ĐẶC ĐIỂM ĐỊA HÓA CÁC PHÁT HIỆN HYDROCARBON BỂ MALAY – THỔ CHU

Hỗ trợ ơn tập [ĐỀ CƯƠNG CHƯƠNG TRÌNH ĐẠI HỌC] THĂM DỊ - KHAI THÁC DẦU KHÍ TẠP CHÍ DẦU KHÍ Số - 2019, trang 14 - 22 ISSN-0866-854X ĐẶC ĐIỂM ĐỊA HÓA CÁC PHÁT HIỆN HYDROCARBON BỂ MALAY - THỔ CHU Phan Văn Thắng1, Hoàng Nhật Hưng1, Nguyễn Thị Oanh Vũ1, Nguyễn Thị Dậu2 1Viện Dầu khí Việt Nam 2Hội Dầu khí Việt Nam Email: thangpv@vpi.pvn.vn Tóm tắt Bể trầm tích Malay - Thổ Chu nằm thềm lục địa Tây Nam Việt Nam, gồm rìa Đơng Bắc bể Malay phía Nam trũng Pattani Kết nghiên cứu địa hóa đá mẹ cho thấy có diện tầng đá mẹ sinh dầu khí (tuổi Oligocene Miocene dưới) Trên sở nghiên cứu mẫu dầu/condensate phát bể Malay - Thổ Chu xác định: Hydrocarbon khu vực Lô 46 Lô 46/02 sinh từ đá mẹ chứa chủ yếu vật chất hữu đầm hồ hỗn hợp lục địa - đầm hồ pha tạo dầu muộn Hydrocarbon khu vực Lô B Lô 52/97 có phân dị nguồn gốc vật chất hữu ban đầu, sinh từ đá mẹ chứa chủ yếu vật chất hữu lục địa hỗn hợp lục địa đầm hồ, có độ trưởng thành cao Không loại trừ khả hydrocarbon phát khu vực nghiên cứu sinh từ đá mẹ Oligocene Miocene khu vực trũng sâu bể Malay trũng Pattani di cư tới Từ khóa: Đặc điểm địa hóa, hydrocarbon, đá mẹ, vật chất hữu đầm hồ, bể Malay - Thổ Chu Ngày báo duyệt đăng: 5/4/2019 Giới thiệu Khu vực nghiên cứu nằm rìa Đơng Bắc bể Malay phía Nam trũng Pattani, có dạng kéo dài theo hướng Tây Bắc - Đơng Nam (Hình 1) So với bể trầm tích khác Việt Nam, hoạt động nghiên cứu, tìm kiếm thăm dị dầu khí khu vực triển khai muộn Giai đoạn trước năm 1990 chủ yếu hoạt động thu nổ địa chấn Từ năm 1990 đến nay, Tập đồn Dầu khí Việt Nam ký hợp đồng chia sản phẩm, triển khai công tác khảo sát địa chấn, giếng khoan thăm dị khai thác dầu khí lơ dầu khí khu vực khai thác chung Việt Nam Malaysia (PM3) Kết tìm kiếm thăm dị chứng minh diện đá mẹ sản phẩm khu vực nghiên cứu Tại bể Malay, trầm tích Cenozoic phủ bất chỉnh hợp lên móng trước Cenozoic với chiều dày lên tới 12km khu vực trung tâm bể [1 - 3], bao gồm trầm tích lục ngun carbonate Cịn lát cắt trầm tích Cenozoic vùng nghiên cứu gồm chủ yếu trầm tích lục nguyên Theo đồ đẳng sâu mặt móng trầm tích Cenozoic (mặt phản xạ SHB), có nơi trầm tích Cenozoic dày tới 8km [4 - 6] Các thành tạo đá móng trước Cenozoic khu vực nghiên cứu gặp số giếng khoan 46-NC-1X, 46-DD-1X, 46-PT-1X (Lô 46), B-KQ-1X (Lô Ngày nhận bài: 5/5/2017 Ngày phản biện đánh giá sửa chữa: 5/5/2017 - 19/9/2018 Hỗ trợ ơn tập [ĐỀ CƯƠNG CHƯƠNG TRÌNH ĐẠI HỌC] B) Trầm tích tuổi Cenozoic vùng nghiên cứu gồm đầy đủ Kết nghiên cứu đá mẹ vùng nghiên cứu [4, 7] cho thấy: phân vị địa tầng từ Paleogene - Neogene đến Đệ Tứ, phủ bất chỉnh Trầm tích Miocene Oligocene đạt tiêu chuẩn hợp lên tầng móng trước Cenozoic Trầm tích Oligocene Miocene đá mẹ tiềm hữu Đá mẹ Miocene chứa vật có chiều dày thay đổi từ hàng trăm tới hàng nghìn mét, chứa chất hữu loại III, có tham gia vật chất hữu loại tập sét kết xen kẽ với cát kết bột kết, gặp lớp I Vật chất hữu sét, bột kết Miocene chủ yếu than sét than Trầm tích Miocene Miocene bao gồm có nguồn gốc từ thực vật lục địa số hỗn hợp lục địa lớp than, sét than sét kết xen với tập cát kết, thành đầm hồ, có khả sinh khí Đá mẹ Oligocene tạo điều kiện đầm hồ - tam giác châu có ảnh hưởng mơi trường chứa vật chất hữu có nguồn gốc từ algal đầm hồ hỗn biển ven bờ (Hình 2), có mặt hầu hết giếng khoan hợp vật chất hữu đầm hồ lục địa, kerogen hỗn hợp loại I với loại III loại III, có khả sinh dầu Hệ thống dầu khí khu vực bể Malay - Thổ Chu 2.1 Đá mẹ sinh dầu khí 14 DẦU KHÍ - SỐ 4/2019 khí Tỷ lệ mẫu đá mẹ tuổi Oligocene có khả sinh dầu trội so với mẫu đá mẹ Miocene Trên biểu đồ Hỗ trợ ôn tập [ĐỀ CƯƠNG CHƯƠNG TRÌNH ĐẠI HỌC] PETROVIETNAM tiềm năng, mẫu than sét than trầm tích Miocene Oligocene phân bố vùng thiên khả sinh khí Nhìn chung, vật chất hữu đá mẹ khu vực Đơng Nam vùng nghiên cứu có khả sinh dầu tốt khu vực Tây Bắc 2.2 Đá chứa dầu khí Vùng nghiên cứu có mặt đối tượng chứa cát kết Miocene giữa, cát kết Miocene cát kết Oligocene Đến nay, chưa có phát Vật chất hữu trầm tích giếng khoan đạt cửa sổ đá móng trước Cenozoic Cát tạo dầu (tương đương 0,72%Ro) độ sâu khoảng 2.800 - 3.000m, chưa giếng khoan đạt peak tạo dầu (tương đương 1,0%Ro) kết Miocene tương đối sạch, độ lựa chọn Đá mẹ Oligocene phía Miocene đủ điều kiện sinh cung cấp hydrocarbon cho bẫy vùng nghiên cứu Trong đó, đá mẹ Oligocene đóng vai trị Sự diện đá mẹ sinh dầu khí minh chứng phát dầu khí q trình tìm kiếm thăm dị dầu khí vùng nghiên cứu Dầu khí phát vùng nghiên cứu chủ yếu từ tầng chứa tuổi Miocene sớm, có nguồn gốc từ đá mẹ chứa vật chất hữu đầm hồ lục địa Sự thay đổi đặc trưng đá mẹ theo bình đồ phù hợp với thực tế tìm kiếm thăm dị dầu khí: Tây Bắc khu vực nghiên cứu như: Kim Long - Ác Quỷ - Cá Voi phát chủ yếu khí phía Đơng Nam Lơ 46, Sông Đốc, Hoa Mai, PM3 lại phát dầu khí tốt, độ hạt từ mịn đến trung bình, độ rỗng trung bình thay đổi từ 19 - 27%, độ thấm thay đổi từ hàng chục đến hàng nghìn milidarcy Cát kết Miocene có đặc điểm sạch, độ hạt từ mịn đến thô, độ lựa chọn từ trung bình đến kém, độ rỗng tốt (18 - 25%), độ thấm thường > 100mD, tầng đá chứa khu vực nghiên cứu Cát kết Oligocene bị nén kết chặt nên ảnh hưởng đáng kể đến độ rỗng, làm giảm tính chất chứa đá 2.3 Đá chắn dầu khí Các thành tạo chắn dầu khí khu vực nghiên cứu chia thành loại chủ yếu thành tạo chắn hạt mịn tuổi Oligocene, Miocene Pliocene - Đệ Tứ Đới phân dị địa hào địa lũy phương Bắc Tây Bắc - Nam Đông Nam chắn kiến tạo Tầng chắn sét kết Pliocene - Đệ Tứ tập sét với bề dày hàng trăm mét, đóng vai trị tầng chắn khu vực Tầng chắn sét kết Miocene tập sét phần đáy tầng Miocene dưới, phân bố khơng liên tục, đóng vai trị tầng chắn địa phương cho vỉa sản phẩm phía Tầng chắn sét kết Oligocene tập sét tầng Oligocene Đơn nghiêng phân dị Đông Bắc bể Malay thành tạo mơi trường hồ có ảnh hưởng biển, hàm lượng sét cao Ngoài ra, khu vực nghiên cứu tồn tầng chắn địa phương tập sét tuổi Miocene thành tạo môi trường đồng ngập lụt, biển ven bờ Chế độ kiến tạo khu vực nghiên cứu có ảnh hưởng chi phối mạnh tới việc hình thành bảo tồn tích tụ dầu khí, hệ thống đứt gãy vùng nghiên cứu hoạt động sớm tồn đến cuối Miocene yếu tố chắn kiến tạo có vai trị quan trọng Phương pháp nghiên cứu sở tài liệu 10%) phản ánh mối liên quan với hiệu hình tam giác trịn, mẫu từ giếng khoan Lô 51 nguồn vật liệu ban đầu chủ yếu từ lớp biểu bì thực vật ký hiệu hình hoa thị mẫu từ giếng khoan Lô B bậc cao bị phân hủy Chúng thuộc nhóm D, E liên 52/97 ký hiệu hình vng 18 DẦU KHÍ - SỐ 4/2019 Hỗ trợ ơn tập [ĐỀ CƯƠNG CHƯƠNG TRÌNH ĐẠI HỌC] PETROVIETNAM Kết phân tích GC hợp phần hydrocarbon no mẫu dầu/condensate (Hình 5) cho thấy mẫu thuộc Lô 46 Lô 51 phân bố tập trung vùng thể môi trường đầm lầy (peat Swamp), số mẫu từ Lô 46 phân bố vùng chuyển tiếp Mẫu từ giếng khoan Lô B Lô 52/97 phân bố rải rác từ lục địa đến chuyển tiếp cho thấy phức tạp nguồn vật chất hữu ban đầu Trên biểu đồ quan hệ C27-C28-C29 sterane (Hình 6) ngoại trừ mẫu từ giếng kho- an 46-SD-1X phản ánh vật chất hữu ban đầu nguồn gốc thực vật cạn (higher plant) chính, mẫu Lơ 51 Lô 46 phân bố vùng thể vật chất hữu ban đầu vùng đầm lầy ngập nước (estuarine) Trong mẫu từ giếng thuộc Lô B Lô 52/97 lại phân bố rải rác, từ vùng lục địa đến đầm lầy ngập nước, đầm hồ Điều phù hợp với kết GC Hình Hình cho thấy phần lớn mẫu từ giếng khoan thuộc Lô 46 phân bố khu vực thể nguồn vật chất hữu ban đầu chủ yếu algal đầm hồ, riêng mẫu từ giếng khoan SD-1X phân bố vùng thể vật chất hữu chủ yếu nguồn gốc lục địa Mẫu từ giếng khoan Lô B Lô 52/97 phân bố tản mát, thể vật chất hữu ban đầu nhiều nguồn gốc (lục địa, đầm hồ hỗn hợp) Hình Biểu đồ quan hệ pristane/nC17 phytane/nC18 mẫu hydrocarbon khu vực lô 46, 51, B 52/97 Như vậy, mẫu dầu/condensate vùng nghiên cứu thuộc dầu nhóm C, D, E dầu sinh từ đá mẹ chứa vật chất hữu có nguồn gốc đầm hồ hỗn hợp đầm hồ/lục địa Dầu/condensate có đặc điểm địa hóa tương tự với chất chiết từ đá mẹ có độ trưởng thành tương đương pha tạo dầu muộn, cao đá mẹ giếng khoan nhiều sinh từ đá mẹ trũng sâu dịch chuyển lên nạp vào bẫy chứa gặp tầng chứa cát kết tuổi Mio-cene Theo Hwang cộng (1998), hàm lượng benzocarbazole hydrocarbon Hình Biểu đồ quan hệ C27-C28-C29 sterane mẫu hydrocarbon khu vực lô 46, 51, B 52/97 DẦU KHÍ - SỐ 4/2019 19 Hỗ trợ ơn tập [ĐỀ CƯƠNG CHƯƠNG TRÌNH ĐẠI HỌC] THĂM DỊ - KHAI THÁC DẦU KHÍ gocene Miocene dưới) Bản đồ thể độ trưởng thành vật chất hữu khu vực nghiên cứu (Hình 8) cho thấy khu vực trũng sâu vật chất hữu đáy tầng Oligocene đạt đới tạo khí khơ, phần lớn diện tích cịn lại nằm cửa sổ tạo dầu (Hình 8a), sản phẩm đá mẹ Oligocene sinh bắt đầu di cư từ Miocene sớm Tại đáy tầng Miocene trũng sâu phần lớn pha tạo dầu sớm (chưa đạt peak tạo dầu), chỗ đạt peak tạo dầu Để nhận diện sản phẩm loại đá mẹ, loại vật chất hữu đá mẹ Oli-gocene Miocene vùng nghiên cứu định nghĩa riêng đưa vào sở liệu mơ hình [4] Kết mơ hình chạy phần mềm PetroMod cho thấy trình di cư hydrocarbon diện rộng 15 triệu năm trước Hình Biểu đồ quan hệ số OI Ts/Tm mẫu hydrocarbon khu vực lô 46, 51, B 52/97 (khoảng đầu Miocene giữa) tích tụ hydrocarbon chịu ảnh hưởng pha hoạt động kiến tạo vào giai đoạn cuối Miocene gây thất thoát hydrocar-bon vùng nghiên cứu Thành phần hy-drocarbon tầng chứa theo kết mơ hình cho thấy hydrocarbon chủ yếu sinh từ đá mẹ Oligocene, chưa thấy dầu sinh từ đá mẹ Miocene tầng chứa Như vậy, đá mẹ vùng nghiên cứu trầm tích hạt mịn tuổi Oligocene chứa vật chất hữu nguồn gốc lục địa đầm hồ Hydrocarbon phát vùng nghiên cứu có độ trưởng thành cao (tương đương pha tạo dầu muộn trở lên độ trưởng thành đá mẹ Miocene vùng nghiên cứu chưa vượt peak tạo dầu (a) (b) Hình Bản đồ thể độ trưởng thành vật chất hữu bể Malay - Thổ Chu (a) đáy tầng Oligocene (b) tầng Oligocene yếu tố quan trọng để xác định khoảng cách di cư hydrocarbon Trong đề án hợp tác nghiên cứu PVN Idemitsu, Idemitsu xác định hàm lượng nitơ hữu cơ, số benzocarbazole hydrocar-bon liên hệ với kết nghiên cứu Hwang cộng sự, kết dự đoán khoảng cách di cư hydrocarbon phát khu vực Lơ 46 bể Malay - Thổ Chu lớn (ít 20 - 30km) [8] Khu vực Lô B Lơ 52/97 sản phẩm chủ yếu khí nên độ linh hoạt cao khoảng cách di cư cịn lớn Theo kết nghiên cứu đá mẹ mơ hình địa hóa đá mẹ [6], vùng nghiên cứu có diện tầng đá mẹ sinh dầu khí (Oli- 20 DẦU KHÍ - SỐ 4/2019 (Hình 8) minh chứng cho nhận định Ở khu vực sâu (thuộc bể Malay), nơi đá mẹ Oligocene chôn vùi sâu 12km, đá mẹ Miocene chơn vùi tới 7km (Hình 9) vật chất hữu đá mẹ cịn có độ trưởng thành cao so với vùng nghiên cứu, sản phẩm chúng sinh tham gia vào q trình di cư, phần chúng di cư tới bẫy phía Nam Lơ 46/02 Lơ 46/07 Kết mơ hình địa hóa đá mẹ tuyến Seas 95-05 (Hình 10) minh họa cho nhận định Hỗ trợ ôn tập [ĐỀ CƯƠNG CHƯƠNG TRÌNH ĐẠI HỌC] PETROVIETNAM Theo nghiên cứu Viện Dầu khí Việt Nam (VPI) [6], khu vực nghiên cứu tồn đồng thời chế dịch chuyển dầu khí dịch chuyển ngang theo địa tầng dịch chuyển thẳng đứng theo đứt gãy khu vực xung yếu tầng, chế diễn song song Dịch chuyển thẳng đứng dầu khí thường mang tính cục khu vực phát triển đứt gãy khu vực xung yếu tầng Trong dịch chuyển ngang xảy tầng phạm vi dịch chuyển lớn Như vậy, không loại trừ khả hydrocarbon phát vùng nghiên cứu (đặc biệt khu vực Lơ B 52/97) cịn sinh từ đá mẹ Oligocene Miocene khu vực trũng sâu bể Malay trũng Pattani di cư tới (theo phương thức dịch chuyển ngang chính) Trong mẫu khí, hàm lượng đồng vị carbon C13 methane biến đổi khoảng rộng (-33,57‰ đến -38,28‰), khí C2+ số biến đổi khoảng hẹp (trong ethane -28,82‰ đến -29,77‰, propane 27,87‰ đến -29,1‰) Như vậy, độ trưởng thành đá mẹ sinh ethane propane gần tương đương cao độ trưởng thành đá mẹ sinh methane Theo kết nghiên cứu báo cáo cuối giếng khoan khu vực nghiên cứu [11 - 18], cho condensate tầng khí methane hịa tan vào vỉa dầu có độ trưởng thành cao tích tụ từ trước Khí hình thành giai đoạn trưởng thành sớm vật chất hữu loại III trầm tích phần Miocene (?) (Hình 10) Kết luận Hydrocarbon khu vực Lơ 46 có đặc điểm tương tự nhau, sinh từ đá mẹ chứa chủ yếu vật chất hữu đầm hồ hỗn hợp lục địa đầm hồ pha tạo dầu muộn Hydrocarbon khu vực Lô B Lô 52/97 có phân dị nguồn gốc vật chất hữu ban đầu, sinh từ đá mẹ chứa chủ yếu vật chất hữu lục địa hỗn hợp lục địa - đầm hồ, có độ trưởng thành khác rõ rệt Điều phản ánh nguồn cấp hydrocarbon phức tạp Không loại trừ khả hydrocarbon phát vùng nghiên cứu sinh từ đá mẹ Oligocene Miocene khu vực trũng sâu bể Malay trũng Pattani di cư tới Mối quan hệ quy luật phân bố hydrocarbon với đặc tính đá mẹ vùng nghiên cứu nguồn cấp (a) (b) Hình Bản đồ đẳng sâu bể Malay [2] (a) mặt móng Cenozoic (b) tầng Oligocene hydrocarbon cho bẫy khu vực Lơ B Lơ 52/97 cần nghiên cứu, góp phần nâng cao hiệu cơng tác tìm kiếm, thăm dị dầu khí Tài liệu tham khảo Đỗ Bạt nnk Định danh liên kết địa tầng trầm tích Đệ Tam thềm lục địa Việt Nam Viện Dầu khí Việt Nam 2001 Nguyễn Huy Quý nnk Cấu (a) (b) Hình 10 Mơ hình địa hóa đá mẹ tuyến Seas 95-05 qua trũng sâu bể Malay sang khu vực Lơ 46 [8] (a) độ bão hịa hướng dịch chuyển dầu, (b) độ bão hòa hướng dịch chuyển khí trúc tiềm dầu khí vùng nước sâu thềm lục địa Việt Nam Đề tài cấp Nhà nước mã số KC09-06 2004 DẦU KHÍ - SỐ 4/2019 21 Hỗ trợ ôn tập [ĐỀ CƯƠNG CHƯƠNG TRÌNH ĐẠI HỌC] THĂM DỊ - KHAI THÁC DẦU KHÍ Mazlan B.Hj.Madon The petroleum geology and 10 Geochemical Labs Geochemical evaluation of resources of Malaysia, Chapter Malay basin 1999 cutting, oil and water samples from 51-TC-1X 2013 Nguyễn Thị Dậu Mơ hình địa hóa đá mẹ bể trầm tích Mã Lai - Thổ Chu, thềm lục địa Tây Nam Việt Nam 11 Geochemical Labs Geochemical analysis report of the B-KL-2X, B-KL-3X, B-AQ-1X, B-AQ-3X, B-CV-1X wells drilled in offshore Vietnam 2000 Luận án Tiến sĩ, Đại học Mỏ - Địa chất 2009 Nguyễn Thu Huyền, Phùng Sỹ Tài, Trịnh Xuân Cường Bể trầm tích Malay - Thổ Chu tài nguyên dầu khí Tuyển tập Báo cáo Hội nghị Khoa học - Công nghệ “30 năm Dầu khí Việt Nam: Cơ hội mới, thách thức mới” Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật 2005: trang 611 - 630 Viện Dầu khí Việt Nam Đánh giá tiềm dầu khí vùng biển thềm lục địa Việt Nam Đề án tổng thể điều tra quản lý tài nguyên, môi trường biển đến năm 2010, tầm nhìn đến 2020 2014 Phan Văn Thắng, Nguyễn Thị Oanh Vũ, Hoàng Nhật Hưng, Nguyễn Thị Dậu Đặc điểm địa hóa đá mẹ Cenozoic khu vực thềm lục địa Tây Nam Việt Nam Tạp chí Dầu khí 2016; 7: trang 14 - 22 Petrovietnam-Idemitsu Characterization of petroleum systems in Vietnam by State-of-the-art geochemical technology” phase 3: Malay - Tho Chu basin 2009 Fina Exploration Minh Hai B.V Final geological 12 Geochemical Labs Geochemical analysis report of the B-AQ-3X well drilled in offshore Vietnam 2000 13 Geochemical Labs Geochemical analysis report of the B-AQ-1X well drilled in offshore Vietnam 2000 14 Geochemical Labs LC/GC/GCMS analysis results of the MDT fluids and TST condensates in the 52/97-CV-3X well drilled in offshore Vietnam 2001 15 Geochemical Labs LC/GC/GCMS analysis results of the TST condensate samples in the 52/97AQ-4X well drilled in offshore Vietnam 2001 16 Geochemical Labs Geochemical analysis report of the B-CV-1X well drilled in offshore Vietnam 2000 17 Barry Katz Petroleum source rocks Elsevier 1994 18 Kennetch E.Peters, J.Michael Moldowan The biomarkers guide: Interpreting molecular fossils in petroleum and ancient sediments 1993 report well 46-NH-1X, 46-CN-1X, 46-KM-1X, 46-TL-1X, 46-PT-1X, 46-NC-1X, 46-DD-1X, 51-MH-1X GEOCHEMICAL CHARACTERISTICS OF DISCOVERED HYDROCARBON IN MALAY - THO CHU BASIN Phan Van Thang1, Hoang Nhat Hung1, Nguyen Thi Oanh Vu1, Nguyen Thi Dau2 1Vietnam Petroleum Institute 2Vietnam Petroleum Association Email: thangpv@vpi.pvn.vn Summary The Malay-Tho Chu basin is located in the South Western continental shelf of Vietnam, including the North East margin of Malay basin and the North of Pattani trough Results of geochemistry research of source rocks revealed the presence of two source rock sequences (Oligocene and early Miocene) Studies of oil and condensate samples taken from discoveries in the Malay-Tho Chu basin indicated that hydrocarbon discovered in blocks 46 and 46/02 were generated from source rock containing mainly lacustrine organic matter/mixture of lacustrine and terrestrial organic matters which were in the late oil window; hydrocarbon in blocks B and 52/97, which were different in original organic matter, were generated from source rock containing mainly terres trial organic matter and mixture of terrestrial and lacustrine organic matter, and were highly matured The possibility that hydrocarbon encountered in the research area were also generated from Oligocene and Miocene source rock in the deeper trough of the Malay basin and migrated from the Pattani trough to the Malay-Tho Chu basin is not excluded Key words: Geochemical characteristics, hydrocarbon, source rock, lacustrine organic matter, Malay-Tho Chu basin 22 DẦU KHÍ - SỐ 4/2019