Luận văn thạc sĩ khoa học: Đặc điểm và mô hình địa chất 3D thành tạo Mioxen Đông Bắc lô 103, bể trầm tích Sông Hồng phục vụ công tác tìm kiếm thăm dò dầu khí

Với các kết quả phân tích tổng hợp tài liệu địa chất-địavật lý hiện có ở lô 103 và vùng lân cận cho thay đặc điểm địa chất khu vực phía Bac bề Sông Hồng rat phức tap, bao gồm nhiều đơn v

Trang 1

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN

ĐẶC DIEM VÀ MÔ HÌNH DIA CHAT 3D THÀNH TẠO MIOXEN DONG BAC LÔ 103, BE TRAM TÍCH SÔNG HONG PHỤC VU

CONG TAC TÌM KIEM THAM DO DAU KHÍ

LUAN VAN THAC Si KHOA HOC

Hà Nội - 2016

Trang 2

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN

ĐẶC DIEM VA MÔ HÌNH DIA CHAT 3D THÀNH TẠO MIOXEN DONG BAC LÔ 103, BE TRAM TÍCH SÔNG HONG PHỤC VU

CONG TÁC TÌM KIEM THAM DO DAU KHÍ

Chuyên ngành: Dia chất học

Mã số: 60440201

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

Người hướng dẫn khoa học:

TS NGUYEN THE HÙNG

XÁC NHẬN HỌC VIÊN ĐÃ CHỈNH SỬA THEO GÓP Ý CỦA HỘI ĐÔNG

Giáo viên hướng dẫn Chủ tịch hội đồng chấm luận văn

thạc sĩ khoa học

TS Nguyễn Thế Hùng GS.TS Trần Nghi

Hà Nội - 2016

Trang 3

Luận văn Thạc sĩ

MỤC LỤC

0/6710 1

1 Tính cấp thiết của luận văn s- s2 2s s£©ss©ssessexseEssessesserserssrssse 1

2 Mục tiêu và nhiệm vụ của luận VAN d s5 5< S5 S595 959555895569556% 1

2.1 Mục tiÊU Ă- C1111 11993 111g KH ng HH re 1 2.2 Nhiệm vụ nghiÊn CỨU - - 5 2c 1311991111931 11 111 118 111191 1n ng kg rưy 2

3 Phạm vi và đối tượng nghiên cứu của luận văn - 5< se se se 2

4 Ý nghĩa khoa học và giá trị thực tiễn của đề tài . -sc-sccsscs< 2

5 Cấu trúc của luận văn . s- s2 ss©s£ssssexstEsEssexsexserserssrsserserssrsssse 2CHUONG 1: ĐẶC DIEM DIA CHAT KHU VỰC NGHIÊN CỨU 3

1.1 Giới thiệu bé trầm tích Sông Hồng 5-5 s<sessessess=sessess 31.2 Đới nghịch đảo Miocen Tây Bắc bé Sông Hồng . ° 7

1.3 Dic diém dia tang 10100 81.4 Vị tri kiến tạo của lô 1(3-107 2s s<ssssessessevsssssesserserssrssess 11

1.5 Hệ thống dầu khí của khu vực nghiên cứu .s s-sss se s2 13

2.2.2 Cac phương pháp nghiên CỨU - - 5 3321112 Esrrserersrersee 18

CHUONG 3: MÔ HÌNH DIA CHAT 3D KHU VUC ĐÔNG BAC LÔ 103 21

3.1 Phương pháp xây dựng mô hình địa chất 3D . -° 2 5° se 21

Trang 4

3.2 Quy trình xây dựng mô hình địa chất 3D .- 5-5 s2 se cse= 28

3.2.1 Mô hình hóa Cau trúc - + + + ©+++++E++E++EEtEE+EEtExerxerxrrreersees 303.2.2 Tho hóa dữ liệu giếng khoan 2-2- 252 £+E£+E££E££EeEEeEEzEErErrerrees 323.2.3 Mô hình phân bố thạch học và tram tích ¿2 2 s2 ++szzsz+see: 333.2.4 ong ong 34

3.2.5 Tính toán trữ lượng tại chỗ và đánh 60 35

3.2.6 Chuyển giao sang nhóm mô hình khai thác (MHKT) - 37

3.3 Mô hình địa chat cho mỏ khí X, Đông Bắc lô 103 - 37

3.3.1 Giới thiệu mỏ khí X -2-©22£ + £+EE£+EEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEeerkrr 37

3.3.2 Mô hình cấu trúc -¿- + + ++E++E£+EE+EE£EEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEErkrrkrrrrrvee 403.3.3 Thô hóa dữ liệu giếng khoan -¿ 2¿©2+©5¿22++22++£x+2Exv+rxrrrrersee 44

3.3.4 Phân tích dit liệu -¿- 2¿©+©+£+E+2EEt2EEEEEESEE2EE2E1271E271211 21 45

3.3.5 Mô hình phân bố thạch hỌC - - c6 SE +E‡EEEESEEEEEEEEeEeEerkekerererrsre 463.3.6 Mô hình thông 86 -¿- 2 2 + SE+EE+EE#EE+EE2EEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEkrrrrreri 54

3.3.7 Tính trữ lượng tại ChỖ CS 1 1 1121111 111111111101011121 111111010101 11 11g 61

3.3.8 Rủi ro của mô hình - - << 11111223111 1311119531 1111111882111 11g21 ra 62

KET LUẬN VÀ KIÊN NGHỊ 5-2 ©< se se ©sseessersetrserssersserserse 63

cổ 8h ẽ 63

2 96.0118 64

TÀI LIEU THAM KHẢO 2- 5° << s£ s2 ©S££Ss£EseEsEssExsexserserssessesee 65

HVCH: Nguyễn Hiến Pháp HDKH: TS Nguyễn Thế Hùng

Trang 5

DANH MỤC HÌNH VẾ

Hình 1.1 Vị trí và phân vùng cấu trúc địa chất bé Sông Hồng - 3

Hình 1.2 Vị trí của bắc bê Sông Hồng, bề bắc Vịnh Bắc Bộ và trên bản đồ 5

Hình 1.3 Mặt cắt địa chan khu vực theo hướng DB-TN cắt qua lô 102-106 6

Hình 1.4 Mặt cắt địa chan biểu diễn các cấu trúc nghịch đảo đặc trưng khu vực 8

Hình 1.5 Cột dia tang tong hợp bể Sông Hồng [2] - 2-52 225225225225: 10 Hình 1.6 Vị trí lô 103-107 trên bình đồ kiến tạo khu vực [13] - 11

Hình 1.7 Các đới triển vọng dầu khí bé sông Hồng [2] - 2-2 252: 16 Hình 3.1 Minh hoa giả thiết về tính bat biến - 2-5252 eesesessesesteseaees 22 Hình 3.2 Ước tính giá trị bằng Kriging -¿- 2+ 5+ ©++2+++£x2E++rx+erxezrxerseee 23 Hình 3.3 Minh họa về mô hình và thực tế (Corbett và Jensen 1992) - 24

Hình 3.4 Biểu đồ Variogram đơn giản 2 5¿2+2++£x+2Ext2Exerxeerxrsrxerrree 25 Hình 3.5 Các dạng hàm mẫu, với Y chuẩn hóa đến 1(Deutsch 2002) [12| 26

Hình 3.6 So sánh 3 mô hình mẫu - - + 9E EEEEEE£E+E£E+E£E£EeEeEEEEkrkrkrkreexee 27 Hình 3.7 Quy trình xây dựng mô hình địa chất [ 16|] - 2-5 sz+sz+sszcsz¿ 28 Hình 3.8 Giới thiệu phần mềm Petrel [16] 2-2 2©52+++E+£++£++£zz£z£zzxee: 28 Hình 3.9 Các bước mô hình hóa cấu trÚC - - ¿2 +s+E+S+E+E+EeEE+E+EeEErEzEeErtzxsrs 30 Hình 3.10 Minh họa chia kích cỡ ô lưới [12] - <5 52255 + *+++<x+++eee+seeeexss 31 Hình 3.1 1 Minh họa quá trình thô hóa dữ liệu - - 5 +25 +++£++vEsserseessk 32 Hình 3.12 Mô hình thạch học cho hệ thong 0) oe 34 Hình 3.13 Hình anh thực dia và mô hình thông số dựa vào dữ liệu giếng khoan 35

Hình 3.14 Vi trí mỏ X và khu vực nghiên cứu [ Í3] - +++s<++ex+<ex+e++s 38 Hình 3.15 Mặt cắt doc mỏ khí XX -2- 2 5222S22EE‡2EESEEESEECEEEeEEerkrrrrerrree 39 Hình 3.16 Ban đồ cấu tạo tầng C50, C90 mỏ XX -2-©5c©522c<+£c£xecEezrersee 39 Hình 3.17 Mô hình đứt gãy mỏ khí XX 2-2 5¿©2++2E++EE££EEt£EEvrEerrkerrkrrreee 40 Hình 3.18 Đầu vào mô phỏng bề mặt địa tang ¿- 2 + 5 x+++£++EzzEezxeei 41 Hình 3.19 Bề mặt dia tang mô phỏng của tang C50, C70 mỏ khí X 41

Hình 3.20 Mô phỏng các tập ChứỨa - - 13.11121191 1 11 1 11 11 1 ng nếp 42 Hình 3.21 Phân chia các lớp -¿- 2: +¿+++2+++E+++EE+EE+SEE+SEEEEEerkeerkrrrrerrree 43

Hình 3.22 Đánh giá mô hình cau trúc - +: 2 ¿+ £++£+EE+£E££E£+E++EE+rxezzezrerrxee 44

Trang 6

Mô phỏng phân bố thạch hoc bằng phương pháp SIS 48Quy trình tính toán và phân tích các thuộc tính địa chấn 51Kết quả phân tích thuộc tính địa chấn 2- 2:22 ©5++cs++cxz+zed 52

Thuộc tính biên độ cực tiêu tang C90 -2- ¿52+ 2+£++£E+£EzEezrxees 52

Mô phỏng phân bố thạch học cho mỏ X 2: 22 +2 225z+52+se2 53Kết quả mô phỏng thạch học bằng phương pháp SIS cho tang C90 54Một số lát cắt ở độ sâu khác nhau trong mô hình phân bồ thạch học 54

Mô phỏng độ rỗng bằng phương pháp GRSE -: -:-55+- 55

So sánh độ rỗng mô phỏng với độ rỗng giếng khoan - 56Quan hệ rong thấm mỏ Xiuvecccccccccsscsecsssssesececscsecevsvsscessvsesesevsccecevseseeavaveee 56

Minh họa độ bão hòa nưƯỚc - -c SE 2231311 ve zzsvy 57

Độ bão hòa nước, chiều cao cột chat lỏng và chat lượng của đá chứa 58

Quan hệ chất lượng đá chứa và áp suất MAO dẫn secs+xscxe: 58

Quan hệ giữa độ bão hòa nước va áp suất mao dẫn mỏ khí X 59

Phương trình tính độ bão hoà nước ‹++-+++cxs+csserssereerexee 60

So sánh độ bão hòa nước tại giếng và mô hình C70 - 60

Độ bão hòa nước trung bình vỉa chứa C70, C90 - «<<: 61

Phân bó trữ lượng tại chỗ với 200 lần chạy mô phỏng - 62

Trang 7

DANH MỤC BANG BIEU

Bang 3.1 Ranh giới khí nước của M0 X - 5 32+ * + EseEEeereereeerreeres 43

Bảng 3.2 Các thông số Vario gram c.cscssscsssessssssssssesssecssessecssecssecsssssecasecsuecsecasecsees 45

Bảng 3.3 Mối quan hệ giữa các thông số địa chất và địa chan [1] - 49Bang 3.4 Kết quả tính trữ lượng 2-22 2+Sx+EE2E2EE2EEEEEEEEEEEEEEEEEEerkrrrrerkee 62

Trang 8

TVDSS True vertical depth subsea - Chiêu sâu thực theo

phương thăng đứng so với mực nước biên

Trang 9

MỞ DAU

1 Tính cấp thiết của luận văn

Đất nước ta đang trên đà phát triển không ngừng các ngành công nghiệp

Trong đó, ngành công nghiệp dầu khí đang là một ngành mũi nhọn trong việc thúcday phát triển kinh tế, chính trị, xã hội Dé đảm bảo nguồn khí bổ sung cho sanlượng khí đang suy giảm tại Miền võng Hà Nội, Tổng Công ty Thăm dò Khai thácDầu khí (PVEP) cũng như tập đoàn dầu khí Việt Nam đang tiếp tục đầu tư tìm kiếmthăm dò dầu khí ở lô 103 Với các kết quả phân tích tổng hợp tài liệu địa chất-địavật lý hiện có ở lô 103 và vùng lân cận cho thay đặc điểm địa chất khu vực phía Bac

bề Sông Hồng rat phức tap, bao gồm nhiều đơn vị cau trúc với tiềm năng dầu khíkhác nhau cần phải nghiên cứu chỉ tiết hơn

Mặc dù đã có một số giếng khoan xác nhận sự tồn tại dầu khí trong khu vựcnghiên cứu song do số lượng các giếng khoan thăm dò và tài liệu địa chan 3D còn

hạn chế nên những hiểu biết về đặc điểm cấu trúc địa chất, quy luật phân bố các

thân cát vẫn còn nhiều điểm chưa rõ Những van đề này đã làm anh hưởng nhiềuđến việc khoanh vùng đánh giá triển vọng dầu khí, lựa chọn các cấu tạo tiềm năng

và vị trí đặt lỗ khoan thăm dò thầm lượng tiếp theo

Đề giảm thiêu rủi ro và góp phần nâng cao hiệu quả công tác tìm kiếm thăm

dò và khai thác dầu khí trong khu vực lô 103, Bồn tring Sông Hong, việc tiến hành

các nghiên cứu làm sáng tỏ cau trúc địa chat, dự đoán quy luật phân bố các thân cát,tính toán các thông số vỉa chứa theo mô hình 3D là một yêu cầu cấp thiết và có ýnghĩa thực tế sản xuất Do vậy, học viên lựa chọn đề tài "Đặc điểm và mô hình địachat 3D thành tạo Miocen Đông Bắc lô 103, bê tram tích Sông Hồng phục vụ công

tác tìm kiếm thăm dò dau khí" làm luận văn tốt nghiệp cao học

2 Mục tiêu và nhiệm vụ của luận văn

2.1 Mục tiêu

Đề tài nghiên cứu nhăm các mục tiêu sau:

- Lầm sáng tỏ các đặc điểm địa chất dầu khí của khu vực nghiên cứu

- Mô hình hóa 3D dé làm rõ phân bố đá chứa trong Miocen

- Đánh giá trữ lượng dâu khí của vỉa đá chứa Miocen.

HVCH: Nguyễn Hiến Pháp 1 HDKH: TS Nguyễn Thế Hùng

Trang 10

2.2 Nhiệm vụ nghiên cứu

- Nghiên cứu đặc điểm, cấu trúc địa chất khu vực lô 103, Bồn tring Sông Hồng

- Nghiên cứu sự phân bố của các đá chứa Miocen, mô hình hóa 3D và tínhtrữ lượng dầu khí của đôi tượng này trong vùng nghiên cứu

3 Phạm vi và đối tượng nghiên cứu của luận văn

- Đối tượng nghiên cứu là tầng chứa Miocen trong Kainozoi

- Phạm vi nghiên cứu: Đông Bắc lô 103, Bắc bồn tring Sông Hồng

4 Ý nghĩa khoa học và giá trị thực tiễn của đề tài

- Góp phần làm sáng tỏ về đặc điểm cấu trúc kiến tạo vùng nghiên cứu phục

vụ cho việc nghiên cứu địa chất khu vực

- Chính xác hóa phân bố thân cát chứa dầu khí phục vụ cho công tác tìmkiếm và thăm dò dầu khí

- Tính toán các thông số via chứa và trữ lượng của từng via chứa dé đưa racác phương án phát triển mỏ

5 Cấu trúc của luận văn

Luận văn được bố cục thành 3 chương, không kể phần mở đầu và kết luận,

trong đó nội dung chính tập trung vào chương 3 mô hình địa chất 3D khu vực Đông

Bắc lô 103, các chương mục theo thứ tự như sau:

CHƯƠNG 1: ĐẶC DIEM DIA CHAT KHU VỰC NGHIÊN CỨU

CHƯƠNG 2: CƠ SỞ TÀI LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨUCHƯƠNG 3: MÔ HÌNH DIA CHAT 3D KHU VUC DONG BAC LÔ 103

HVCH: Nguyén Hién Phap 2 HDKH: TS Nguyễn Thế Hùng

Trang 11

CHUONG 1 ĐẶC DIEM DIA CHAT KHU VỰC NGHIÊN CỨU

1.1 Giới thiệu bé trầm tích Sông Hồng

Bề tram tích Sông Hồng nằm trong khoảng 105°30' - 110°30' kinh độ Đông,14°30' - 2100' vĩ độ Bắc Bé có dạng kéo dài phát triển theo hướng Tây Bắc - Đông

Nam (TB-DN) với khoảng 650 km chiều dai, 150 km chiều rộng với độ day tramtích tại tring sâu nhất có thé lên đến 17 km (Ren JY và nnk., 2011) Ranh giới bểđược xác định về phía Đông Bắc tiếp giáp với phụ bê Bạch Long Vi và bé Hoàng

Sa nam ở phía Nam Phần trên đất liền thuộc bê Sông Hồng được gọi là Miền Võng

Trang 12

Tổng diện tích bé khoảng 220.000 km”, phía Việt Nam chiếm khoảng 126.000

km” Bé Sông Hồng có cấu trúc địa chất phức tạp thay đổi từ đất liền ra biển theohướng Tây Bắc - Đông Nam và Nam, bao gồm các vùng địa chất khác nhau

Vùng phía Tây Bắc bao gồm miền võng Hà Nội và một số lô phía Tây Bắc

của vịnh Bac Bộ như 103-107, 102-106 Đặc điểm cấu trúc nổi bật của vùng này là

cấu trúc uốn nếp phức tạp kèm nghịch đảo kiến tạo Miocen

Vùng Trung tâm từ lô 108-110 đến lô 114-115 Vùng này cũng có cấu trúc

phức tạp Các cấu tạo có cấu trúc khép kín kế thừa trên móng ở phía Tây, đến các

cau trúc sét diapir nồi bật ở giữa trung tâm

Vùng phía Nam từ lô 115 đến 16 121 Vùng này có cấu trúc khác han so vớihai vùng trên vì có móng nhô cao trên địa lũy Tri Tôn tạo thềm carbonat và ám tiêu

san hô, bên cạnh phía Tây là địa hào Quảng Ngãi và phía Đông là các bán địa hào

Lý Sơn có tuổi Oligocen

Về cau trúc bé Sông Hồng được giới hạn bởi 02 hệ thống đứt gãy chính pháttriển theo hướng Tây Bắc-Đông Nam và hướng Đông Bắc-Tây Nam (Hình 1.2).Các đứt gãy hướng Tây Bắc-Đông Nam có nguồn gốc liên quan đến hoạt động giãntách mở rộng Biển Đông, là đứt gay trượt băng rất đặc trưng trong khu vực đới đứtgãy Sông Hong [11]

Hai đứt gãy chính khống chế hình dạng cũng như khối lượng trầm tích đồvào bê là đứt gãy Sông Chảy và đứt gãy Sông Lô Hướng chuyên động trượt bằng

và kiểu đứt gãy này đóng vai trò quan trọng trong quá trình phát triển và hình thành

của bé Sông Hồng là chủ đề của rất nhiều dé tài nghiên cứu

Ru (1988) cho rang bề Sông Hong có hướng phát triển TB dọc theo mặt trượt

Riedel (mặt trượt thứ sinh) dưới tác động của trường ứng suất tách giãn hướng

TTB-ĐĐN Nghiên cứu của Zhang va Hao (1979), Gong va Li (1997) hay Li và

nnk., (1998) lại cho rang bê Sông Hồng là bé kéo toac do hoạt động trượt bằng phảitạo nên các đứt gãy phát triển theo hướng TN va BN Tuy nhiên, Guo và nnk.,(2001) lại coi bể được thành tạo theo cơ chế trượt bằng trái theo mô hình bể kéo

toạc với hệ đứt gay sụt bậc không cân xứng liên quan đến hoạt động tách giãn

hướng DN va quay theo chiều kim đồng hồ của khối Đông Duong (Indochina) dọctheo hệ đứt gay Sông Hồng

Trang 13

Các nghiên cứu ở phan trên bờ của bể Sông Hồng cho thấy hệ đứt gãy SôngHong là đứt gãy trượt bang trái và sụt bậc trong giai đoạn từ 35 đến 20 triệu nămtrước (Ma) (Leloup và nnk., 1995; Zhang & Zhong, 1996), sau đó chuyên sangchuyên động trượt bằng phải vào khoảng 5 Ma

107” 105” Chủ giải

I-VI Miễn vỏ lục địa

1) Khối lục địa Việt Trung

Hy Cattery: Ly Yangtee, 1, Kangdfiam, I, Tây Bức VN

lục dia Dong Dương

¡Đông Bike VN: My Haina Hy Sima Hạ Trường Sow Is Keesee,

lay Nam fh: Hy Khoees; Họ Đà Lạt

Ý Khối lục địa TN Borneo

DY) khối lọc địa Tay Sumatra VII Khối lục địa Trường Sa - Luconia

Ñ vien vỏ lọc địa bị thoái hóa trong KZ

L Mico 6 433 duomg wre

HBB 064 knae Patcotemys xéc dink

‘Doi khâu Changning - Menglian® } Đới khâu Inthanon @ Nhánh 1: (nhánh chính)

Doi khâu Klaeng (2) J“ khâu giữa II và HI

Đới khâu Bentong-Raub@

Đi kháu Cao Bằng Dian - Qiong@)Ì Nhánh 2

Đôi khâu Ailaoshan - Sông Da Œ) fas khâu giữa Ï và I

[D5 oi khâu PateoTethys giả định @)

1s?

Ez} Hệ thống cung đảo núi lita Sukhothai C, - P -'T, (2)

S1 Terane Lingcang

E1 Terrane Sukhothai

DP Terane Chanthaburi (Cardamon) - Dong Malaya

"OB 06% insu bóc sau cung xác dink

Đới khâu Jinghong

Đới khâu Nan Uttaradit

Đi khâu Sa Kaco

Đi khâu bón sau cưng giả định (?)

Doi bói kết Kreta muộn - Eoeene

+ - Trục tách giãn đã ngưng vào cuối E, - N,! hoặc N,?

go SN Doi khâu giá định: Đông Qui Nhơn tuổi P - T

XXX Các đới khâu khác có tuổi Neopvoterozoi (Tam K$-Phước Sơn,

Ngọc Hồi - Chư Sinh, Sông Mã), K› - E: (Kuching-Lupar)

— ba giy

— Đường bờ

— Ranh giới quốc gia

phân vùng kiến tạo lãnh thổ Việt Nam và vùng kế cận [13]

Sự hình thành và phát triển của bể Sông Hồng chịu sự khống chế chặt chẽcủa đới đứt gãy Sông Hồng liên quan đến hoạt động giãn tách trên phạm vi lớn vàhiện tượng xoay theo chiều kim đồng hồ của khối Đông Dương mà nguyên nhân là

do sự va chạm của mảng An Độ và mảng Á-Âu

Ban đầu bề hình thành với việc giãn tách từ từ theo hướng TB-DN trong thời

kỳ đầu kỷ Eocen là hướng chung của khu vực liên quan đến hướng mở rộng biểnĐông Việt Nam cô theo hướng ĐB-TN với việc khu vực được nâng lên tạo ra hàngloạt các bể giãn tách phát triển dọc theo rìa Nam của thềm Trung Hoa (Nielsen vànnk., 1998) Sự va chạm của mảng An Độ với mảng A-Au trong thời gian cuối

Trang 14

Eocen đến đầu Oligocen (40 Ma) làm cho khối Đông Dương xoay về phía ĐôngNam Trong khi khối Đông Duong bi day lên và xoay về phía Đông Nam thì khối

Nam Trung Hoa vẫn đứng yên (Yang và Besse, 1993) Hiện tượng tách giãn trượt

bằng trái gây ra hoạt động kiến tạo sụt bậc và trượt của khối Đông Dương kéo theo

sự xoay một góc từ 15-20 độ theo chiều kim đồng hồ làm cho đứt gay Sông Hồng

dịch chuyển so với vị trí ban đầu một khoảng 200-800 km (Tapponnier và nnk.,Leloup, 1991) Chuyên động trượt bằng trái này khởi đầu cho việc hình thành nên

bề Sông Hồng Hoạt động trượt bang chủ yếu xuất hiện dọc theo đứt gay sông Chay

và Sông Lô Trong suốt giai đoạn tách giãn các địa hào và bán địa hào được hìnhthành và lap đầy bởi trầm tích sông, đầm hồ

Do sụt lún tiếp tục, thê tích nước tăng lên các hồ được mở rộng tiến đến giao

thoa với biển tạo ra khoảng trống rộng lớn cho các trầm tích biển đến biển nông,

biển ria Tuy nhiên, đến thời kỳ Oligocen muộn, dưới ảnh hưởng của hoạt động giãn

tách đáy mở rộng biển Đông về phía Đông Nam gây ra hiện tượng nén ép ở bé Sông

Hồng Hoạt động này dẫn đến sự đảo ngược và nâng lên của một số khu vực trong

bể Sông Hồng hình thành các cấu tạo dạng vòm được phủ lên bởi các trầm tích trẻ

hơn, trong suốt thời kỳ cuối Oligocen Một lượng trầm tích đáng kể trong mặt cắt

Oligocen đã bị mat đi Các mặt BCH góc quan sát khá phổ biến trên các tuyến địa

chấn Bề mặt BCH này được coi là mốc đánh dấu quan trọng phân tách tập trầm tíchđồng giãn tách (syn-rift) với tập trầm tích sau giãn tách (post-rift)

Hình 1.3 Mặt cắt dia chan khu vực theo hướng ĐB-TN cắt qua lô 102-106

Trang 15

Chuyên động trượt bang trái tiếp tục doc theo hệ đứt gãy Sông Hong kếthợp với lún chìm nhiệt sau giai đoạn tách giãn mở làm bé Sông Hồng lún chìmnhanh Hiện tượng sụt lún nhanh được đánh dấu bởi tram tích biển tiễn làm cho bểđược mở rộng về phía đất liền trong thời kỳ Miocen sớm Tuy nhiên, đến Miocen

giữa, sự trôi về hướng Đông của khối Đông Dương bị mảng Sunda chặn lại (Lee

và Lawver,1994,1995; Hall, 1996), làm cho đứt gãy Sông Hồng chuyền từ trượtbang trái sang trượt bang phải vì khối Trung Hoa tiếp tục trôi về phía Đông trongkhi mang An Độ tiếp tục chìm về phía bắc Sự thay đổi của hướng chuyền động

được ghi nhận trong khu vực bề Sông Hồng bằng sự hình thành của bat chỉnh hợpgần đáy Miocen trung và trên tài liệu địa chấn nhiều nơi quan sát thấy xuất hiện

tướng kênh rach sâu (deep channel incision) cũng như việc dễ dàng nhận thấy sựchuyên dịch vi trí của đới tring trầm tích (Vejbaek et al., 1996) Tuy nhiên, nhiềutác giả khác lại cho rang sự chuyên hướng dịch chuyên từ trái sang phải xảy ratrong thời gian cuối Miocen đến thời kỳ đầu Pliocen - sớm (Phách, 1994; Pigott và

Ru năm 1994; Rangin và nnk., 1995) Các hoạt động trượt bằng làm hình thànhcác cau trúc nghịch dao là một yếu tố đáng ké trong cơ chế hình thành bẫy dầu khí

ở bể Sông Hong

1.2 Đới nghịch đảo Miocen Tây Bắc bé Sông Hồng

Doi này nam trong một địa hào sâu, chiều sâu móng trên 8 km trong phạm vi

từ đất liền ra đến lô 102,103,107 nhưng sau đó bị nghịch đảo trong thời kỳ từMiocen giữa đến cuối Miocen muộn, ở vài nơi nghịch đảo kiến tạo còn hoạt động

trong ca đầu thời kỳ Pliocen Đới nghịch đảo năm kẹp giữa đứt gãy Sông Chay ở

phía Tây Nam và đứt gãy Vĩnh Ninh ở phía Đông Bắc, kéo dài từ đất liền ra biển.Nguôn gốc nghịch đảo kiến tao là do dịch chuyên trượt bằng phải của hệ thong đứtgãy Sông Hồng vào thời kỳ cuối Miocen Vì vậy, mặt cắt trầm tích Miocen bị nén

ép, nâng lên, bị bào mòn cắt xén mạnh, mắt trầm tích từ vài trăm và có thể đến hàng

nghìn mét, thời gian thiếu vắng trầm tích từ một đến vài triệu năm Càng về phíaTây-Nam của MVHN, hiện tượng bào mòn cắt cụt càng mạnh hơn

Trang 16

Đá móng cacbonat quan sát ở một số giếng khoan thường có phần trên đã bịphong hóa và nứt nẻ mạnh Đá móng cacbonat phong hóa nứt nẻ là đối tượng thăm

dò chính trong lô 106 và phần phía Đông của lô 107

Đá móng trầm tích-biến chất tuổi Devon bắt gặp tại một số điểm lộ ở Đồ Sơn

và các đảo trên vịnh Bái Tử Long Thành hệ này cũng được phát hiện trong các

giếng khoan trên đất liền như ở cấu tạo B10 Ngoài ra đá móng biến chất còn đượcgặp trong các giếng khoan trong khu vực như 104-QN-IX hay phía Đông Bắc lô

107 tại 101-CB-1X.

Trang 17

Tram tích Oligocen-Eocen (Hệ tang Dinh Cao-Phù Tiên)

Đá tram tích Oligocen-Eocen đã gặp trong các giếng khoan 102-TB-1X,

PV-107-BAL-1X, 107-PA-1X, 106-DS-1X và 101-HM-1X Tram tích Oligocen-Eocen

đặc trưng bởi các đá cát kết, sét kết và các lớp mỏng đá vôi xen kẽ với các lớp thanmỏng Theo kết quả minh giải địa vật lý giếng khoan của các giếng PV-107-BAL-

1X, 107-PA-1X và 102-TB-1X thành hệ này thường có độ rỗng nhỏ (nhỏ hon 10%),

độ thắm cũng rất thấp do đá bị nép ép và biến đổi thứ sinh Một số via trong thành

hệ nay đã được thử nhưng không cho dong Trái ngược với các giếng kê trên, độrỗng của cát kết tuổi Oligocen trong giếng 106-DS-1X và 101-HM-1X tốt hon, nằm

trong khoảng từ 12% tới 17%.

Trầm tích Miocene dưới (Hệ tầng Phong Châu)Thành hệ này đã gặp trong 6 giếng khoan là 102-TB-1X, 102-CQ-1X, 103T-

H-1X, 103T-G-1X, PV-107-BAL-1X và 103-HAL-1X Tram tích Miocen dưới bao

gồm các lớp cát kết, sét kết và các lớp đá vôi với các lớp than mỏng Tương tự như

đá tuôi Oligocen-Eocen, chất lượng chứa của Miocen dưới rất thấp do bị nén ép và

thạch học biến đổi thứ sinh Cát kết mỏng với độ rỗng thấp (từ 7% đến 10%) Độ

thấm của cát kết Miocen dưới như kết quả phân tích mẫu của giếng khoan 1X cũng rất thấp

103T-G-Trầm tích Miocen giữa (Hệ tầng Phù Cù)Tram tích Miocen giữa Hệ tang Phù Cừ được đã gặp trong tất cả các giếngkhoan trong lô 103-107 Trầm tích Miocen giữa bao gồm cát kết, sét kết và các lớp

bột kết Độ rỗng trong khoảng từ 13% đến 20% , độ thấm trong khoảng từ 10 mD

đến 120 mD Đây là đối tượng thăm dò chính

Trầm tích Miocen trên (Hệ tầng Tiên Hưng)Trầm tích Hệ tầng Tiên Hưng gồm cát kết, sét kết và bột kết xen kẹp Dựavào các tài liệu dia vật lý giếng khoan và tài liệu karota khí thi các via trong Miocentrên đều chứa nước Biểu hiện chứa dau khí trong lớp trầm tích này đã bat gặp tạicác giếng như 106-HL-IX và 107-PL-IX Theo kết quả liên kết địa chấn và môhình bể, dầu khí biểu hiện trong tập U170 và U150 (107-PL-1X) được cho có nguồn

gôc di cư từ đá mẹ ở dưới sâu.

Trang 18

Trầm tích Pliocen-Đệ Tứ (Hệ tầng Vĩnh Bảo-Hải Dương-Kiến Xương)Trầm tích này được tat cả các giếng khoan phát hiện bao gồm bét/sét xenkẹp, với độ hạt trầm tích từ mịn đến trung bình Sét thường có màu xám sáng xámxanh, bở rời Cát sạch, màu xám sáng, bo roi, chứa nhiều thạch anh có sắc mờ đụcđến trong suốt với độ hạt từ min đến trung bình đôi chỗ có cả các mảnh vỡ hóathạch trùng lỗ (foraminiferal) với pyrit và glauconit Bột kết màu xám, bở rời cấu

trúc khối đến bán khối, với đá khung là argilit Thành hệ này được biết đến như một

tầng đánh dấu khu vực Các via cát ở phần đưới mặt cắt có thé là đá chứa tốt

Trang 19

1.4 Vị trí kiến tạo của lô 103-107

Trên bình đô kiến tạo hiện nay (Hình 1.6), diện tích lô 103&107 trải dài trên

nhiều khu vực khác nhau: diện tích phần phía tây của lô 103 thuộc đới Sông Mã,diện tích phần trung tâm của lô 103 thuộc đới nâng Nam Định, diện tích phần phía

đông của lô 103 và phần phía tây của lô 107 thuộc vùng trũng trung tâm của bắc bể

Sông Hồng, diện tích phần trung tâm và phía đông của lô 107 thuộc vùng phía tây

Trang 20

Lô 103-107 nằm ở ngoài khơi phía Bắc vịnh Bắc Bộ và phía Tây Bắc của bê

sông Hồng cách 150 km về phía Tây Nam của cảng Hải Phòng Diện tích của bê

sông Hồng khoảng 126.000 km2 thì diện tích lô nghiên cứu khoảng 13.478 km” Lô103-107 trải dai trên các đới kiến tạo khác nhau Dé tiện cho phan thê hiện các nộidung tiếp theo, chúng tôi chia lô khu vực lô 103-107 làm 4 đới như sau:

Đới 1: nằm ở rìa phía Tây Nam của lô 103 thuộc đới kiến tạo sông Mã trongphông kiến tạo chung Giới hạn bởi đứt gãy Sông Hồng Tại khu vực trong lônghiên cứu, đến thời điểm hiện tại chưa có giếng khoan nao cũng như chưa có dữ

liệu gì về đới này.

Đới 2: nằm ở phần trung tâm của lô 103 thuộc đới kiến tạo Nam Định trongphông kiến tạo chung, kéo dài theo phương Tây Bắc-Đông Nam với bề rộng đớikhoảng 30km, giới hạn về phía Tây Nam là đứt gãy sông Hồng và phía Đông Bắc

bởi đứt gãy Sông Chảy Tại khu vực này tuy trong lô nghiên cứu chưa có tài liệu

giếng khoan nhưng tại cận lô 103 về phía Nam đã có 3 giếng khoan là 104-QV-IX,104-QN-1X, 104-QMV-IX, theo tài liệu giếng khoan QMV-1X thành phần thạchhọc ở đây chủ yếu là cát kết, sét kết, các lớp than mỏng, đá granite và đôi khi có lớp

đá vôi mỏng xen kẽ.

Doi 3: nằm ở phần giữa của lô 103-107 thuộc đới kiến tạo Bắc bề Sông Hồng

trong phông kiến tạo chung, trải dai theo phương Tây Bắc-Đông Nam, giới hạn bởi

phan hợp nhau của đứt gãy Vinh Ninh và đứt gãy Sông Lô về phía Đông Bắc và đứtgãy Sông Chảy về phía Tây Nam Tại khu vực này có rất nhiều giếng đã được khoan

như: T-G-1X, T-H-1X, HD-1X, HAL-1X, HALN-1X, DL-1X, DL-2X, HOL-1X,

BAL-1X theo tài liệu giếng khoan, thành phan thạch hoc ở đây chủ yếu là sét kết,

cát kết, những lớp đá vôi và lớp than mỏng, trầm tích tại khu vực này tương đối dày,

ở trũng của phần trung tâm đạt đến độ sâu lớn nhất gần 9500 m được lấp đầy trầm

tích Kainozoi Phạm vi nghiên cứu của luận văn năm hoàn toàn trong đới 3 này.

Trang 21

Đới 4: nam chủ yếu ở phía Đông Bắc lô 107 thuộc đới kiến tạo Bạch Long

Vi trong phông kiến tạo chung, trải dai theo phương Tây Bắc-Đông Nam, giới hanbởi phần hợp nhau của đứt gãy Vĩnh Ninh và đứt gãy sông Lô về phía Tây Nam.Tại khu vực này, trong lô 107 đã có 2 giếng khoan PA-1X và PL-1X và cạnh lô

103-107 ở phía Tây Bắc lô 107 đã có các giếng khoan như: HR-1X, HR-2X,

YT-1X, YT-2X, Ha Long-1X còn ở phía Đông Bắc lô 107 cũng có giếng khoan

ENRECA-3 đã được khoan Theo tài liệu giếng khoan, tại khu vực này đã phát hiện

đá móng gồm đá móng Carbonat và đá biến chất

1.5 Hệ thống dầu khí của khu vực nghiên cứu

1.5.1 Đá sinh

Ở khu vực phía Bắc bê Sông Hồng, hai loại đá sinh đã được chứng minh là

các trầm tích mịn gồm sét kết đến than tuổi Eocen/Oligocen có nguồn gốc đầm hồ

có khả năng sinh dầu và các trầm tích min sét, bột, than tuổi Oligocen/Miocen cónguồn gốc châu thé có khả năng thiên về sinh khí

Đá sinh Eocen/Oligocen đã được gặp trong các giếng khoan 106-HR-1X,

102-TB-1X và 107-PA-1X Các đá sinh này còn được phát hiện tai đảo Bạch Long

Vĩ và Đông Ho Đá sinh có hàm lượng TOC từ 2-6 %, kerogen loại I và hỗn hợp

I/II Chi số HI trong khoảng 300-700 mg HC/g TOC Tmax (428-460 °C) chỉ ra đásinh đã trưởng thành và đạt ngưỡng cửa số tạo dầu Khả năng sinh của các loại đásinh này đã được chứng minh bởi các phát hiện dầu trong cấu tạo Hàm Rồng vàYên Tử ở lô 102-106 Đá sinh này cũng được bat gặp tại giếng 107-PL-1X, tuynhiên mức độ trưởng thành của đá mới ở ngưỡng trưởng thành sớm đến chưa

trưởng thành.

Đá sinh Miocen giữa và Miocen trên được gặp trong hầu hết các giếng khoan

trong các lô 102-106 và 103-107 Đá sinh Miocen giữa và Miocen trên có hàm

lượng TOC từ 0,5 đến 9,9 %, trong một số mẫu than có hàm lượng TOC lên tới 8,5

% Chỉ số HI nằm trong khoảng từ 300 đến 694 mg HC/g TOC có khả năng sinhHydrocacbon rất tốt Tmax từ các kết quả phân tích mẫu cho thấy phần lớn đá sinh

Miocen dưới đã trưởng thành và đạt ngưỡng sinh dầu Đá sinh này ở các trũng sâutrong khu vực có thé đã đạt tới cửa số sinh khí đến khí condensat

Trang 22

Đá chứa trong khu vực nghiên cứu bao gồm đá móng trước Đệ Tam, cát kết

Oligocen và cát kết Miocen đã được phát hiện bởi các giếng khoan trong các lô

Đá chứa Oligocen

Cát kết Oligocen có đặc điểm môi trường lắng đọng trầm tích từ sông ngòi,đầm hồ đến châu thé và biển nông Nhiều giếng khoan trên bờ đã phát hiện các viacát dầy tuổi này tuy nhiên chất lượng chứa rất kém với độ rỗng trong khoảng từ 6-

10 % Giếng khoan ngoài khơi 106-HRĐ-IX (2014) do PVEP điều hành thử via

DST#2 trong đối tượng cát kết Oligocen cho dòng khí condensate (dòng cực dai:

Trang 23

Đá chứa Miocen

Cát kết Miocen có chất lượng từ trung bình đến rất tốt, là đối tượng chứachính trong đới nghịch đảo kiến tạo Miocen Đá chứa có độ rỗng từ 5 % đến 25 %.Cát kết Miocen xuất hiện trong hau hết các giếng khoan như 102-HD-1X, 103-T-G-

1X, 103-T-H-1X, PV-107-BAL-1X, 103-HAL-1X, 103-DL-1X Thử DST cho dòng

khí/condensat với lưu lượng lớn Nhìn chung chat lượng via chứa của Miocen có xuhướng giảm về phía Nam của lô 103 và với các via sâu hơn 3.000 m

Đá chứa Pliocen

Ngoài các loại đá chứa kế trên các via cát kết Pliocen trong khu vực cũng

được kỳ vọng là đá chứa tốt với đặc điểm trầm tích lắng đọng trong môi trường biển

Bay cau tao gom có bốn loại: (1) khối móng cacbonat nhô cao, (2) Cấu tạo

vòm phát triển kế thừa trên móng tuổi Oligocen-Miocen, (3) Cấu tạo nghịch đảo

Oligocen và (4) Cấu tạo nghịch đảo Miocen

Bay loại (1) và (2) phổ biến trong khu vực lô 106 và phan phía Đông Bắc lô

107 Còn các bẫy nghịch đảo cấu tạo (3) và (4) thường gặp ở lô 103 và phần phía

Tây Lô 107.

Bay địa tầng bao gồm: vát nhọn địa tầng/ biến đồi thạch hoc trong mặt cắt

Oligocen-MIocen (5) và cát dạng thấu kính trong mặt cắt Miocen (6) Các bẫy này

quan sát thấy phô biến tại khu vực đới nghịch đảo Miocen trong lô 102 và 103

Trang 24

CHÚ GIẢI

Loa Vùng cấu tao nghịch đảo Oli-Miocen

L1] Vùng cấu tạo diapir Mio-Pliocen

[ĐEN Mong chén vaicarbonat hodc logi khic | vee alE1 Bay địa ting kể 4p (onlaping, pinchout) ` "Ă

Ls_] Vom khối xoay đứt gãy (titled fault block) ị

[T71 ven khép kín biên độ nhỏ Oli-Miocen

Vom khối xây, ám tiêu san hô

0 150 300

—>—

km ]

Hình 1.7 Các đới triển vọng dầu khí bể sông Hong [2]

Trang 25

CHƯƠNG 2 CƠ SỞ TÀI LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.1 Cơ sở tài liệu

Luận văn sẽ được hoàn thành trên cơ sở nguồn tài liệu do chính bản thân họcviên thu thập và thực hiện các dự án nghiên cứu tại Trung Tâm Kỹ Thuật, Tổngcông ty Thăm dò Khai thác dầu khí (PVEP-ITC) từ năm 2010 đến nay, bao gồm:

Các ban đồ địa chất khu vực và bản đồ địa chất ty lệ 1:1.000.000 đến

1:50.000 liên quan đến khu vực nghiên cứu đã xuất bản bởi nhiều tác giả trước đây

Các tài liệu địa chất-địa vật lý trong phạm vi nghiên cứu do chính học viên

thu thập, xử lý và minh giải.

Mô hình địa chất 3D xây dựng cho cụm cấu tạo Hải Long lô 103-107

Thao khảo các tài liệu, báo cáo trong ngành về lĩnh vực nghiên cứu như:

Dự án nghiên cứu đánh giá tiềm năng dầu khí lô 103-107 năm 2015 giữaPVEP-ITC với PVEP Sông Hồng

Nguyễn Thế Hùng và nnk (2009), Đánh giá tiềm năng dau khí các đối tượngMiocen - Pliocen bề trầm tích Sông Hong, Đề tai cap ngành PVN

Nguyễn Thị Dậu, Nguyễn Thế Hùng và nnk (2012), “Đánh giá tiềm năng

dầu khí bé Sông Hồng”, thuộc dự án Đánh giá tiềm năng dau khí trên vùng biển và

thềm lục địa Việt Nam

Phan Thị Quỳnh Anh (2008), “Hệ thống trầm tích và tầng đá vụn Miocenchứa dầu khí của miền võng Hà Nội”, Tuyên tập báo cáo hội nghị KHCN Viện DầuKhí Việt Nam: 30 năm phát triển và hội nhập, tr.145-154

Ngoài các nghiên cứu trên học viên cũng tham khảo các tài liệu đã công bố

trên các tạp chí trong và ngoài nước, các chuyên khảo về Địa chất và Dầu khí Việt

Nam, các luận án Tiến sĩ, Thạc sĩ đã được bảo vệ

Tuy các nghiên cứu trên đã làm sáng tỏ phần nào về các yếu tô về đặc điểmcấu trúc và tiềm năng dầu khí của khu vực nghiên cứu nhưng vẫn còn nhiều điểm

chưa thực sự sáng tỏ, điều này mang lại nhiều rủi ro trong công tác tìm kiếm và

thăm dò dầu khí Chính vì vậy, trong luận văn này học viên muốn nghiên cứu sâu

hơn về đặc diém câu trúc cũng như tiêm năng dâu khí của khu vực này, két hợp với

Trang 26

các phương tiện, phan mềm máy tính hiện đại để cập nhật mô phỏng cấu tạo tiềm

năng trong không gian ba chiều nhằm phục vụ công tác tìm kiếm thăm dò và khaithác dầu khí tại khu vực lô 103

2.2 Cách tiếp cận vấn đề và phương pháp nghiên cứu

2.2.1 Cách tiếp cận van đề

2.2.1.1 Cách tiếp cận truyền thống

Các tiếp cận này chính là tổ hợp các phương pháp nghiên cứu từ lâu nhưngvẫn đảm bảo tính hiệu quả và khoa học như khảo sát địa chất, thu thập phân tích và

xử lý số liệu phân tích mẫu dé đưa ra các kết quả khách quan phục vụ cho việc luận

giải địa chất khu vực một cách đúng đắn và trung thực

2.2.1.2 Cách tiếp cận hiện đại

Cách tiếp cận hiện đại là ứng dụng các thành tựu khoa học và công nghệ hiệnđại để phân tích luận giải các cấu trúc 3D, phân tích các thuộc tính địa chấn, sử

dụng các mô hình mô phỏng ba chiéu, dé giải quyết các van dé chỉ tiết hon, mang

tính đa chiều và định lượng hơn.

2.2.1.3 Cách tiếp cận hệ thống

Với mục tiêu làm sáng tỏ đặc điểm địa chất và mô hình hóa 3D các cấu tạo

dé làm rõ phân bố đá chứa trong Miocen và tính tổng trữ lượng dầu khí trong khuvực nghiên cứu Học viên đã tiếp cận theo trình tự và quy trình nhất quán như sau:

Thu thập các cơ sở dữ liệu, tài liệu tham khảo - kết hợp khảo sát thực địa - phân tích

và xử lý số liệu - luận giải số liệu và xây dựng mô hình đề giải thích cho lịch sử tiếnhóa và đặc điểm dia chất của vùng nghiên cứu - tính toán các thông số via chứa dựatrên mô hình 3D - đưa ra kết luận cho các vấn đề nghiên cứu

2.2.2 Các phương pháp nghiên cứu

2.2.2.1 Phương pháp tổng hợp và xử lý số liệu

Phương pháp tổng hợp là sử dụng toàn bộ cơ sở đữ liệu thu thập được trong

phòng cũng như mau vật thu được sau khi đi thực địa Sau đó tiến hành xử lý, phântích dé thành lập các ban dé thạch học, cột địa tầng tổng hợp, tính toán các thông số

đầu vào dé tính trữ lượng dau khí Dua ra phân vùng triển vọng và tổng tiềm năng

dâu khí của khu vực nghiên cứu.

Trang 27

2.2.2.2 Phương pháp phân tích tài liệu địa chất

Phương pháp phân tích thạch học

Việc nghiên cứu thạch học được thực hiện dựa trên những quan sát thực té

ngoai thuc dia két hợp với tài liệu mô tả mẫu khoan, và tài liệu phân tích mẫu látmỏng, mẫu cổ sinh, Các kết quả nghiên cứu thạch học sẽ đưa ra thành phan, kiến

trúc, cầu tạo của đá góp phần quan trọng cho việc phân chia các đơn vị thạch học

cấu trúc, nghiên cứu địa tầng,

Phương pháp giải đoán cấu trúc địa chấtTrên cơ sở các tài liệu thực địa, tài liệu giếng khoan và tài liệu địa chấn, tiếnhành đo đạc và nhận diện các dạng cấu trúc địa chất (Đút gãy, nếp uốn, các bề mặtbat chỉnh hợp, ) có mặt trong khu vực nghiên cứu Các cấu trúc địa chất đã đượcnhận diện được phân tích, phân loại theo trình tự hình thành và chồng lan dé từ đó

khôi phục lại được lich sử tiến hoa địa chat-kién tạo của vùng nghiên cứu.

Bên cạnh đó, học viên còn tiễn hành tham khảo ý kiến tư vấn của các nhàkhoa học, các chuyên gia có nhiều kinh nghiệm và hiểu biết về khu vực nghiên cứu

dé được tư van chuyên môn day đủ hơn

2.2.2.3 Phương pháp phân tích tài liệu địa vật lý

Phương pháp dia chan địa tang

Địa tầng phân tập là mối quan hệ giữa các đơn vị trầm tích có cùng nguồnsốc trong khung địa tầng được giới hạn với nhau bởi bề mặt bào mòn hoặc giánđoạn trầm tích hoặc chỉnh hợp tương quan

Trong nghiên cứu này, tác giả sử dụng hệ thống phân loại truyền thống như

kiểu chống đáy, ga đáy, chống nóc, mặt bào mòn, bat chỉnh hợp làm cơ sở cho việcxác định ranh giới các tập Các đứt gãy được xác định trên cơ sở các gián đoạn vềtướng và đặc điểm phản xạ địa chấn không liên tục dọc theo một bề mặt cắt chéogóc hoặc vuông góc với các mặt phản xạ Nghiên cứu các đặc trưng tướng địa chấn

và dự báo thành phần thạch học và môi trường trầm tích

Phương pháp phân tích và liên kết địa vật lý giếng khoan

Phương pháp này được thực hiện dựa trên việc đo đạc, phân tích và luận giải

các thông số vật lý của đá (xạ, điện trở, sóng âm v.v.) nhằm xác định bản chất thạch

Trang 28

học của các đơn vị địa tầng và xác định ranh giới của các địa tầng này theo chiềusâu của giếng khoan Phương pháp này được cho là có hiệu quả trong trường hợp

khoan không lay mẫu liên tục và góp phan hiệu chỉnh độ sâu, xác định tuổi cho các

mặt phản xạ chính trong phương pháp địa chất địa tầng

Phương pháp phân tích thuộc tính địa chan

Các đặc điểm trên của trường sóng được sử dụng với thuật ngữ chung là các

“thuộc tính địa chấn” (seismic attributes) Các thuộc tinh địa chan bao gồm cả các đặc

điểm động hình học (thời gian, tốc độ ) và đặc điểm động lực (pha, biên độ, tần số, độsuy giảm năng lượng ) Sự khác biệt về trường sóng địa chan giúp phân chia thànhcác tướng địa chan khác nhau phản ánh sự thay đôi tướng trầm tích Do vậy sau khiphân tích tướng địa chấn kết hợp với tài liệu giếng khoan và tài liệu địa chất cho takết quả chính xác hơn về môi trường trầm tích và phân bồ thạch học trong các hệthống trầm tích

2.2.2.4 Phương pháp xây dựng mô hình địa chất 3D

Mô hình địa chất là mô phỏng lại phân bố thạch học và môi trường địa chất

trong không gian ba chiều và các thông số via chứa như độ rỗng, độ thấm, độ bão

hòa nước vao trong một mạng lưới 6 mạng có kích cỡ phù hợp được giới hạn bởi

các đứt gấy và bản đồ minh giải Dựa vào các thông số tại giếng khoan và các tài

liệu địa chất, địa chấn kết hợp với các thuật toán xác suất thống kê để mô phỏngthông số via chứa Kết qua sẽ tinh được trữ lượng tại chỗ của toàn mỏ chỉ tiết theo

từng ô lưới.

Từ việc xây dựng mô hình địa chất 3D sẽ có cái nhìn tổng quan về thạch học

trầm tích khu vực nghiên cứu, ước tính được trữ lượng dầu khí tại chỗ và đưa ra

Trang 29

CHƯƠNG 3 MÔ HÌNH ĐỊA CHÁT 3D KHU VỰC ĐÔNG BẮC LÔ 103

3.1 Phương pháp xây dựng mô hình địa chất 3D

3.1.1 Định nghĩa

Mô hình địa chất là mô phỏng lại phân bố thạch học và môi trường địa chất

trong không gian ba chiều và các thông số via chứa như độ rỗng, độ thấm, độ bão

hòa nước v.v vào trong một mạng lưới ô mạng có kích cỡ phù hợp được giới hạn

bởi các đứt gãy và bản đồ minh giải Dựa vào các thông số tại giếng khoan và cáctài liệu địa chất, địa chân kết hợp với các thuật toán xác suất thống kê để mô phỏng

thông số via chứa Kết qua sẽ tính được trữ lượng tại chỗ của toàn mỏ chỉ tiết theo

từng ô lưới.

Vì mỗi thông số của vỉa chứa đều ảnh hướng đến quá trình khai thác, cũng

như ảnh hưởng đến phương án phát triển mỏ Mô hình địa chất càng mô phỏngchính xác các thông số thì càng mang lại lợi ích về kinh tế cũng như giá trị nghiên

cứu khoa học.

Như đã định nghĩa ở trên, để mô phỏng các thông số cần dựa vào các tài liệuđịa chất, địa chan va giếng khoan kết hợp với các thuật toán xác suất thống kê đượcgọi là phương pháp địa chất thống kê

3.1.2 Địa chất thống kê

Địa chất thống kê xuất phát từ công nghiệp khai thác khóang sản, từ khoảngnhững năm 50 của thế kỷ XX Nguyên do là các thống kê truyền thống lúc đó đã cónhiều điểm không phù hợp với sự phân tán trữ lượng của các mỏ quặng D.G.Krigemột kỹ sư mỏ người Nam Phi sau là giáo sư trường đại học tổng hợp Witwatersand

và các cộng sự đã đưa ra một phương pháp ước tính mới Năm 1955, giáo sư

Matheron (Trường đại học Mỏ quốc gia Pari - Cộng hòa Pháp) đã phát triển thành

một bộ môn khoa học gọi là địa thông kê, và dé tôn vinh người đặt nền tảng chomôn khoa học, Matheron lấy tên gọi cho phương pháp ước lượng giá trị trung bình

là phương pháp Kriging.

Đề hiểu rõ hơn quy luật của địa chất thống kê và phương pháp áp dụng nó, ta

cần phải hiểu một số định nghĩa về địa chất thống kê như sau:

Trang 30

Địa thống kê (Geostatistic): là một phần của thống kê ứng dụng mà chú

trọng vào thuộc tính địa chất của dữ liệu và các mỗi quan hệ không gian giữa các

dữ liệu.

Định nghĩa 1962 của Matheron: “Địa chất thống kê là sự áp dụng có tính

hình thức các hàm ngẫu nhiên và sự ước lượng các hiện tượng tự nhiên”.

Xác xuất (Probability): Xác suất thành công của phép thử (%)

Phương sai (Variance): Do sự phân tán xung quanh giá tri trung bình của

nó Ví dụ: Độ rỗng trong tập cát kết sẽ có phương sai nhỏ hơn đo trong tập cát sét

xen kẹp.

Tương quan dữ liệu (Correlation): Ví dụ: Thuộc tính dia chấn có thé có

tương quan với các loại thạch học, độ rỗng.

Dị hướng hoặc bất đẳng hướng (Anisotropy): đặc trưng là cho độ mạnh

của sự biến đổi (Do bởi hướng và % biến đổi) Ví dụ: Độ rỗng là dị hướng vi cácgiá trị đo theo một hướng nhất định có thé biến đổi nhanh hơn hoặc chậm hơn nhiều

so với hướng khác.

Tính bắt biến hoặc tính dừng (Stationarity): là một giả thiết mà đặc tính

các thông số được phân tích với các công cụ địa thống kê thì quy luật xác suất là bấtbiến với 1 khoảng cách không đổi Nhờ giả thiết về tính dừng ta có thé áp dụng cácquy luật xác suất từ các vùng đã biết sang những vùng chưa biết

V(s) là biến ngẫu nhiên tại vị trí s

V(s1) và V(s2) quan hệ với nhau bằng một quy luật xác suất

Trang 31

Đây là điều kiện tiên quyết dé thuật toán Kring và Gauss có thé ước tính chonhững vùng mà nó không có giá trị Tính bất biến hay hiểu theo một nghĩa khác là

không có xu hướng ưu tiên.

Kriging: là một công nghệ ước tính các giá trị ở những chỗ chưa biết dựavào tương quan của dữ liệu đã biết trong không gian Ba nguyên tắc cơ bản khikriging là: 1 Dữ liệu gần hơn sẽ chiếm tỷ trọng lớn hơn; 2 Dữ liệu gần nhau tỷtrọng băng nhau; 3 Dữ liệu theo hướng chính sẽ chiếm tỷ trọng lớn hơn (Hình 3.2)

Mô phỏng Gauss (Gaussian simulation): là phương pháp chạy ngẫu nhiên

dựa trên Kriging nhưng đưa ra nhiều kết quả khác nhau với xác suất tương đương.Thuật toán cho ta nhiều hình thái khác nhau để chọn lựa trong một vỉa chứa batđồng nhất

Nhu vậy địa thống kê phân tích mức độ phân tán và tương quan dit liệu đã có

(giếng khoan) và sau đó dựa vào một số phương pháp thống kê ứng dụng để ướctính các giá trị tại những điểm chưa biết Hình 3.3 mô tả việc xây dựng mô hình địa

chất Dữ liệu tại giếng khoan là quan sát được và tất cả các mô hình địa chất xâydựng được xoay quanh những dữ liệu này Có sự ngẫu nhiên và có xác suất thành

công cho từng mô hình, nhưng một điều chắn chắn là quá trình mô phỏng với càngnhiêu dữ liệu thì càng chính xác đê tiệm cận nhưng van khác mô hình thực tế.

Vùng nghiên cứu

N Hướng chỉnh của variogram

lê +i Tỷ trọng 2 quyết định bởi Variogram:

WB Gia trị can ước tinh, 7(x,) * Hướng

Hình 3.2 Ước tính giá trị bang Kriging

Trang 32

/ Via chứa trong

thực tế

Hình 3.3 Minh họa về mô hình và thực tế (Corbett và Jensen 1992)

Một số phần mềm cơ bản là nền tảng thực hiện hầu hết phỏng đoản địa chấtthống kê cơ bản và dé thị cơ bản Tiêu biéu là GSLIB (Geostatistical SoftwareLibrary) được sử dụng trong các phần mềm xây dựng mô hình địa chất

Dé phân tích mức độ phân tán và tương quan dit liệu, chúng ta dùng mộtcông cụ phô biến đó là “Variogram” Ta sẽ đi tìm hiểu các yếu tố trong variogram

tương quan giữa các giá trị Như vậy Variogram có hai nhiệm vụ chính là xác định:

Hai giá trị gần nhau quan hệ với nhau như thế nào?

Bao xa để hai giá trị đó không còn quan hệ với nhau?

Công thức của Variogram: 2y = (1N) (Z; - Z)Ÿ

Trong đó: Z; và Z¿ là cặp điểm trong dữ liệu

Dé thuận tiện người ta dùng hàm semi-variogram: y = (1/2N)¥ (Z; - Z;)”

Trang 33

Hàm variogram dùng để tính cho tất cả các cặp điểm trong tập hợp dữ liệu.Tuy nhiên để thấy được quy luật khoảng cách người ta đã chia các khoảng cách

thành từng khoảng (lag) và giá trị trung bình y cho tất cả các điểm trong lag được

tính như sau: y(h)= 1/2*E { [(X (Z(xth)- Z(x)]”}

Trong do:

E = Ky vọng hoặc giá tri trung bình

Z.(x) = Giá trị của điểm tại vị trí xZ( x+h) = Giá trị của điểm tại vị trí x+h, h = lag

Như vậy, semi-variogram cũng được định nghĩa là một nửa kỳ vọng toán của

biến ngẫu nhiên ` (Z(x+h)- Z(x)]Ÿ,

Variogram trong thực nghiệm được xác định:

Hình 3.4 Biểu đồ Variogram đơn giản

Hình 3.4 biểu diễn Variogram trong đó:

Phương sai (Variance): đo sự phân tán của tập hợp dữ liệu.

Khoảng lag (Lag distance): sự phân chia khoảng cách giữa các điểm

Trần hoặc ngưỡng (Sill): là giá trị khi độ phân tán phăng không biến đổi

thêm.

Trang 34

Bán kính ảnh hưởng (Range): khoảng cách xa hơn nữa là các điểm dữ liệu

biến đổi ngẫu nhiên và không còn mối quan hệ tương quan Là khoảng cách đến

điểm y(h) tiệm cận đến trần.

Hiệu ứng tự sinh (Nugget): Mức độ không đồng dạng khi khoảng cáchbằng không (do sai số khi đo giá trị, lỗi công cụ, tính toán)

Sau khi tính được Variogram ứng với từng khoảng lag ta cần chọn một hàm

số đi qua các điểm Variogram Bằng thực nghiệm, Deutsch đã thống kê ra một số

hình dạng cơ bản của hàm mẫu (Hình 3.5).

Nugget model Gaussian model

distance (lag) ——> distance (lag) —>

Spherical model Power law model

distance (lag) —»> distance (lag) —>

Exponential model Hole model

Hình 3.5 Các dang hàm mẫu, với y chuẩn hóa đến 1(Deutsch 2002) [12]

Mô hình hiệu ứng tự sinh (Nugget Effect Model):

y(h) = 0 với h=0

y(h) =c với h>0, Với c là giá trị trần

Trang 35

Mô hình cầu (Spherical model):

yh) =¢ [1.5(=)-0.5 (2) ] với h<a

y(h) =c với h>a với c là trần và a là bán kính anh hưởng

Mô hình mũ (Exponential model):

mô hình hay dùng nhất và ổn định nhất Do mô hình mũ biến đổi nhanh ở khoảng

cách ngắn còn mô hình Gauss ở khoảng cách ngăn biến đổi ít nhưng lại biến đổi quánhanh ở khoảng cách xa hơn Cả hai mô hình mẫu này có bán kính ảnh hưởng khivariogram chỉ đạt 95 % của trần còn với mô hình cầu là 100 %

Xác định được các thông số của Variogram nghĩa là xác định được tính chất

bất đồng nhất của vỉa chứa theo chiều dọc và chiều ngang, tính được mối tươngquan giữa giữa các tập hợp dữ liệu đã biết (giếng khoan) và phát triển nó ra các

vùng chưa biết của toàn bộ vùng nghiên cứu trong mô hình

Trang 36

3.2 Quy trình xây dựng mô hình địa chất 3D

Quy trình xây dựng mô hình 3D được thực hiện theo các bước như Hình 3.7.

Có nhiều phần mềm sử dụng dé mô hình hóa 3D nhưng hay dùng nhất là phan mềm

Petrel, phiên bản 2015 (tên đầy đủ Petrel E&P Software Platform 2015), đây làphần mềm của công ty dầu khí quốc tế Schlumberger Các chức năng của Petrel rất

đa dạng, từ vẽ bản đồ cấu trúc, vẽ bản đồ đăng sâu, đăng dây, minh giải tài liệu địavật lý, liên kết giếng khoan, xây dựng mô hình địa chất, thiết kế giếng khoan, đánhgiá rủi ro địa chất cho đến mô phỏng các vỉa chứa, tính toán trữ lượng, dự đoán khả

Hình 3.8 Giới thiệu phần mềm Petrel [16]

Trang 37

Chuẩn bị dữ liệu

Các tài liệu địa chất (báo cáo, nghiên cứu địa chất khu vực) các kết quả phân

tích thạch học, cô sinh, địa hóa

Các tài liệu địa chấn (địa chấn 2D, 3D, các bản đồ cấu trúc, đứt gãy minhgiải, thuộc tính địa chấn)

Các tài liệu giếng khoan (các đường cong đo ghi, các kế quả phân tích,

thử via).

Mô hình cấu trúc

Là xây dựng một khung rỗng xác định bởi các bề mặt ranh giới địa tầng và

bề mặt bản đồ minh giải, kết thúc là tạo thành một mạng lưới ô mạng với kích cỡ

phù hợp với mức độ minh giải và máy móc hiện nay.

Là quá trình mô phỏng lại phân bố của các thông số via chứa như độ rỗng, độ

thấm, độ bão hòa nước vào trong mạng lưới ô mạng Dựa vào thông sỐ tại giếng

khoan và mô hình phân bố thạch hoc đã được mô phỏng ở trên kết hợp với các thuậttoán xác suất thống kê dé mô phỏng cho toàn mỏ

Tính toán trữ lượng tại chỗ

Sau khi mô phỏng các thông số vỉa chứa trong không gian ba chiều Trữlượng tại chỗ theo phương pháp thé tích của toàn mỏ với mức độ chi tiết hóa đến

từng ô lưới.

Phân tích rủi ro

Như đã nói ở trên các thông số được mô phỏng dựa trên tài liệu giếng khoankết hợp với các thuật toán xác suất thống kê Do vậy, mỗi thông số đều có thé tồntại những rủi ro nhất định vì thế phải chạy ngẫu nhiên với nhiều kịch bản khác nhau,

đưa ra các giới hạn rủi ro khác nhau và các biện pháp hạn chê rủi ro.

Định dạng
Số trang	74
Dung lượng	22,32 MB