Khóa luận Nghiên cứu tính trữ lượng khí của lô (A) bồn trũng Mã Lay – Thổ Chu

ït nhỏ đôi khi hạt thô. Hệ tầng có chiều dày thay đổi từ 30 – 500m. Trong trầm tích của hệ tầng đã phát hiện các hóa thạch bào tử phấn hoa, Foraminifera, Nannofossil thuộc phứ hệ Fl.Meridonalis – Stenochlaenalaurifolia – Antocerisporites. Trong thành phần bào tử phấn hoa có nhiều Carya, Antingiatrong thành phần thực vật núi cao của Pinu, Podocarpus… Môi trường thành tạo là biển nông chịu ảnh hưởng của nguồn lục địa . Hệ Neogen – Thống Plioxen – Hệ tầng Biển Đông (N2bđ) Trầm tích của hệ tầng phát triển và gắn liền với quá trình hình thành thềm lục địa biển Đông và đặc trưng bởi sét, bột xám và xám xanh mềm dẻo xen kẽ các lớp bở rời, chủ yếu là hạt nhỏ, đôi chỗø hạt trung, thô bán gốc cạnh, bán tròn cạnh, chọn lọc tốt chứa nhiều háo đá động vật biển(Foram, Mollusca) . Trầm tích hệ tầng biển Đông phân bố rộng khắp trong bể có chiều dày tương đối ổn định 400m – 600m. Môi trường thành tạo là trầm tích biển . Hình 4 : Địa tầng tổng hợp thềm lục địa Tây Nam - Việt Nam Hình 5 :Sơ đồ mặt cắt bể MaLay – Thổ Chu CHƯƠNG III: KIẾN TẠO PHÂN TẦNG CẤU TRÚC Tầng cấu trúc dưới (móng trước Đệ Tam) Bản đồ cấu trúc móng trước Đệ Tam cho thấy móng ở rìa Đông Bắc bể Mã Lay - Thổ Chu thuộc phần lục địa Việt Nam có dạng đơn nghiêng, bị các hệ thống đứt gãy thuận có biên độ dịch chuyển không lớn nằm theo hướng Tây Bắc – Đông Nam phân cắt nên những hố sụp, khối nâng nhỏ với mức độ thấp. Thành phần vật chất móng đệ tam gồm đá biến chất đa khoáng, có cát kết dạng quarzit phân dị mỏng.Tuổi được xác định từ Pecmi – Kreta. Bề mặt móng bị phân dị mạnh bởi quá trình tách giãn vá nén ép, phong hóa trong phạm vi toàn vùng. Tầng cấu trúc trên (trầm tích Đệ Tam hiện đại) Tầng cấu trúc trên là những trầm tích phủ bất chỉnh hợp trên móng, bề dày tầng trầm tích này khoảng 2600 m. Tầng này có thể chia làm 3 phần sau : Phụ tầng cấu trúc Oligoxen Phụ tầng cấu trúc Mioxen Phụ tầng cấu trúc Plioxen – Đệ tứ Phụ tầng cấu trúc Oligoxen Phụ tầng này gồm K, L được thành tạo bởi các vật liệu tầng trầm tích lấp đầy các địa hào trong suốt thời kỳ tách giãn và tạo Rifft trong môi trường biển nông. Phụ tầng Oligoxen có độ dày thay đổi từ 500 – 800m và trong phụ tầng này có tầng sét K được coi là tầng đá mẹ sinh dầu khí chính trong khu vực Phụ tầng cấu trúc Mioxen Phụ tầng trầm tích Mioxen nằm phủ bất chỉnh hợp trên tầng trầm tích Oligoxen được thành tạo trong môi trường biển nông và đồng bằng ven biển. các thành tạo Mioxen được đặt trưng bởi các trầm tích lục nguyên như: cát kết, bột kết, sét kết, xen kẽ các vỉa than mỏng dao động trong khoảng 1800 – 2200m. Nó đóng vai trò là tầng sinh, tầng chứa dầu khí chính, được chắn bởi các vỉa sét có chiều dày từ 3 – 6 m. Các vỉa dầu khí được phát hiện chủ yếu nằm trong Mioxen dưới. Phụ tầng cấu tạo plistoxen – Đệ tứ Trầm tích phụ tầng này chủ yếu là tập sét bột, và cát kết hạt mịn xen kẽ với bề dày thay đổi. Các tập sét biển nông hầu như không thấm, đóng vai trò là màn chắn tốt. QUÁ TRÌNH TIẾN TRIỂN TRẦM TÍCH ĐỆ TAM Giai đọan sang bằng kiến tạo trước khi hình thành các bể trầm tích Đệ tam (Paleoxen) Trầm tích Paleoxen hầu như không phát hiện thấy ở thềm lục địa Việt Nam. Điều đó phù hợp nhận định rằng: Paleoxen là thời kỳ san bằng kiến tạo mang tính chất khu vực, đó là kết quả của quá trình nâng lên và bị bóc mòn của những pha cuối cùng của thời kỳ tạo núi Yến Sơn. Paleoxen chính là thời kỳ chuyển tiếp giữa hai giai đoạn vận động tạo núi Yến Sơn ( Jura – Kreta – Paleoxen) và Hymalaya ( Eoxen – Oligoxen – Mioxen - Neogen). Kết quả đã được phản ánh bằng hai phức hệ kiến trúc hoàn toàn khác nhau : Phức hệ dưới ( móng của trầm tích Đệ Tam ) liên quan đến các thành tạo Paleozoi – Mezozoi, bị uốn nếp, biến vị mạnh, và phức hệ trên ( trầm tích Đệ Tam ) bao gồm các trầm tích lục nguyên với Kanozoi ít bị biến dị và phát riển liên quan chặt chẻ với sự hình thành và phát triển của các trũng trên thềm . Giai đọan hình thành các bể trầm tích Đệ Tam ( Eoxen – Oligoxen ) Vào đầu Eoxen, do ảnh hưởng của các pha đầu vận động tạo núi Hymalaya, các đứt gãy sâu có phương Tây Bắc - Đông Nam được hình thành từ trước Đệ Tam tiếp tục họat động trở lại, trong đó có các đứt gãy tạo nên những địa hào hẹp nhưng rất sâu, được lấp đầy bởi các trầm tích hạt thô. Kết quả của những họat động kiến tạo kiểu này làm cho lực tách giãn ngày càng mạnh, và đến Oligoxen hoạt động của hệ thống đứt gãy theo hướng Đông Bắc – Tây Nam tăng lên. Các họat động tách giãn của Biển Đông đã mở ra các bồn trũng của thềm lục địa và được ngăn cách bằng các đới nâng khu vực. Như vậy, thực tế là các trầm tích Oligoxen đã được thành tạo đồng thời với quá trình tách giãn liên tục . Giai đoạn phát triển và mở rộng các bể trầm tích Đệ tam ( Mioxen sớm – giữa ) Như đã nói ở trên, sau giai đoạn tạo Rift về cơ bản các bồn trũng và các dãy nâng tương đối, các hố sâu đã được hình thành. Họat động có tính chu kỳ trở lại của tạo núi Hymalaya vào đầu Mioxen sớm đã tác động gây ảnh hưởng đến chuyển động nâng lên và hạ xuống mang tính chất khu vực. Trầm tích Mioxen sớm đã phủ chồng gối trên các trầm tích Oligoxen và chịu ảnh hưởng kế thừa bề mặt địa hình đã được tạo lập vào cuối Oligoxen. Giai đoạn phát triển và mở rộng các bồn trũng Đệ Tam đã tạo nên những tầng chứa dầu khí quan trọng, đó là những doi cát, thân cát có liên quan đến trầm tích cửa sông, hoặc tiền châu thổ trong các trầm tích trước tam giác châu. Giai đọan xóa nhòa thu hẹp các bể trầm tích Đệ tam (Mioxen muộn) Vào thời kỳ này, mặt cắt trầm tích tướng tam giác châu và biển nông bị thu hẹp dần, thay vào đó là các trầm tích lục địa.Có lẽ vào giai đoạn này liên quan đến các chuyển động nâng trong toàn khu vực, tạo nên bề mặt bào mòn giữa Mioxen giữa và Mioxen trên, đồng thời tạo nên những phần uốn nếp trong Neogen. Giai đọan hình thành thềm lục địa ( Plioxen ) Vào thời kỳ Plioxen, hoạt động biển tiến bắt đầu ảnh hưởng và phát triển rộng khắp khu vực Biển Đông.Trầm tích Plioxen phủ trên mặt bào mòn như một bất chỉnh hợp góc đặc trưng. Các tập trầm tích thể hiện rõ đặc tính phân lớp nghiêng, thoải, song song hoặc xiên chéo với chiều dày tăng dần về phía trung tâm và được mở rộng ra khỏi khuôn khổ các bể. Sơ đồ mặt cắt bể Malay – Thổ Chu Hình 6: Mặt cắt địa chấn trên một mỏ khí lớn của bể MaLay – Thổ Chu Hình 7 : Mặt cắt địa chấn trên một mỏ khí lớn của bể MaLay – Thổ Chu Hình 7: Mặt cắt địa chấn trên một mỏ khí lớn của bể MaLay – Thổ Chu Hình 8: Những nét đặt trưng về kiến tạo bờ biển phía đông NHỮNG NÉT ĐẶT TRƯNG VỀ BỒN VÀ CẤU TRÚC CỦA VỊNH THÁI LAN Hình 9: Những nét đặc trưng về cấu trúc những bồn và miền của vịnh Thái Lan PHẦN II: CƠ SỞ LÝ THUYẾT CỦA PHƯƠNG PHÁP CÂN BẰNG VẬT CHẤT I. GIỚI THIỆU PHƯƠNG PHÁP Phương trình cân bằng vật chất tổng quát để cập trong khóa luận này gọi là phương trình Schilthuis, công bố vào năm 1935. Từ lâu phương trình Schilthuis đã đươc các nhà địa chất xem như một công cụ cơ bản để tính trữ lượng và dư đoán trạng thái vỉa . Phương pháp cân bằng vật chất được áp dụng khi mỏ hoặc vỉa đã đươc khai thác một thời gian, đã có đủ số liệu về áp suất và khai thác để xác định chắc chắn lượng Hydrocacbon ban đầu. Hiện nay đây là phương pháp được sử dụng phổ biến để tính trữ lượng trong nghành dầu khí. Đây là phương pháp động được sử dụng để tính trữ lượng dầu khí trong các điều kiện địa chất phức tạp và đa dạng nhất. Nó cho phép nghiên cứu các họat động của thân khoáng dưới mọi biểu hiện đặc điểm khác nhau, hiểu một cách sâu sắc các quá trình xảy ra trong thân khoáng, xác định trữ lượng trong cân đối, thấy trước khả năng thay đổi các điều kiện khai thác tự nhiên và nhân tạo, đánh giá mức độ nhả dầu khí cuối cùng . II .NỘI DUNG CƠ BẢN Phương pháp cân bằng vật chất dựa trên định luật bảo toàn vật chất. Cụ thể là trong quá trình khai thác ở bất kỳ thời điểm nào, lượng Hydrocacbon (HC) tại chỗ ban đầu sẽ luôn luôn bằng tổng lượng HC còn lại trong vỉa cộng với tổng lượng HC đã được khai thác tính tới thời điểm đó . Lượng HC tại chỗ ban đầu Lượng HC còn lại trong vỉa Lượng HC đã được khai thác = + (1) Phương trình cân bằng vật chất trên còn được triển khai theo thể tích lổ rỗng và có dạng như sau : Thể tích lổ rỗng chứa lượng HC đã được khai thác Thể tích lổ rỗng chứa lượng HC còn lại trong vỉa Thể tích lổ rỗng chứa lượng HC tại chỗ ban đầu = + (2) Đối với một vỉa dầu khí khi ta lấy đi một phần chất lưu thì áp suất tác động lên vật chất trong lỗ rỗng đó sẽ giảm, lúc này sẽ có một số quá trình diễn ra để hình thành một trạng thái cân bằng mới. Các quá trình đó được khai triển trong phương trình cân bằng vật chất sau : Thể tích lổ rỗng chứa lượng HC tại chỗ ban đầu Thể tích tăng do sự xâm nhập của nước Thể tích tăng do sự giãn nỡ của đất đá khung Thể tích tăng do sự giãn nỡ của lượng chất lưu còn lại trong vỉa Thể tích lổ rỗng chứa lượng HC còn lại trong vỉa = + + + xâm (3) Nếu chỉ xét trong phần thể tích lỗ rỗng chứa lượng HC mà ta khai thác được thì từ (2)và (3) ta có phương trình sau : Thể tích lổ rỗng chứa lượng HC đã được khai thác Thể tích tăng do sự xâm nhập của nước Thể tích tăng do sự giãn nỡ của đất đá khung Thể tích tăng do sự giãn nỡ của lượng chất lưu còn lại trong vỉa = + + (4) Đối với vỉa khí thì sự giãn nở của lượng chất lưu còn lại trong vỉa chủ yếu là sự giãn nở của lượng khí còn lại và một phần nhỏ là sự giãn nở của nước nguyên sinh. Đối với vỉa dầu không có nón khí thì sự giãn nở của lượng chất lưu còn lại trong vỉa là sự giãn nở của lượng dầu còn lại, sự tách ra từ dầu của khí hòa tan khi áp suất vỉa nhỏ hơn áp suất bảo hòa và sự giãn nở của nước nguyên sinh. Đối với vỉa dầu có nón khí thì sự giãn nở của lượng chất lưu còn lại trong vỉa là tương tự như trường hợp vỉa không có nón khí nhưng có thêm sự giãn nở của khí tự do ở nón khí. Để ứng dụng trong thực tế phương trình cân bằng vật chất được triển khai cụ thể bởi các tham số đặc trưng cho điệu kiện hóa lý của vỉa : áp suất Pr , nhiệt độ vỉa Tr , hệ số thể tích vỉa khí Bg, hệ số thể tích vỉa dầu Bo , tỷ số khí dầu R. Phương trình cân bằng vật chất chỉ được áp dụng khi mỏ đã khai thác một thời gian, nói chung số liệu khai thác càng nhiều thì kết quả càng chính xác và phương pháp này đươc sử dụng để chính xác hóa trữ lượng được đánh giá trong các giai đoạn trước. Trước khi trình bày phương pháp tính cần làm rõ một số khái niệm cần thiết bao gồm : một số định nghĩa và thông số quan trọng có liên quan cụ thể trong việc triển khai phương trình cân bằng vật chất để tính trữ lượng cho vỉa khí. III . MỘT SỐ KHÁI NIỆM CẦN THIẾT 1 . Một số định nghĩa a) Lượng khí tại chỗ ban đầu Lượng khí tại chỗ ban đầu là lượng khí nằm trong đá chứa khi mỏ chưa khai thác, được tính bằng số đo thể tích ở điều kiện trên mặt bằng công thức sau : (5) Trong đó : G: Lượng khí tại chỗ ban đầu (SCF) Vp: thể tích lỗ rỗng (cu.ft) Swi : độ bão hòa nước ban đầu(%) Bgi : hệ số thể tích vỉa khí (cu.ft/SCF) b) Nước nguyên sinh (connate water) Nước nguyên sinh là nước có mặt trong vỉa HC trước khi vỉa được khai thác bao gồm cả nước liên kết và nước tự do. c) Nước xâm nhập (influx water) Nước xâm nhập là nước từ các vùng lân cận tràn vào vỉa HC ban đầu khi áp suất vỉa giảm ( do quá trình khai thác). d) Tỷ trọng của hydrocacbon (HC) Ta có công thức tính tỷ trọng khí như sau: (hay ) (6) Trong đó : g : tỷ trọng của khí tự nhiên : khối lượng riêng trung bình của khí tự nhiên (lb / cu.ft) : khối lượng riêng trung bình của không khí (lb / cu.ft) Mtb : trọng lượng phân tử trung bình của khí tự nhiên ( lb / lb mol) Mair : trọng lượng phân tử trung bình của không khí (Mair =29 lb/lb mol) Công thức tính tỷ trọng của dầu : (7) Trong đó : : tỷ trọng của dầu : khối lượng riêng trung bình của dầu (lb/bbl) : khối lượng riêng trung bình của nước (lb/bbl) 2 . Một số thông số quan trọng a) Hệ số lệch khí (Z) Ta có phương trình trạng thái của khí lý tưởng : PVk.lt= nRT (8) Trong đó : P: áp suất (psia) Vk.lt : thể tích khí (cu.ft) T : nhiệt độ tuyệt đối (oR) n : số lb mol R : hằng số khí ( R = 10,732 psi.cu.ft/lb mol.oR) Nhưng đối với các vỉa khí thiên nhiên có điều kiện nhiệt độ và áp suất rất cao người ta thường sử dụng phương trình sau: PVk.t = ZnRT (9) Trong đó : Z : hệ số lệch khí Từ phương trình (8), (9) ta có : (10) : thể tích khí thực thể tích khí lý tưởng Ta có thể định nghĩa hệ số lệch khí (Z) như sau : hệ số lệch khí Z là tỷ số khí thực và thể tích khí lý tưởng có cùng lượng phân tử ở cùng điều kiện nhiệt độ và áp suất . Aùp suất giả giảm HỆ SỐ LỆCH KHÍ Z Aùp suất giả giảm HỆ SỐ LỆCH KHÍ Z Hình 10 : Đồ thị của Standing và Katz 1.1 1.1 1.0 1.0 0.9 0.9 0.8 1.7 0.7 1.6 0.6 1.5 0.5 1.4 0.4 1.3 0.3 1.2 1.1 1.1 1.0 1.0 0.9 0.9 Trong địa chất dầu khí nhiệt độ vỉa được xem là không đổi trong quá trình khai thác, do đó hệ số lệch khí Z được xem là một hàm thay đổi theo áp suất Z(p). Việc xác định hệ số lệch khí Z rất quan trọng trong việc tính toán trữ lượng Hydrocacbon(HC). Hiện có nhiều phương pháp xác định hệ số nén Z nhưng chủ yếu thuộc hai nhóm sau : Nhóm xác định trực tiếp bằng thực nghiệm và nhóm xác định gián tiếp bằng tính toán. Phương pháp xác định trực tiếp : Người ta xác định thể tích Vo của khối khí cần xác định hệ số lệch khí Z ở điều kiện áp suất tiêu chuẩn (P = 14,7 psi) và nhiệt độ vỉa (Tres = T). 14,7Vo = nRTres (11) Sau đó người ta tăng áp suất lên đến áp suất P cần xác định hệ số lệch khí Z và đo thể tích V của khối khí ở điều kiện đó . PV = ZnRTres (12) Từ (11) và (12) ta có công thức xác định hệ số lệch khí Z: (13) Cách xác định hệ số lệch khí trực tiếp trên đây là chính xác nhất nhưng đắt tiền và tốn thời gian. Do đó người ta sử dụng cách tính gián tiếp ít tốn kém và độ chính xác cũng đáng tin cậy. Phương pháp gián tiếp: Để xác định hệ số lệch khí bằng phương pháp này chúng ta cần phải biết thành phần của hỗn hợp khí hoặc ít nhất là tỷ trọng trung bình của hỗn hợp khí đã cho. Nếu biết được thành phần phần trăm của hỗn hợp khí thì hệ số lệch khí được tính như sau : Bước 1: Xác định các thông số sau : Nhiệt độ tới hạn giả định Tpc , Aùp suất tới hạn giả định Ppc. (14) (15) Trong đó : yi: là số lb mol của thành phần thứ i trong lb mol hỗn hợp đã cho (lb mol) Pi: là áp suất tới hạn của thành phần thứ i hỗn hợp khí đã cho (psi) Ti :là nhiêt độ tới hạn của thành phần thứ i hỗn hợp khí đã cho (oR) Bước 2 : Xác định nhiệt độ giảm giả định Tpr và áp suất giảm giả định Ppr bằng công thức : (16) (17) Dùng đồ thị của Standing và Katz (Ppc, Tpc, z) Þ z. Trong đó T và P là nhiệt độ và áp suất mà tại đó ta cần xác định hệ số lệch khí của hỗn hợp khí đã cho. Nếu biết được tỷ trọng trung bình của hỗn hợp khí. Bước 1: Tính áp suất và nhiệt độ giả tới hạn theo các công thức sau: Aùp suất giả tới hạn: Ppc =756,8 – 131,0 gg - 3,6 gg 2 (0,57 < gg < 1,68) Nhiệt độ giả tới hạn: Tpc = 169,2 + 349,5 gg - 74 gg 2 (0,57 < gg < 1,68) Bước 2: tính áp suất giả giảm và nhiệt độ giả giảm theo công thức (16), (17) và dùng đồ thị của Standing và Katz (Ppc , Tpc , z) Þ z Đối với vỉa khí ngưng tụ. Trong trường hợp chỉ biết tỷ trọng của hỗn hợp khí mà không biết thành phần của khí tự nhiên, các thông số giả tới hạn Ppc và Tpc (1,05 ≤ Tpc < 3 ; 0,2 ≤ Ppc ≤ 3) có thể tính theo công thức của Standing: Tpc = 187 + 330 gg – 71,5 gg 2 Ppc =706 – 51,7 gg – 11,1 gg 2 b) Hệ số thể tích của khí (Bg) Thể tích của lượng khí đo ở điều kiện vỉa Hệ số thể tích vỉa khí = Thể tích của lượng khí đo ở điều kiện trên mặt Thể tích của khí trong trường hợp khí khô : (18) Trong đó: Bg : hệ số thể tích của khí (cu.ft/scf) Vres : thể tích 1 lb khí ở điều kiện vỉa (scf) Vsc : thể tích 1 lb khí ở điều kiện trên mặt (scf) Mặt khác phương trình trạng thái khí thực là: PV = ZnRT (19) Nếu n = 1 lb mol ta có : PV = ZRT (20) Trong đó : V : thể tích 1 lb mol khí đo ở điều kiện nhiệt độ và áp suấp đã cho (cu.ft/lb mol) Từ (20) ta có : (21) (22) Pres và Psc : áp suất ớ điều kiện vỉa và áp suất ở điều kiện tiêu chuẩn (psi) Tres và Tsc : nhiệt độ ở điều kiện vỉa và nhiệt độ ở điều kiện tiêu chuẩn(oR) Thế (21) và (22) vào (18) ta được : (23) Người ta qui ước: Psc=14,7 (psi) , Tsc = 5200R , Zsc = 1 từ đó ta có : (24) Hệ số thể tích vỉa khí trong trường hợp khí ướt : Thể tích khí khai thác giả định được tính bằng công thức : Ggđ = Gth + Gqđ (25) Trong đó : Ggđ : thể tích khí được khai thác giả định đo ở đktc (scf) Gth : thể tích khí được khai thác thực sự đo ở đktc(scf) Gng.t : thể tích khí qui đổi từ dầu đo ở đktc (scf) Thể tích của 1 mol khí đo ở đktc là 1 hằng số được xác định bằng phương trình trạng thái khí thực như sau : (*) Từ (*) ta có : Vsc = 379,4 SCF (Standard Cubic Feet) (26) Hệ số thể tích của khí trong trường hợp khí condensate (condensate gas) Khí condensate khác khí khô và khí ướt là trong điều kiện nhiệt độ vỉa nếu áp suất vỉa giảm đến áp suất tại điểm sương thì các thành phần nặng trong vỉa khí condensate sẽ ngưng tụ thành chất lỏng, còn trong điều kiện trên mặt (đktc) thì khí condensate giống như khí ướt, nghĩa là các thành phần nặng trong hỗn hợp khí ban đầu sẽ ngưng tụ thành chất lỏng. Khi áp suất vỉa lớn hơn áp suất tại điểm sương, hệ số thể tích của khí được tính tương tự như trong trường hợp khí ướt. Khi áp suất vỉa nhỏ hơn áp suất tại điểm sương, lúc đó thể tích khí được tính là khí khô. c) Hệ số nén co (C) Trong điều kiện nhiệt độ không đổi hệ số nén co là độ thay đổi thể tích theo sự thay đổi áp suất của 1 đơn vị thể tích. Þ Þ Û (27) Đối với trường hợp khí lý tưởng thì Z = 1 nên Þ Cg,lt = 1/P Trong đó : C : hệ số nén co (psi-1) V : thể tích ban đầu (cu.ft) V : độ thay đổi thể tích (cu.ft) P : độ thay đổi áp suất (psi) d) Lượng nước xâm nhập tràn vào vỉa(We): Giả sử áp suất vỉa giảm từ P - Pn lượng nước xâm nhập tràn vào vỉa là: We = UDpWD(tD) (28) Trong đó : U = 1,119ffhcr2 (29) f: hệ số góc xâm nhập của nước f: độ rỗng hiệu dụng h: chiều dày hiệu dụng của vỉa (ft) c: hệ số nén chung ( c = cw+cf ) (psi-1) r : bán kính phân bố HC trung bình (ft) Dp: độ thay đổi áp suất (Dp = P-Pn) (psi) WD(tD): đại lượng vào reD và tD (với tD = 2.309 trong đó k: độ thấm (mD); t : thời gian ; : độ nhớt của nước (cp) ). (30) Với : rw : bán kính phân bố trung bình ( ft ) rHC : bán kính phân bố H.C trung bình ( ft ) Trong thực tế áp suất không giảm tức thì mà qua nhiều giai đoạn P0 P1 P2 P3 P4 …. Pn nên lượng nước xâm nhập được tính bằng công thức sau: (31) Trong đó : Dp0 = (P0 – P1)/2 (với j = 0) Dpj = (Pj – Pj +1)/2 (với j = 1,2,3…) IV . PHƯƠNG TRÌNH CÂN BẰNG VẬT CHẤT TRONG TRƯỜNG HỢP VỈA KHÍ – TÍNH TRỮ LƯỢNG CHO VỈA KHÍ 1 . Phương Trình Cân Bằng Vật Chất Trong Trường Hợp Vỉa Khí: Ta có phương trình cân bằng vật chất sau : Thể tích tăng do sự tràn vào của nước nhập Thể tích tăng do sự giãn nở của lượng nước nguyên sinh Thể tích tăng do sự giãn nỡ của đất đá khung Thể tích lổ rỗng chứa lượng khí đã được khai thác Thể tích tăng do sự giãn nỡ của lượng khí còn lại trong vỉa = + + + Thể tích lỗ rỗng chứa khí được khai thác : Ta có : VGP = GPBgi (32) Trong đó : VGP: thể tích lỗ rỗng chứa lượng khí đã được khai thác (cu.ft) GP: thể tích khí đã được khai thác đo trong đktc (SCF) Bgi : hệ số thể tích của khí (cu.ft/SCF) Thể tích tăng do sự giãn nở của lượng khí còn lại trong vỉa Thể tích tăng do sự giãn nở của lượng khí còn lại trong vỉa Thể tích củalượng khí còn lại trong điều kiện vỉa lúc sau Thể tích củalượng khí còn lại trong điều kiện vỉa lúc đầu. = + Ta có : ΔVG.cl = (G – GP ) Bg - (G – GP ) Bgi (33) Trong đó : ΔVG.cl : thể tích tăng do sự giãn nở của lượng khí còn lại trong vỉa (cu.ft). (G – GP ) : thể tích của lượng khí còn lại trong vỉa đo ở đktc(SCF). G: thể tích của lượng khí tại chỗ ban đầu (SCF). GP : thể tích của lượng khí đã được khai thác(SCF) . Bg : hệ số thế tích của vỉa khí tại thời điểm tính toán (cu.ft/SCF). Bgi : hệ số thế tích của vỉa khí tại thời điểm ban đầu (cu.ft/SCF). Thể tích tăng do sự giãn nở của nước nguyên sinh Ta có hệ số nén: => Trong đó : ΔVw.ns : thể tích tăng do giãn nở của nước nguyên sinh (cu.ft) Cw : hệ số nén co của nước (psi-1) Vwi : thể tích ban đầu của nước vỉa (cu.ft) ΔP : độ thay đổi áp suất (psi) Mặt khác : Vwi = VPSwi (34) Mà : => => Trong đó : G : lượng khí tại chỗ ban đầu (SCF). VP : thể tích lỗ rỗng của đá chứa(cu.ft). Swi : độ bão hòa nước ban đầu trong đá chứa . => (35) Thể tích tăng do sự giãn nở của đất đá khung Ta có : (36) Trong đó : ΔVf : thể tích tăng do sự giãn nở của đấùt đá khung (cu.ft) cf : hệ số nén co của đá (psi-1) VP : thể tích lỗ rỗng của đá chứa (cu.ft) ΔP : độ thay đổi áp suất (psi) Mà : => (37) Thể tích tăng do sự tràn vào của nước xâm nhập Ta có : ΔVw.inf = We - WpBw (38) Trong đó : ΔVw.inf : thể tích tăng do sự tràn vào của nước xâm nhập (cu.ft) We : thể tích nước âm nhập tràn vào vỉa (cu.ft) WpBw : thể tích nước được khai thác cùng với khí (cu.ft) Từ các phương trình (31), (32), (34), (36) và (37) ta có phương trình cân bằng vật chất sau: Hay : (39) 2 . Tìm trữ lượng khí bằng phương pháp cân bằng vật chất. Trường hợp có nước xâm nhập Từ phương trình (38) ta đặt : F = GPBg Eg = Bg – Bgi E = Eg + Ef W = We - WPBw Phương rtình (38) trở thành => F = GE + W Hay : (40) We được tính đúng Phương trình (40) là phương trình đường thẳng với hệ số góc bằng 1 và đường thẳng này cắt trục F/E tại giá trị G. F/E We được tính quá nhỏ We được tính quá lớn G W/E Hình 11: Quan hệ giữa F/E và W/E Giá trị W/E khó xác định chính xác từ công thức vì khó biết chính xác tỷ lệ bán kính phân bố của nước so với bán kính phân bố của khí (reD). Nếu giá trị (reD) được xác định chính xác thì giá trị F/E và W/E phải thỏa phương trình đường thẳng, còn nếu không chính xác thì tương quan giữa F/E và W/E sẽ bị lệch khỏi đường thẳng. Trường hợp không có nước xâm nhập và lượng nước khai thác bằng không Nếu không có nước xâm nhập trà