TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ ĐỊA CHẤT ĐẶC ĐIỂM NỨT NẺ TRONG ĐÁ MÓNG GRANITOID MỎ HẢI SƯ ĐEN TRÊN CƠ SỞ PHÂN TÍCH TỔNG HỢP TÀI LIỆU ĐỊA VẬT LÝ GIẾNG KHOAN VÀ THUỘC TÍNH ĐỊA CHẤN

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ************************ NGUYỄN ANH ĐỨC ĐẶC ĐIỂM NỨT NẺ TRONG ĐÁ MÓNG GRANITOID MỎ HẢI SƯ ĐEN TRÊN CƠ SỞ PHÂN TÍCH TỔNG HỢP TÀI LIỆU ĐỊA VẬT LÝ GIẾNG KHOAN VÀ THUỘC TÍNH ĐỊA CHẤN Ngành: Kỹ thuật địa vật lý Mã số: 62.52.05.02 TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ ĐỊA CHẤT Hà Nội - 2015 Công trình được hoàn thành tại: Bộ môn Địa Địa vật lý, khoa Dầu khí, Trường Đại học Mỏ - Địa chất Người Hướng Dẫn Khoa Học: - PGS. TS. Nguyễn Văn Phơn - TS. Nguyễn Huy Ngọc -Phản biện 1: TS. Hoàng Ngọc Đang – Tổng công ty Thăm dò Khai thác Dầu khí (PVEP) -Phản biện 2: TS. Phan Từ Cơ – Hội Dầu khí Việt Nam -Phản biện 3 : TS. Nguyễn Thanh Tùng – Viện Dầu khí Việt Nam Có thể tìm hiểu luận án tại: Thư viện Quốc gia – Hà Nội Hoặc Thư viện Trường Đại học Mỏ - Địa chất 1 MỞ ĐẦU 1. Tính cấp thiết của đề tài Trong những năm gần đây, dầu khí đã được tìm thấy ngày càng nhiều hơn trong các đá móng nứt nẻ khác nhau trên thế giới. Tại Việt Nam nhiều mỏ dầu đã được phát hiện và khai thác trong móng granitoid nứt nẻ như các mỏ: Bạch Hổ, Rồng, Sư Tử Đen, Sư Tử Vàng, Sư Tử Nâu, Cá Ngừ Vàng, Rạng Đông, Phương Đông, Hải Sư Đen, Diamond, Ruby, Hổ Xám South, Thăng Long, Đông Đô, Đồi Mồi, Kình Ngư Trắng, Kình Ngư Trắng Nam, Kình Ngư Vàng Nam. Tiềm năng dầu khí còn lại ở bể Cửu Long là rất lớn, trong khi đó mỏ lại nhỏ, hệ thống nứt nẻ phức tạp dẫn đến việc khoan thăm dò thẩm lượng và khai thác gặp nhiều rủi ro (ví dụ như Rạng Đông, Phương Đông, Cá Ngừ Vàng, Azurite, Hổ Xám và Hải Sư Đen). Có nhiều nguyên nhân mà trong đó nổi bật nhất là do khoan không vào các đới nứt nẻ tốt của mỏ gây thiệt hại kinh tế rất lớn. Chính vì thế việc nghiên cứu để dự đoán hệ thống nứt nẻ là rất cần và cấp thiết. Để góp phần giải quyết nhu cầu cấp thiết trên, NCS đã chọn đề tài luận án nghiên cứu sinh “Đặc điểm nứt nẻ trong đá móng granitoid mỏ Hải Sư Đen trên cơ sở phân tích tổng hợp tài liệu ĐVLGK và thuộc tính địa chấn”. Đây là một công trình nghiên cứu thực tiễn, có tính cấp thiết cao, sẽ đóng góp nhất định trong sản xuất và nghiên cứu và góp phần đảm bảo sản lượng dầu khí trong những năm tới. Để thực hiện đề tài luận án, NCS tập trung phân tích, đánh giá các công trình nghiên cứu hiện có, nêu ra các vấn đề còn tồn tại trong công tác nghiên cứu đặc điểm nứt nẻ của đá móng granitoid tại bể Cửu Long nói chung và mỏ Hải Sư Đen nói riêng nhằm định hướng cho các công việc sẽ giải quyết của luận án: lựa chọn các phương pháp hiện đại nghiên cứu đá chứa móng nứt nẻ và xây dựng mô hình độ rỗng nứt nẻ cho móng ở mỏ Hải Sư Đen. 2. Mục đích nghiên cứu Mục tiêu chính của luận án là nghiên cứu đặc tính nứt nẻ của đá móng dựa trên tài liệu địa chất, địa vật lý giếng khoan và tài liệu địa chấn, từ đó lựa chọn phương pháp và tiến hành xây dựng mô hình độ rỗng trong đá móng nứt nẻ của mỏ Hải Sư Đen – bể Cửu Long. 3. Nhiệm vụ của luận án Để đạt được mục đích đã nêu trên các nhiệm vụ cần được giải quyết bao gồm: - Tìm hiểu tính chất của nứt nẻ trong đá móng granitoid, cơ chế hình thành và ảnh hưởng của chúng lên tài liệu ĐVLGK và địa chấn. - Tổ hợp tài liệu địa chất, địa vật lý giếng khoan, địa chấn và quan sát thực địa để làm sáng tỏ sự tồn tại của hệ thống nứt nẻ chứa dầu khí trong đá móng granitoid mỏ Hải Sư Đen. - Nghiên cứu áp dụng các phương pháp mô hình hóa nhằm tổ hợp và lựa chọn các thuộc tính địa chấn với kết quả phân tích tổng hợp tài liệu địa vật lý giếng khoan, đo kiểm tra khai thác (PLT), để xây dựng mô hình độ rỗng chứa dầu khí trong đá móng granitoid trong khu vực nghiên cứu. 4. Đối tượng, phạm vi nghiên cứu và cơ sở tài liệu 2 Phạm vi nghiên cứu là vùng mỏ Hải Sư Đen thuộc Lô 15-2/01, nằm ở sườn Tây Bắc bể Cửu Long. Đối tượng nghiên cứu chính là đá móng granitoid. Tài liệu dùng trong luận án bao gồm: - Tài liệu địa chất bể Cửu Long. - Tài liệu địa chấn 3D xử lý bằng CBM (controlled beam migration) và APSDM (Anistropy pre stack depth migration) năm 2009 của mỏ Hải Sư Đen. - Tài liệu địa vật lý giếng khoan của 7 giếng: HSD-1X, HSD-2X/ST, HSD-3X, HSD-4X, HSD-5X, VD-1X, VD-2X, đo kiểm tra khai thác, thử vỉa tại khu vực mỏ Hải Sư Đen. - Các tài liệu nghiên cứu địa chất và kiến tạo lô 15-2/01. 5. Nội dung nghiên cứu Tổng hợp tài liệu địa chất, kiến tạo, địa vật lý và giếng khoan ở khu vực mỏ Hải Sư Đen nhằm làm sáng tỏ các đặc điểm địa chất, địa vật lý, cơ chế hình thành và biến đổi của nứt nẻ trong móng mỏ Hải Sư Đen. Phân tích, minh giải tài liệu địa vật lý giếng khoan và mẫu lõi để xác định độ rỗng nứt nẻ trong đá móng của các giếng khoan khu vực mỏ Hải Sư Đen. Minh giải tài liệu địa chấn 3D và phân tích khả năng của các thuộc tính địa chấn trong dự báo nứt nẻ mỏ Hải Sư Đen. Ứng dụng các phần mềm hiện có (Petrel) để lựa chọn tổ hợp tối ưu các thuộc tính địa chấn trong xây dựng mô hình độ rỗng nứt nẻ cho đá móng granitoid. Nghiên cứu tích hợp các kết quả minh giải độ rỗng từ tài liệu giếng khoan và phân tích thuộc tính địa chấn kết hợp với các thông tin địa chất và kiến tạo trong vùng bằng phương pháp kết hợp các công cụ toán học: địa thống kê và mạng nơron. 6. Phương pháp nghiên cứu - Phân tích tổng hợp tài liệu địa vật lý giếng khoan, đo kiểm tra khai thác, thử vỉa trong khu vực nghiên cứu để xác định đặc điểm của các hệ thống nứt nẻ, tính toán độ rỗng. - Phân tích tổ hợp tài liệu địa chấn ba chiều (thuộc tính địa chấn) với tài liệu địa vật lý giếng khoan để xác định sự phân bố và đặc tính của các đới nứt nẻ trong móng granitoid. - Xây dựng mô hình độ rỗng bằng cách kết hợp phương pháp mạng nơron nhân tạo ANN và thuật toán địa thống kê Co-Kriging. 7. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của luận án Ý nghĩa khoa học: Làm sáng tỏ khả năng, công nghệ và kỹ thuật áp dụng các phương pháp minh giải địa chấn hiện đại (thuộc tính địa chấn) tích hợp với phân tích tài liệu địa vật lý giếng khoan và các tài liệu địa chất – kiến tạo khác để xây dựng được mô hình độ rỗng nứt nẻ trong đá móng granitoid. Ý nghĩa thực tiễn: Góp phần làm sáng tỏ đặc điểm phân bố các đới nứt nẻ và xây dựng mô hình độ rỗng trong đá móng granitoid, từ đó giúp nâng cao hiệu quả khai thác dầu khí ở mỏ Hải Sư Đen. Các kết quả nghiên cứu của luận án không chỉ cung cấp thông tin bổ sung phục vụ trực tiếp cho việc khai thác dầu khí ở mỏ Hải Sư 3 Đen, mà còn có thể ứng dụng để nghiên cứa cho các mỏ khai thác dầu khí trong đá móng nứt nẻ bể Cửu Long. 8. Các luận điểm bảo vệ Luận điểm 1: Đá móng ở mỏ Hải Sư Đen là khối đá magma đa khoáng, bị xuyên cắt bởi các đai mạch phun trài, tồn tại các đới nứt nẻ rất phức tạp. Các đới nứt nẻ trong móng có những đặc điểm riêng biệt thể hiện qua tài liệu địa vật lý giếng khoan và các thuộc tính địa chấn. Với tài liệu địa chấn thu được từ công nghệ thu nổ và xử lý hiện đại, lựa chọn các thuộc tính địa chấn cần thiết để tích hợp với tài liệu địa vật lý giếng khoan, cho phép ta không những phát hiện, khoanh định các đới nứt nẻ trong đá móng granitoid mà còn dự đoán cả các đặc điểm của chúng như phương phát triển và hướng cắm. Luận điểm 2: Phép kết hợp giữa phương pháp mạng nơron nhân tạo (ANN) và phương pháp địa thống kê (Co-Kriging) và khả năng tổ hợp có trọng số các thuộc tính địa chấn, kết quả minh giải tài liệu địa vật lý giếng khoan và các thông tin địa chất – kiến tạo có được trong vùng nghiên đã cho phép xây dựng được mô hình độ rỗng nứt nẻ trong đá móng granitoid mỏ Hải Sư Đen với độ chính xác và độ tin cậy cao. 9. Những điểm mới của luận án Mô hình độ rỗng nứt nẻ trong móng granitoid mỏ Hải Sư Đen đã được xây dựng bằng phương pháp mạng nơron nhân tạo và phương pháp địa thống kê. Mô hình có sự phù hợp tốt với kết quả khoan, minh giải tài liệu địa vật lý giếng khoan và thử vỉa. Khẳng định khả năng và vai trò quan trọng của các thuộc tính địa chấn và tài liệu địa vật lý giếng khoan trong nghiên cứu các hệ thống nứt nẻ trong móng granitoid mỏ Hải Sư Đen và các khu vực khác có các đặc điểm địa chất dầu khí tương tự. 10. Bố cục của luận án Nội dung luận án bao gồm: phần mở đầu, 4 chương , kết luận và kiến nghị, danh sách tài liệu tham khảo và các công trình khoa học. Toàn bộ luận án được trình bày trong 137 trang đánh máy khổ giấy A4, 132 hình vẽ, 4 biểu bảng và 32 tài liệu tham khảo. Chương 1 - ĐẶC ĐIỂM ĐỊA CHẤT - ĐỊA VẬT LÝ VÙNG NGHIÊN CỨU TRONG KHUNG CẤU TRÚC BỂ CỬU LONG Cấu tạo Hải Sư Đen thuộc lô 15-2/01 nằm ở sườn Tây Bắc bể Cửu Long, đây là bể trầm tích chứa dầu khí quan trọng nhất cho tới thời điểm hiện tại của Việt Nam. Trong khu vực bể đã tiến hành khảo sát địa chấn 2D và 3D với khối lượng rất lớn, khoan tổng cộng hơn 500 giếng khoan thăm dò, thẩm lượng và khai thác, phát hiện 18 mỏ trong đó có 11 mỏ đang được khai thác (Bạch Hổ, Sư Tử Đen, Cá Ngừ Vàng, Rồng…) với tổng sản lượng khai thác cộng dồn đạt 344,8 triệu m 3 dầu quy đổi tính đến thời điểm hiện tại. Ngoài ra tại đây còn tồn tại rất nhiều các phát hiện và cấu tạo tiềm năng đang được tiến hành thẩm lượng và thăm dò. 1.1. Vị trí địa lý Bể Cửu Long nằm ngoài khơi thềm lục địa Nam Việt Nam và một phần đất liền thuộc khu vực cửa sông Cửu Long. Bể có hình bầu dục, vồng ra về phía biển và nằm 4 dọc theo bờ biển Vũng Tàu - Bình Thuận, được giới hạn trong khung tọa độ địa lý từ 9 0 đến 11 0 vĩ Bắc và từ 106 0 30’ đến 109 0 kinh Đông. Bể Cửu Long tiếp giáp với đất liền về phía Tây Bắc, ngăn cách với bể Nam Côn Sơn bởi đới nâng Côn Sơn, phía Tây Nam là đới nâng Khorat - Natuna và phía Đông Bắc là đới cắt trượt Tuy Hòa ngăn cách với bể Phú Khánh. Bể có diện tích khoảng 36.000 km 2 , bao gồm các lô: 01&02, 01&02/97, 15-1/01, 15-1/05, 15-2, 15-2/01; 16-1/03, 16-1, 16-2, 09-1, 09-2, 09-2/09, 09-3, 17 và một phần các lô: 127, 01&02/10, 25 và 31. 1.2. Lịch sử tìm kiếm thăm dò Quá trình tìm kiếm thăm dò và khai thác dầu khí ở bể Cửu Long bắt đầu từ những năm trước 1975 với các hoạt động khảo sát, thăm dò khu vực. Ở khu vực lô 15-2/01 nói chung và cấu tạo Hải Sư Đen đã có hai nhà thầu dầu khí JVPC (từ năm 1994) và Thăng Long JOC (từ 2005) lần lượt triển khai hoạt động tìm kiếm thăm dò. Cho đến thời điểm hiện nay lịch sử tìm kiếm thăm dò ở bể Cửu Long có thể chia thành 4 giai đoạn:  Giai đoạn trước năm 1975: là giai đoạn tạo nền tảng phát triển cho quá trình tìm kiếm thăm dò và khai thác dầu khí. Thời kỳ này bắt đầu bằng khảo sát địa vật lý mang tính chất khu vực như từ, trọng lực và địa chấn để phân chia các lô, chuẩn bị cho công tác đấu thầu và ký kết các hợp đồng dầu khí  Giai đoạn 1975-1980: được đánh dấu bằng việc công ty địa vật lý CGG của Pháp đã tiến hành khảo sát 1.210,9 km tuyến địa chấn 2D theo các con sông của đồng bằng sông Cửu Long và vùng ven biển Vũng Tàu-Côn Sơn, xác định được sự tồn tại của bể Cửu Long với một lát cắt dày của trầm tích Đệ Tam. Tiếp đó, măm 1978, công ty Geco của Nauy đã thu nổ 11.898,5 km tuyến địa chấn 2D trên các lô 09, 10, 16, 19, 20, 21 và làm chi tiết trên cấu tạo Bạch Hổ với mạng lưới tuyến 2x2km và 1x1km. Riêng đối với lô 15, Công ty Deminex đã hợp đồng với Geco khảo sát 3.221,7 km tuyến địa chấn 2D với mạng lưới 3,5x3,5km trên lô 15 và cấu tạo Cửu Long (nay là Rạng Đông). Căn cứ vào kết quả minh giải tài liệu địa chấn này Deminex đã khoan 4 giếng khoan tìm kiếm trên các cấu tạo triển vọng nhất là Trà Tân (15-A-1X), Sông Ba (15-B-1X), Cửu Long (15-C-1X) và Đồng Nai (15-G-1X). Kết quả khoan đã cho thấy các giếng này đều gặp các biểu hiện dầu khí trong cát kết tuổi Mioxen sớm và Oligoxen, nhưng với dòng dầu yếu, không có ý nghĩa công nghiệp.  Giai đoạn 1980-1988: là giai đoạn mà công tác tìm kiếm, thăm dò dầu khí ở thềm lục địa Việt Nam triển khai rộng khắp, nhưng tập trung chủ yếu vào một đơn vị là xí nghiệp liên doanh dầu khí Việt-Xô. Năm 1980 tàu nghiên cứu POISK đã tiến hành khảo sát 4.057 km tuyến địa chấn 2D điểm sâu chung, và 3.250 km tuyến từ, trọng lực và đã xây dựng được một số sơ đồ cấu tạo dị thường từ và trọng lực Bouguer. Năm 1981 tàu nghiên cứu Iskatel đã tiến hành khảo sát địa vật lý với mạng lưới 2x2, 2-3x2-3 km địa chấn 2D MOB-OGT-48, trọng lực, từ ở phạm vi lô 09, 15 và 16 với tổng số 2.248 km. Năm 1983-1984 tàu viện sĩ Gamburxev đã tiến hành khảo sát 4.000 km tuyến địa chấn 2D để nghiên cứu phần sâu nhất của bể Cửu Long. Trong thời gian này xí nghiệp liên 5 doanh dầu khí Việt-Xô đã khoan 4 giếng trên các cấu tạo Bạch Hổ và Rồng: R- 1X, BH-3X, BH-4X, BH-5X và giếng khoan TĐ-1X trên cấu tạo Tam Đảo. Trừ giếng khoan TĐ-1X, tất cả 4 giếng còn lại đều phát hiện vỉa dầu công nghiệp từ các vỉa cát kết Mioxen dưới và Oligoxen (BH-4X). Cuối giai đoạn 1980-1988 được đánh dấu bằng việc Vietsovpetro đã khai thác những tấn dầu đầu tiên từ hai đối tượng Mioxen, Oligoxen dưới của mỏ Bạch Hổ vào năm 1986 và phát hiện ra dầu trong đá móng granite nứt nẻ vào tháng 9 năm 1988.  Giai đoạn 1988- ngày nay: là giai đoạn phát triển mạnh mẽ nhất của công tác tìm kiếm, thăm dò và khai thác dầu khí ở bể Cửu Long. Song song với đó là sự ra đời của Luật Đầu tư nước ngoài và Luật Dầu khí, hàng loạt các công ty dầu nước ngoài đã ký hợp đồng phân chia sản phẩm hoặc cùng đầu tư vào các lô mở và có triển vọng tại bể Cửu Long. Khảo sát địa chấn 3D được tiến hành trên hầu hết các diện tích có triển vọng và trên tất cả các vùng mỏ đã phát hiện.Trong lĩnh vực xử lý tài liệu địa chấn 3D có những tiến bộ rõ rệt khi áp dụng quy trình xử lý dịch chuyển thời gian và độ sâu trước cộng (PreSTM, PreSDM). Tính đến cuối năm 2010 tại bể trầm tích Cửu Long đã phân ra 18 lô hợp đồng, khoan tổng cộng hơn 500 giếng khoan thăm dò, thẩm lượng và khai thác, phát hiện tổng cộng 18 mỏ trong đó có 11 mỏ đang được khai thác (Bạch Hổ, Sư Tử Đen, Cá Ngừ Vàng, Rồng…) với tổng sản lượng khai thác cộng dồn đạt khoảng 280 triệu tấn dầu quy đổi, cùng nhiều phát hiện và các cấu tạo triển vọng. Tính đến thời điểm hiện tại, có tất cả hơn 58.000 km địa chấn 2D và hơn 15.000 km 2 địa chấn 3D đã được thu nổ trên khu vực bể Cửu Long 1.3. Đặc điểm địa chất, kiến tạo 1.3.1. Lịch sử phát triển địa chất Trên bình đồ kiến tạo khu vực hiện tại, bể Cửu Long nằm về phía nam của phần đông nam mảng Âu-Á. Đây là bể trầm tích kiểu tách giãn (rift) phát triển miền vỏ lục địa có tuổi trước Đệ Tam bị thoái hóa mạnh trong thời kỳ Paleogen và chuyển sang chế độ rìa lục địa thụ động như ngày nay bắt đầu từ thời kỳ Neogen. Lịch sử phát triển địa chất của bể có thể chia ra 3 thời kỳ: 1) Trước tạo rift (Pre-rift): thành tạo tầng móng trước Đệ Tam; 2) Đồng tạo rift (Syn-rift) trong Paleogen đến đầu Neogen thành tạo các trầm tích của tập F(?)/E, D, C và B1; 3) Sau tạo rift: từ Neogen đến hiện nay, thành tạo các trầm tích tập B2, B3 và A. 1.3.2. Các pha biến dạng hình thành các đứt gãy, đới phá hủy trong móng khu vực Hải Sư Đen. Tương ứng với thời kỳ lịch sử phát triển kiến tạo, trong bể Cửu Long và vùng lân cận, xác định được các giai đoạn biến dạng chính từ Jura đến hiện này gồm 4 giai đoạn: (D1) Giai đoạn Jura sớm-giữa; (D2) Giai đoạn Jura muộn-Kreta; (D3) Giai đoạn Paleogen-Neogen sớm và (D4) từ Neogen đến hiện nay. Trong khu vực mỏ Hải Sư Đen, hoạt động kiến tạo gây nên các đứt gãy chủ yếu diễn ra trong giai đoạn (D3). Các pha tách giãn D3.1, D3.3 và D3.5 tạo nên các đứt gãy thuận, đồng trầm tích và các bán địa hào. Các pha nén ép D3.2, D3.4 và D3.6 tạo nên các đứt gãy trượt bằng, các đứt gãy thuận, các đứt gãy nghịch và các thành 6 tạo trầm tích bị uốn nếp. Hầu hết các đứt gãy hoạt động mạnh trong D3.4, D3.6 và các đứt gãy hoạt động từ trước trong D3.1 và D3.2 đều tái hoạt động lại trong các pha đứt gãy này.Trường ứng suất kiến tạo qua các giai đoạn trong khu vực này về cơ bản cũng xảy ra như ở bể Cửu Long ngoại trừ pha D3.4, có sự xoay trục nén ép từ phương tây bắc-đông nam sang phương kinh tuyến (bắc nam) ở khu vực HSĐ và phương vĩ tuyến (đông tây) ở khu vực cấu tạo Gió Đông. Tác động vào móng mạnh nhất là trường ứng suất kiến tạo D3.2 có phương nén ép TB-ĐN tạo ra các hệ thống đứt gãy trượt bằng có đường phương theo phương kinh tuyến và vĩ tuyến, hệ thống đứt gãy nghịch đường phương theo phương đông bắc-tây nam. Trong pha D3.4, trường ứng suất kiến tạo tại khu vực HSĐ có phương kinh tuyến, mang tính cục bộ so với hướng chung của toàn bể là tây bắc-đông nam hình thành các hệ thống đứt gãy theo phương tây bắc-đông nam, kinh tuyến và vĩ tuyến 1.3.3. Cấu trúc địa chất khu vực Bể Cửu Long tiếp giáp với đất liền về phía Tây Bắc, ngăn cách với bể Nam Côn Sơn ở phía đông nam bằng đới nâng Côn Sơn, phía Tây Nam là đới nâng Khorat - Natuna và phía Đông Bắc là đới cắt trượt Tuy Hòa ngăn cách với bể Phú Khánh. Bể Cửu Long được xem là bể trầm tích Kainozoi khép kín điển hình của Việt Nam. Tuy nhiên, nếu tính theo đường đẳng dày trầm tích 1000m thì bể có xu hướng mở về phía đông bắc. Theo tài liệu Địa chất và Tài Nguyên Dầu Khí Việt Nam, 2007 [15], bể Cửu Long được xác định là đơn vị cấu trúc bậc I. Đơn vị cấu trúc bậc I này được chia thành các đơn vị cấu trúc bậc II bao gồm: 1) Trũng phân dị Bạc Liêu, 2) Trũng phân dị Cà Cối, 3) Đới nâng Cửu Long, 4) Đới nâng Phú Quý và 5) Trũng chính bể Cửu Long. 1.3.4. Địa tầng khu vực nghiên cứu Theo tài liệu khoan, địa tầng được mở ra của bể Cửu Long gồm đá móng cổ trước Kainozoi và trầm tích lớp phủ Kainozoi. 1.3.5. Hệ thống dầu khí. 1.3.5.1. Đặc điểm tầng sinh. Bể Cửu Long tồn tại 2 tầng đá mẹ: trầm tích tuổi Oligoxen và Mioxen sớm 1.3.5.2. Đặc điểm đá chứa. Đá chứa Bể Cửu Long bao gồm: cát kết tuổi Mioxen, Oligoxen và đá móng granitoid nứt nẻ trước Đệ Tam 1.3.5.3. Đặc điểm đá chắn Đá chắn dầu khí ở bể Cửu Long được xem là những vỉa hoặc tập sét nằm trong khoảng địa tầng từ Mioxen tới Oligoxen, bao gồm 1 tầng chắn khu vực và 3 tầng chắn địa phương. 1.3.5.4. Đặc điểm bẫy chứa. Bẫy chứa dầu khí ở bể Cửu Long bao gồm: bẫy cấu trúc, bẫy phi cấu tạo và bẫy hỗn hợp 1.3.5.5. Thời gian dịch chuyển dầu khí - Tại đáy tập E (Oligoxen dưới), đá mẹ chủ yếu đang trong pha sinh dầu & khí ẩm- condensat ngoại trừ phần nhỏ thuộc trũng Đông Bắc và trũng Tây Bạch Hổ (độ sâu vượt 5800m). Trong khi đó tại nóc tập D, C (Oligoxen trên) đá mẹ đang trong pha sinh dầu. 7 - Dầu khí di cư mạnh theo phương thẳng đứng qua các đứt gãy lớn tới tầng chứa phía trên hoặc dịch chuyển dọc tầng theo vỉa cát xen kẹp trong chính tầng đá mẹ hoặc theo các tập tiếp xúc trực tiếp với tầng sinh. - Bẫy được hình thành chủ yếu trong giai đoạn tạo rift và đầu giai đoạn sau rift (Mioxen sớm), sớm hơn với giai đoạn sinh mạnh và di cư chính của dầu, khí. Chương 2 – PHƯƠNG PHÁP MÔ HÌNH HÓA ĐỘ RỖNG NỨT NẺ TRONG ĐÁ MÓNG MỎ HẢI SƯ ĐEN 2.1. Tổng quan về đá móng nứt nẻ. Móng granitoid nứt nẻ là đối tượng chứa dầu đặc biệt trong bể Cửu Long nói chung và của cấu tạo Hải Sư Đen nói riêng. Bản thân đá granitoid không có độ rỗng nguyên sinh, và không có độ thấm. Các quá trình địa chất trong và sau tạo đá hình thành các nứt nẻ, hang hốc, vi rãnh rửa lũa và đặc biệt là các nứt nẻ mở đã tạo độ rỗng và độ thấm thứ sinh hình thành nên "tầng chứa móng granit nứt nẻ" với độ rỗng trung bình 1-3%, độ thấm lên tới hàng nghìn mD tại các đới nứt nẻ tốt. 2.1.1. Hiện trạng và phương pháp nghiên cứu đá móng nứt nẻ Hiện trạng: dầu khí trong đá móng nứt nẻ đã được phát hiện trong những năm đầu của thế kỷ 20. Cho đến nay, dầu khí đã được phát hiện ở hơn 30 nước trên thế giới tại hầu hết các châu lục và trong hầu hết các loại đá móng, từ những đá trẻ granite tuổi Mezozoi (tại bồn trũng Cửu Long hoặc các khu vực khác thuộc đông nam Châu Á) cho đến những trầm tích biến chất tiền Cambri (một số mỏ thuộc Trung Đông như Azura, Libi) hay trong những đá cổ nhất tuổi Proterozoi (ở khu vực Đông Xibieri). Một số ví dụ điển hình của dầu khí được tìm thấy trong đá móng có thể kể đến như: bể trầm tích ở Argentina (Cuyo và Neuquen), bể trầm tích ở Yemen (DNO lô 43, Nexen lô 14, Total lô 10, ONV lô S2), bể trầm tích ở Việt Nam (Cửu Long) Dầu khí được phát hiện trong đá móng, ở các loại đá từ trầm tích biến chất mức độ thấp cho đến các trầm tích biến chất mức độ cao hay trong các loại đá magma. Tính chất cho dòng trong các nhóm đá móng khác nhau cũng khác nhau, trong đó khả năng cho dòng lớn nhất là đối tượng đá móng granitoid nứt nẻ. Một số mỏ điển hình của nhóm đá móng granitoid trên thế giới có thể kể đến như: đá móng granitoid có tuổi Mezozoi thuộc mỏ Kora của New Zealand. Tại Việt Nam, các mỏ lớn trong đối tượng đá móng garnitoid nứt nẻ có thể kể đến như: đá móng granitoid trước Đệ Tam tại các mỏ Bạch Hổ, Rồng, Sư Tử Đen, Sư Tử Trắng, Sư Tử Vàng, Hải Sư Đen, Cá Ngừ Vàng, Phương Đông, Rạng Đông Dầu chứa trong đá móng lớn nhất thuộc về bể Cửu Long, tiềm năng ước tính 6.400 triệu thùng. Cho đến nay đã phát hiện 25 cấu tạo trong tổng số 42 cấu tạo được khoan thăm dò đến đối tượng móng, trong đó 16 cấu tạo được đưa vào phát triển. Các phương pháp nghiên cứu: việc nghiên cứu đá móng ở Việt Nam mới chỉ ở mức độ nghiên cứu sự hình thành nứt nẻ, dự đoán sự tồn tại của các đới nứt nẻ, đặc tính thấm chứa và các nguyên nhân ảnh hưởng đến khả năng thấm chứa của đá móng nứt nẻ. Công tác tìm kiếm thăm dò và khai thác dầu khí trong đá móng nứt nẻ hiện nay vẫn gặp nhiều khó khăn trong việc minh giải, dự đoán sự phân bố và đặc 8 tính chấm chứa của các đới nứt nẻ. Mặc dù dầu khí trong đá móng là rất tiềm năng, nhưng việc tìm kiếm, phân tích, đánh giá trữ lượng thu hồi của các mỏ này lại rất khó khăn do tính chất phức tạp của đá móng. Có một số trường hợp mặc dù ban đầu mỏ cho sản lượng rất cao, nhưng lại giảm xuống rất nhanh. Nguyên nhân là do chưa phân tích, đánh giá, và nắm bắt được hệ thống độ rỗng, tính chất lưu thông của dầu. Vì vậy việc xây dựng mô hình độ rỗng cho đá móng nứt nẻ là rất cần thiết trong việc đánh giá tiềm năng cũng như trữ lượng của các mỏ dạng này. Việc xây dựng mô hình độ rỗng trong đá móng hiện nay có 3 phương pháp chính đó là phương pháp Halo, phương pháp DFN (Discrete Fracture Network), phương pháp ANN (Artificial Neural Network) đang được ứng dụng. Mỗi phương pháp đều có những ưu điểm và nhược điểm khác nhau. Bên cạnh đó, việc chọn lựa phương pháp cho việc xây dựng mô hình còn bị khống chế bởi chất lượng và số lượng của số liệu đầu vào. 2.1.2. Cơ chế hình thành nứt nẻ trong đá móng granitoid Các nứt nẻ hình thành trong đá cứng có thể do nhiều nguyên nhân khác nhau, hay tổng hợp của một số nguyên nhân nào đó. Các nguyên nhân chính bao gồm: sự đông nguội và co rút thể tích của khối magma, quá trình phá hủy do kiến tạo, hoạt động nhiệt dịch, quá trình phong hóa, mối quan hệ giữa tuổi của nứt nẻ và thời gian sinh dầu khí. 2.1.3. Các yếu tố ảnh hưởng đến khả năng chứa của đá móng nứt nẻ. Các yếu tố ảnh hưởng đến khả năng thấm chứa của đá móng bao gồm thành phần thạch học - khoáng vật, các biến đổi nhiệt dịch, hoạt động kiến tạo và độ sâu, hoạt động magma trẻ (volcanic activity), mối quan hệ giữa quá trình hình thành nứt nẻ và dịch chuyển dầu khí. Những yếu tố này đã tác động tương hỗ quyết định đến chất lượng tầng chứa mà trong đó quá trình phá vỡ kiến tạo chính là nguyên nhân quan trọng nhất. 2.2. Đặc điểm địa chất - kiến tạo tầng chứa granitoid ở cấu tạo Hải Sư Đen. 2.2.1. Đặc điểm hình thái cấu trúc móng Nóc móng trước Kainozoi của cấu tạo Hải Sư Đen là một cấu trúc nâng có đường khép kín 4100m, kéo dài theo phương đông bắc-tây nam với chiều dài khoảng 16km, chiều rộng khoảng 5,3km, mở rộng về phía tây bắc, nam, đông nam và thu hẹp dần lại về phía đông bắc. Khối nâng móng bị chia cắt bởi các đứt gãy có phương á vĩ tuyến, tây bắc - đông nam và đông bắc - tây nam. Tại khu vực phía Tây Nam, bề mặt nóc móng nằm thấp hơn phần còn lại và được tách biệt bởi hệ thống đứt gãy phương á vĩ tuyến. Phủ trên móng trước Kainozoi ở khu vực này là các trầm tích có tuổi từ Oligoxen (tập E) đến Đệ Tứ (tập A). 2.2.2. Thành phần thạch học Tham gia vào cấu trúc địa chất cấu tạo Hải Sư Đen bao gồm các đá móng granitoid tuổi Mesozoi muộn và lớp phủ trầm tích, trầm tích-phun trào Cenozoi (gồm các tập địa chấn E, D, C, BI, BII, BIII & A). Theo kết quả phân tích thạch học các mẫu lấy từ 8 giếng khoan cho thấy các đá granitoid trong móng Hải Sư Đen chủ [...]... pháp ANN và CoKriging Chương 3 - ĐẶC ĐIỂM NỨT NẺ TRONG ĐÁ MÓNG GRANITOID MỎ HẢI SƯ ĐEN THEO TÀI LIỆU ĐỊA VẬT LÝ 3.1 Đặc điểm nứt nẻ theo tài liệu Địa vật lý giếng khoan "Tầng chứa móng granitoid nứt nẻ" ở khu vực mỏ Hải Sư Đen có thành phần thạch học bao gồm đá granodiorite, granite, monzogranite Đôi khi gặp các đá xâm nhập trẻ dạng đai mạch xuyên cắt, lấp đầy khoảng rỗng và các khe nứt trong móng Hoạt... địa vật lý giếng khoan Hình 3.1: Đặc trưng đường cong Địa vật lý giếng khoan đối với các loại đá và khoáng vật khác nhau Bảng 3.1 Nhận biết các đới nứt nẻ và đá mạch trẻ thông qua đặc tính các đường cong địa vật lý giếng khoan Trên cơ sở thống kê kết quả nghiên cứu trong móng của các giếng khoan trong móng ở khu vực bể Cửu Long, đặc trưng về tính chất vật lý của các nhóm đá khác nhau của tầng móng bể... tài liệu địa vật lý giếng khoan và các tài liệu địa chất – kiến tạo đã có trong khu vực nghiên cứu đã được chứng minh là có hiệu quả trong móng mỏ Hải Sư Đen 4 Trên cơ sở phân tích các đặc điểm của mô hình độ rỗng xây dựng được, móng mỏ Hải Sư Đen có thể được chia thành 06 phân vùng với các đặc điểm nứt nẻ khác nhau Trong đó phân vùng 3, 5 và 6 được đánh giá là có triển vọng cao, độ rỗng trong khoảng... trên tài chấn khu vực mỏ Hải Sư Đen là liệu địa chấn là khoảng 14m Kết quả thống 14m kê thực tế cho thấy độ rộng của đới nứt nẻ trong khu vực này tập trung trong khoảng từ 20 đến 30m Trên cơ sở đó, phần lớn các đứt gãy này có thể được quan sát và phát hiện được trên tài liệu địa chấn Để đánh giá chất lượng của tài liệu địa chấn trong móng, các phản xạ địa chấn từ các đới nứt nẻ đã được liên kết với giếng. .. soft data, là các tài liệu không xác định trực tiếp từ giếng khoan (phần lớn là từ tài liệu địa chấn và các tài liệu địa chấn khác) Co-Kriging tận dụng cả 2 loại tài liệu này trong phương pháp thống kê 2.4 Phương pháp, quy trình xây dựng mô hình độ rỗng nứt nẻ trong đá móng mỏ HSĐ 2.4.1 Cơ sở dữ liệu: Tài liệu sử dụng trong nghiên cứu và xây dựng mô hình độ rỗng móng nứt nẻ mỏ Hải Sư Đen bao gồm: báo... khoáng vật thứ sinh trám đầy khe nứt, ảnh hưởng đến khả năng thấm chứa của đá móng Thông thường, phân biệt thành phần thạch học của đá móng trên tài liệu địa vật lý giếng khoan và trên tài liệu 11 địa chấn là một việc khó Tuy nhiên, trong một số trường hợp, với chất lượng tài liệu được xử lý tốt, sự khác biệt về thành phần khoáng vật, thành phần hóa học cũng được phản ánh trên các đường cong địa vật lý. .. đá tươi xung quanh, tạo nên độ tương phản giữa đới nứt nẻ này với đá xung quanh, do đó có thể phát hiện và quan sát thấy sự tương phản này trên tài liệu địa chấn Dựa trên chất lượng và đặc điểm của tài liệu địa chấn hiện có ở khu vực mỏ Hải Sư Đen, Hình 3.11: Độ rộng của đới nứt nẻ theo tính toán lý thuyết độ rộng nhỏ nhất có thể quan sát được trên tài liệu địa của đới nứt nẻ có thể quan sát được trên. .. từ tài liệu địa vật lý giếng khoan (đường màu đỏ) và thuộc tính Relative AI Thuộc tính biên ngoài (Envelope): Thuộc tính biên ngoài hay còn gọi là biên độ tức thời có liên quan đến mức độ khác biệt về giá trị trở kháng âm giữa móng tươi và móng nứt nẻ, và mật độ của đới nứt nẻ Do đó thuộc tính Envelope không những cho hình ảnh của đới nứt nẻ trong móng và còn giúp xác định đặc tính của các đới nứt nẻ. .. biệt với các đặc điểm độ rỗng và khả năng tồn tại nứt nẻ khác nhau, được đánh số từ 1 đến 6 Dựa vào các mặt ngang và các mặt cắt dọc Có thể thấy các phân vùng được chia có các đặc Hình 4.27 Sơ đồ phân chia các phân điểm về nứt nẻ tương đối rõ rệt vùng các đặc điểm nứt nẻ khác nhau trong móng mỏ Hải Sư Đen 22 Phân vùng 1: Nằm ở khu vực phía Tây Nam cấu tạo Hải Sư Đen Phân vùng có diện tích trong khoảng... trưng tổ hợp các đường cong ĐVLGK của các đá mạch trẻ Hình 3.6: Biểu đồ thể hiện hướng dốc và góc dốc theo phân loại hệ thống nứt nẻ trên tài liệu FMI khu vực mỏ Hải Sư Đen Hình 3.4: Đặc trưng tổ hợp các đường cong ĐVLGK của các mạch đá xâm nhập nông Aplit 3.2 Đặc điểm nứt nẻ theo tài liệu Địa chấn 13 Trong đá móng nứt nẻ, các đới nứt nẻ có vận tốc truyền sóng và mật độ thấp, giá trị trở kháng âm AI