen giāa mß CX 17 CH¯¡NG 2. PH¯¡NG PHÁP VÀ C¡ Sæ DĀ LIàU NGHIÊN CĄU 24 2.1 Phân chia đá chąa cacbonat 24 2.2 Ąng dāng hãc máy phân lo¿i đ¢n vá dòng chÁy và dă báo đá thÃm căa 36 đá chąa cacbonat 2.4 Chu trình nghiên cąu 52 2.5 C¢ sç dā liáu nghiên cąu 54 CH¯¡NG 3. ĄNG DĀNG CÁC PH¯¡NG PHÁP HâC MÁY PHÂN 60 NHÓM Đ¡N Và DÒNG CHÀY 3.1 Ąng dāng hãc máy không giám sát trong phân nhóm đá chąa cacbonat 60 theo Đ¢n vá dòng chÁy 3.2 KÃt quÁ phân nhóm ĐVDC cho đái t°ÿng nghiên cąu 62 CH¯¡NG 4.

DĂ BÁO Đà THÂM BÄNG CÁC PH¯¡NG PHÁP HâC 70 MÁY 4.1 Ąng dāng hãc máy có giám sát trong dă báo ĐVDC/Đá thÃm 70 4.2 KÃt quÁ dă báo nhóm ĐVDC/Đá thÃm 71 iii CH¯¡NG 5. DĂ BÁO Đà BÃO HÒA N¯âC DĂA TRÊN Đ¡N Và 88 DÒNG CHÀY VÀ KÂT QUÀ DĂ BÁO Đà THÂM 5.1 Xây dăng mô hình tính đá bão hòa n°ãc theo chiÅu cao 88 5.2 KÃt quÁ dă báo đá bão hòa n°ãc Sw dăa trên mô hình đá bão hòa theo 94 chiÅu cao KÂT LUÀN VÀ KIÂN NGHà 98 DANH MĀC CÁC BÀI BÁO, CÔNG TRÌNH KHOA HâC Đà CÔNG Bà 100 CĂA TÁC GIÀ TÀI LIàU THAM KHÀO 102 iv DANH MĀC CÁC KÝ HIàU, CÁC CHĀ VI¾T TÂT Kí hiáu Chú thích ANN Artificial Neural Network - Mạng nơ-ron nhân tạo DTC Đường cong đo siêu âm sóng nén (µs/ft) DTS Đường cong đo siêu âm sóng ngang(µs/ft) ĐVLGK Địa vật lý giếng khoan FCM Fuzzy C-means - Phương pháp phân cụm mờ FWL Free Water Level - Mực nước tự do (m) FZI Flow Zone Indicator – Chỉ báo dòng chảy FZI_Core FZI từ phân tích mẫu lõi FZI_Pred FZI dự báo từ học máy HAFWL Chiều cao phía trên mực nước tự do (m) HFU Hydraulic Flow Unit - Đơn vị dòng chảy HFU_Core HFU từ phân tích mẫu lõi HFU_Pred HFU dự báo từ Học máy IFT Sức căng bề mặt (dyn/cm) K_Core Độ thấm từ phân tích mẫu lõi (mD) K_Pred Độ thấm dự báo áp dụng phương pháp học máy (mD) K_Pred_FZI Độ thấm dự báo theo kết quả dự báo FZI từ Học máy (mD) Độ thấm dự báo theo kết quả dự báo nhóm HFU_Pred từ Học máy K_Pred_HFU (mD) LOG Tài liệu đo ĐVLGK MD Chiều sâu theo thân giếng (m) Phương pháp đo áp suất thành hệ, nhiệt độ và lấy mẫu chất lưu MDT/RCI theo điểm MSFL Đường cong đo vi điện cực hội tụ cầu (ohm.m) NPHI Đường cong độ rỗng neutron Pc Áp suất mao dẫn (psi) PHI_Core Độ rỗng từ phân tích mẫu lõi RCAL Routine Core Analysis - Phân tích mẫu thông thường RD Đường cong điện trở đo sâu sườn (ohm.m) RHOB Đường đo mật độ (g/cm3) RQI Rock Quality Index – Chỉ số chất lượng đá chứa RS Đường cong điện trở đo nông sườn (ohm.m) SCAL Special Core Analysis - Phân tích mẫu đặc biệt Saturation Height Function - Phương pháp tính độ bão hòa nước SHF theo chiều cao so với mực nước tự do v SOM Self Organizing Map - Mạng nơ-ron tự tổ chức SVM Support Vector Machine - Máy vector hỗ trợ Sw_SHF Độ bão hòa nước tính theo chiều cao SwT Độ bão hòa nước tính theo logs TVDss Chiều sâu thẳng đứng tuyệt đối (m) vi DANH MĀC BÀNG BIÂU STT Tên bảng biểu Trang Bảng 2.1 Giá trị góc tiếp xúc và sức căng bề mặt của một số hệ chất lưu 51 cơ bản Bảng 2.2 Thông tin các giếng khoan trên khu vực mỏ CX 54 Bảng 2.3 Bảng tổng hợp các phép đo ĐVLGK trong các giếng khoan 55 trên mỏ CX Bảng 2.4 Thông tin các phân tích mẫu lõi đã thực hiện trên mỏ CX 58 Bảng 3.1 So sánh kết quả phân nhóm HFU sử dụng các thuật toán Học 66 máy Bảng 3.2 Bảng phân nhóm ĐVDC theo giá trị FZI theo thuật toán K- 67 means Bảng 4.1 Hệ số tương quan giữa các đường đo ĐVLGK và kết quả phân 73 tích mẫu lõi Bảng 4.2 Bảng kết quả sử dụng các thuật toán Học máy để dự báo 77 FZI_Pred và độ thấm K_Pred Bảng 4.3 Kết quả sử dụng các thuật toán Học máy để dự báo HFU_Pred 80 Bảng 4.4 Kết quả xác thực và kiểm tra của các phương pháp dự báo 82 FZI, độ thấm K và HFU Bảng 4.5 Bảng so sánh hệ số tương quan giữa độ thấm dự báo từ các 84 phương pháp khác nhau so với giá trị độ thấm từ mẫu lõi K_core Bảng 5.1 Bảng sai số kết quả khớp mô hình dự báo Sw 90 vii DANH SÁCH HÌNH VẼ STT Tên hình vẽ Trang Hình 1.1 Vị trí mỏ CX và các giếng khoan lân cận (trên nền bản đồ các 11 bể trầm tích Kainozoi ở Việt Nam - theo Phan Trung Điền) Hình 1.2 Bản đồ phân chia cấu trúc khu vực Nam bể sông Hồng (PVN 12 2007) Hình 1.3 Các đơn vị cấu trúc phần Nam bể Sông Hồng thể hiện trên mặt 13 cắt địa chấn theo hướng Tây – Đông (Địa chất tài nguyên dầu khí Việt Nam) Hình 1.4 Cột địa tầng tổng hợp khu vực Nam bể Sông Hồng (VPI, 2012) 16 Hình 1.5 Vị trí các giếng khoan và phân bố đá vôi hệ tầng Tri Tôn, phía 19 Nam bể Sông Hồng (Nguyễn Xuân Phong và nnk, 2017) Hình 1.6 Mặt cắt địa chất Bắc - Nam qua khu vực nghiên cứu (Nguyễn 20 Xuân Phong và nnk, 2017) Hình 1.7 Trích đoạn tuyến địa chấn BP89 theo hướng ĐB-TN minh họa 20 các tập cacbonat Mioxen phát triển trên đới nâng Tri Tôn (theo Vũ Ngọc Diệp, 2012) Hình 1.8 Quan hệ rỗng thấm từ kết quả phân tích mẫu lõi trên mỏ CX 22 Hình 1.9 Giá trị độ gắn kết xi măng m từ phân tích mẫu mỏ CX 23 Hình 1.10 Giá trị hằng số bão hòa n từ phân tích mẫu mỏ CX 23 Hình 2.1 Phân loại đá theo Dunham (1962) - được cải tiến bởi Embry - 26 Klovan (1971) Hình 2.2 Phân loại đá theo lỗ rỗng: Archie (1952), Choquette và Pray 27 (1970), Lucia (1983) Hình 2.3 Thuận lợi và hạn chế của từng định hướng phân nhóm đá chứa 30 cacbonat (Rebelle Michel và Lalanne Bruno, 2014) Hình 2.4 Phân nhóm đá chứa cacbonat theo Lucia 31 Hình 2.5 Giản đồ phân nhóm Đơn vị dòng chảy theo FZI 35 Hình 2.6 Phân nhóm các phương pháp học máy 39 Hình 2.7 Ví dụ mô hình cây quyết định 42 Hình 2.8 Mô hình huấn luyện trong Random Forest 43 Hình 2.9 Mô hình dự báo trong Random Forest 43 Hình 2.10 Mô hình mạng nơ-ron nhân tạo ANN 44 Hình 2.11 Mô hình sử dụng phương pháp SVM 45 Hình 2.12 Đồ thị của quá trình phân chia hoặc hợp nhất theo phương 47 pháp phân cụm phân cấp (đồ thị dendrogram) viii Hình 2.13 Cơ cở phương pháp tính độ bão hòa nước theo chiều cao so 50 với mực nước tự do Hình 2.14 Mô hình phụ thuộc giữa độ bão hòa nước Sw và chiều cao so 52 với mực nước tự do h Hình 2.15 Chu trình nghiên cứu áp dụng cho luận án 53 Hình 2.16 Tài liệu đo ĐVLGK trong GK1 56 Hình 2.17 Tài liệu đo ĐVLGK trong giếng GK2 57 Hình 2.18 Tài liệu đo ĐVLGK trong giếng GK3 57 Hình 2.19 Tài liệu đo ĐVLGK trong giếng GK4 58 Hình 3.1 Ví dụ phương pháp điểm khủy tay 61 Hình 3.2 Biểu đồ phân bố xác suất giá trị FZI_CORE các giếng GK2, 62 GK3, GK4 Hình 3.3 Biểu đồ histogram giá trị FZI_CORE các giếng GK2, GK3, 63 GK4 Hình 3.4 Kết quả lựa chọn số nhóm và kết quả phân nhóm theo 5 ĐVDC 64 theo phương pháp K-means Hình 3.5 Kết quả lựa chọn số nhóm và kết quả phân nhóm theo phương 64 pháp Ward với 5 ĐVDC Hình 3.6 Kết quả lựa chọn số nhóm và kết quả phân nhóm theo phương 65 pháp mạng nơ-ron tự tổ chức SOM với 4 ĐVDC Hình 3.7 Kết quả lựa chọn số nhóm và kết quả phân nhóm theo phương 65 pháp phân cụm mờ C-means FCM với 4 ĐVDC Hình 3.8 So sánh kết quả phân nhóm đá chứa theo phương pháp truyền 67 thống (a) và kết quả phân nhóm đá chứa theo ĐVDC sử dụng kĩ thuật học máy (b) Hình 3.9 Một số phân tích lát mỏng đại diện cho các ĐVDC tại các 68 giếng mỏ CX Hình 3.10 Dải phân bố các giá trị K_core, PHI_core, FZI_core cho từng 69 ĐVDC Hình 4.1 Đưa số liệu mẫu lõi về cùng độ sâu với tài liệu đo ĐVLGK 72 GK2 Hình 4.2 Kiểm tra độ tương quan giữa độ thấm từ mẫu lõi K_core và 74 các đường đo ĐVLGK GK2 Hình 4.3 Kiểm tra độ tương quan giữa độ thấm từ mẫu lõi K_core và 75 các đường đo ĐVLGK GK3 Hình 4.4 Kiểm tra độ tương quan giữa độ thấm từ mẫu lõi K_core và 76 các đường đo ĐVLGK GK4 ix Hình 4.5 Kết quả xác thực và thử mô hình dự báo FZI sử dụng thuật 78 toán Gaussian Processing Regression Exponential Hình 4.6 So sánh kết quả dự báo độ thấm K từ kết quả dự báo FZI và độ 79 thấm từ mẫu lõi, R2 =0.7 Kết quả xác thực và thử dự báo đột thấm K sử dụng thuật toán 79 Hồi qui quá trình Gaussian Exponential Hình 4.8 Kết quả xác thực và thử mô hình dự báo ĐVDC sử dụng thuật 81 toán Ensemble Optimizable Hình 4.9 Kết quả dự báo độ thấm K_PRED_HFU từ HFU dự báo từ số 81 liệu thử so với độ thấm từ mẫu lõi K_CORE Hình 4.10 Hệ số tương quan giữa độ thấm tính theo kết quả dự báo FZI 83 K_pred_FZI và độ thấm mẫu lõi K_core Hình 4.11 Hệ số tương quan giữa độ thấm tính theo kết quả dự báo HFU 83 K_pred_HFU và độ thấm mẫu lõi K_core Hình 4.