Dự báo rủi ro sinh cát tại các tầng chứa cố kết yếu sử dụng phương pháp địa cơ học tích hợp: Nghiên cứu điển hình ở bể Cửu Long, ngoài khơi Việt nam
Tóm tắt
Hiện tượng sinh cát trong quá trình khai thác dầu khí là một trong những thách thức trong vận hành khai thác, đặc biệt tại các tầng chứa cố kết yếu như cát kết Miocene, bể Cửu Long, gây ra suy giảm sản lượng, hư hỏng thiết bị, thậm chí phải bỏ giếng. Do đó, dự báo chính xác tiềm năng sinh cát là điều kiện tiên quyết trong tối ưu hóa thiết kế hoàn thiện giếng và lựa chọn phương pháp kiểm soát cát phù hợp.
Nghiên cứu này trình bày phương pháp tiếp cận địa cơ học “đồng thuận” dựa trên tổ hợp năm chỉ số nhằm dự báo rủi ro sinh cát tại các tầng chứa cố kết yếu: (1) thời gian truyền sóng âm học (DTCO), (2) chỉ số sinh cát BI, (3) tỷ số Schlumberger (SR), (4) mô đun đàn hồi tổng hợp (Ec), và (5) cường độ chịu nén đơn trục (UCS). Các chỉ số này được xác định từ tài liệu địa vật lý giếng khoan cơ bản (gamma, sóng âm, mật độ) kết hợp với các tham số địa cơ học tính toán.
Phương pháp được áp dụng tại một giếng khoan thuộc lô 01&02 bồn trũng Cửu Long, với năm thân cát chính được phân tầng thành 15 phân đoạn nhỏ dựa trên thay đổi đặc trưng vật lý thạch học (địa vật lý giếng khoan). Kết quả nghiên cứu cho thấy sự không đồng nhất lớn trong nội bộ thân cát: Thân cát 1-4 đồng loạt thể hiện mức rủi ro cao với các giá trị đặc trưng thấp hơn ngưỡng tới hạn, trong khi thân cát 5 nhìn chung biểu hiện trung bình ở mức rủi ro thấp-trung bình. Phân tích chi tiết Cát 5 nhận diện ba phân đoạn nhỏ riêng biệt với đặc tính khác biệt đáng kể. Kết quả khai thác giếng khẳng định độ tin cậy dự báo, khi áp suất giảm 600 psi bắt đầu xuất hiện cát tại các đoạn đã dự báo.
Trên cơ sở các kết quả đạt được, nghiên cứu khuyến nghị áp dụng biện pháp kiểm soát cát chủ động cho toàn bộ các đoạn có mức rủi ro cao nhằm đảm bảo khai thác an toàn và bền vững. Phương pháp tích hợp đa chỉ số nâng cao độ tin cậy đáng kể so với các phương pháp chỉ sử dụng 1 chỉ số đơn lẻ, đồng thời có thể ứng dụng rộng rãi cho các điều kiện địa chất tương tự, giảm đáng kể nhu cầu phân tích mẫu lõi, đặc biệt phù hợp khi mẫu lõi hạn chế hoặc không có sẵn.
Các tài liệu tham khảo
T.J. Ajayi, O.Y. Adeogun, and Omeru, “Predicting sanding potential using empirical method in "Ebendo" field, Niger Delta, Nigeria”, Journal of Applied Sciences and Environmental Management, Volume 26, Issue 9, pp. 1557 - 1564, 2022.
Sadegh Asadi, Khalil Rahman, Hoanh V. Pham, Thao Le Minh, and Andy Butt, “Sand production assessment considering the reservoir geomechanics and water breakthrough”, The APPEA Journal, Volume 55, Issue 1, p. 215 - 224, 2015. DOI: 10.1071/aj14016.
I.D.R. Bradford, J. Fuller, P.J. Thompson, and T.R. Walsgrove, “Benefits of assessing the solids production risk in a North Sea reservoir using elastoplastic modelling”, SPE/ISRM Rock Mechanics in Petroleum Engineering, Trondheim, Norway, 8 - 10 July 1998. DOI: 10.2118/47360-MS.
Ma Dong, Bian Long, Li Lun, and Hu Juncheng, “Application of logging data in predicting sand production in oilfield”, Electronic Journal of Geotechnical Engineering, Volume 18, pp. 6173 - 6180, 2013.
Ehsan Khamehchi and Ebrahim Reisi, “Sand production prediction using ratio of shear modulus to bulk compressibility (case study)”, Egyptian Journal of Petroleum, Volume 24, Issue 2, pp. 113 - 118, 2015. DOI: 10.1016/j.ejpe.2015.05.002.
Osaki Lawson-Jack, Etim D. Uko, Iyeneomie Tamunobereton-Ari, and Matthew A. Alabraba, “Geomechanical characterization of a reservoir in part of Niger Delta, Nigeria”, Asian Journal of Applied Sciences and Technology, Volume 3, Issue 1, pp. 10 - 30, 2019.
Khalil Rahman, Abbas Khaksar, and Toby Kayes, “Minimizing sanding risk by optimizing well and perforation trajectory using an integrated geomechanical and passive sand-control approach”, SPE Annual Technical Conference and Exhibition, Denver, Colorado, USA, 21 - 24 September 2008. DOI: 10.2118/116633-MS.
Surej Kumar Subbiah, Lex de Groot, and Hilbrand Graven, “An innovative approach for sand management with downhole validation”, SPE International Symposium and Exhibition on Formation Damage Control, Lafayette, Louisiana, USA, 26 - 28 February 2014. DOI: 10.2118/168178-MS.
Kingsley Maraizu Ogbuagu, Chukwuemeka Ngozi Ehirim, and Tamunonengiyeofori Dagogo, “Evaluation of formation susceptibility and sand production potential in an offshore field, Niger Delta basin, Nigeria”, Energy Geoscience, Volume 5, Issue 1, 2024. DOI: 10.1016/j.engeos.2023.100213.
S.M. Willson, Z.A. Moschovidis, J.R. Cameron, and I.D. Palmer, “New model for predicting the rate of sand production”, SPE/ISRM Rock Mechanics Conference, Irving, Texas, 20 - 23 October 2002. DOI: 10.2118/78168-MS.
Hoàng Thanh Tùng, Lê Thị Hoàng Thi, Trương Hoài Nam, Lê Vũ Quân, và Tạ Văn Cường, “Ứng dụng mô hình giải tích để dự báo khả năng sinh cát của các vỉa khí tầng miocene mỏ Hải Thạch, bể Nam Côn Sơn”, Tạp chí Dầu khí, Số 12, trang 16 - 26, 2016.
Tạ Quốc Dũng, Lê Thế Hà, và Nguyễn Tiến Đạt, “Ứng dụng phương pháp địa thống kê trong dự báo các thông số địa cơ học và ứng dụng mô hình SANDPIT3D trong dự báo sinh cát cho giếng khai thác ở bể Nam Côn Sơn”, Tạp chí Dầu khí, Số 4, trang 39 - 50, 2019.
Ta Quoc Dung, and Hoang Thanh Tung, “The model to predict sand production for production wells in the Cuu Long basin”, Journal of Science and Technology Development, Volume 17, Issue 3, pp. 172 - 178, 2014. DOI: 10.32508/stdj.v17i3.1493.
Tạ Quốc Dũng, và Hoàng Trọng Quang, Nghiên cứu điều kiện sinh cát và thiết lập chương trình mô phỏng sinh cát trong các giếng khoan khai thác dầu tầng Miocene thềm lục địa Việt Nam. Trung tâm Phát triển Khoa học Công nghệ trẻ, 2003.
Per Horsrud, “Estimating mechanical properties of shale from empirical correlations”, SPE Drilling and Completion, Volume 16, Issue 2, pp. 68 - 73, 2001. DOI: 10.2118/56017-PA.
G.H. McNally, “Estimation of coal measures rock strength using sonic and neutron logs”, Geoexploration, Volume 24, Issue 4 - 5, pp. 381 - 395, 1987. DOI: 10.1016/0016-7142(87)90008-1.
Petronas, HIIP and reserves assessment report, 2013.
1. Tác giả giao bản quyền bài viết (tác phẩm) cho Tạp chí Dầu khí, bao gồm quyền xuất bản, tái bản, bán và phân phối toàn bộ hoặc một phần tác phẩm trong các ấn bản điện tử và in của Tạp chí Dầu khí.
2. Bằng cách chuyển nhượng bản quyền này cho Tạp chí Dầu khí, việc sao chép, đăng hoặc sử dụng một phần hay toàn bộ tác phẩm nào của Tạp chí Dầu khí trên bất kỳ phương tiện nào phải trích dẫn đầy đủ, phù hợp về hình thức và nội dung như sau: tiêu đề của bài viết, tên tác giả, tên tạp chí, tập, số, năm, chủ sở hữu bản quyền theo quy định, số DOI. Liên kết đến bài viết cuối cùng được công bố trên trang web của Tạp chí Dầu khí được khuyến khích.
