Thăm dò địa chấn địa chất dầu khí Chơng khái quát phơng pháp địa chấn địa chất dầu khí 1.1 Đặc điểm phơng pháp địa chấn Thăm dò dầu khí lĩnh vực phức tạp, đòi hỏi phải sử dụng tổng hợp nhiều phơng pháp địa chất địa vật lý khác Các phơng pháp địa vật lý tiến hành khảo sát trờng vật lý mặt giếng khoan, từ xác định đợc đối tợng địa chất bị phủ kín nằm dới sâu lòng đất Do trình khảo sát xử lý số liệu đợc thực với thiết bị phơng tiện đại nên tiến hành khu vực rộng lớn với suất chất lợng cao, cho phép tăng hiệu tìm kiếm thăm dò dầu khí, vùng có điều kiện địa chất phức tạp Thăm dò địa chấn phơng pháp địa vật lý nghiên cứu trình truyền sóng đàn hồi tiến hành phát thu sóng mặt nhằm xác định đặc điểm môi trờng địa chất Để tiến hành thăm dò địa chấn, cần phát sóng tạo dao động đàn hồi nổ mìn, rung, đập (khi khảo sát đất liền) ép (khi khảo sát biển) , dao động truyền môi trờng dới dạng sóng đàn hồi Khi gặp mặt ranh giới có tính chất đàn hồi khác hình thành sóng thứ cấp nh sóng phản xạ, sóng khúc xạ Với hệ thống thiết bị máy móc thích hợp đặt mặt thu nhận ghi giữ dao động sóng băng địa chấn Sau trình xử lý phân tích tài liệu tạo lát cắt, đồ địa chấn thông tin khác phản ánh đặc điểm hình thái chất môi trờng vùng nghiên cứu Hình ảnh tiến hành phơng pháp địa chấn đất liền biển đợc minh hoạ hình 1.1 1.2 Có hai phơng pháp địa chấn phơng pháp địa chấn phản xạ địa chấn khúc xạ Phơng pháp địa chấn phản xạ sử dụng sóng phản xạ từ mặt ranh giới phân chia hai phần môi trờng mà phần phần dới có tốc độ truyền sóng mật độ đất đá khác Phơng pháp đợc áp dụng rộng rãi có vai trò quan trọng thăm dò dầu khí, cho phép khảo sát đợc môi trờng địa chất từ độ sâu vài trăm mét đến - 5km Phơng pháp địa chấn khúc xạ sử dụng sóng khúc xạ từ mặt ranh giới có tốc độ truyền sóng lớp dới lớn lớp Trong thăm dò dầu khí chúng thờng đợc sử dụng để xác định mặt có tốc độ truyền sóng tăng mạnh nh mặt móng kết tinh Mai Thanh Tân Hình1.1 Hình ảnh đo địa chấn đất liền Hình 1.2 Hình ảnh đo địa chấn biển Phơng pháp địa chấn đợc hình thành từ năm 20, nhiên phát triển đáng kể từ năm 70 Ngày nay, với tiến khoa học kỹ thuật cho phép đổi mạnh mẽ công nghệ địa chấn từ thiết bị máy móc thực địa đến xử lý phân tích tài liệu Với kỹ thuật ghi số, sử dụng hệ giao thoa mạnh, lọc tối u, tự động hóa chơng trình xử lý, mở rộng phạm vi quan sát không gian hàng loạt đổi khác cho phép nâng cao hiệu thăm dò địa chấn, đáp ứng đòi hỏi ngày cao công tác thăm dò, khai thác dầu khí Ngoài việc xác Thăm dò địa chấn địa chất dầu khí định hình thái cấu trúc địa chất, ngày phơng pháp địa chấn nghiên cứu đặc điểm tầng chứa, phục vụ trực tiếp tìm kiếm dầu khí Các kết thăm dò địa chấn có ý nghĩa quan trọng giai đoạn khác thăm dò dầu khí nh thẩm định, đánh giá trữ lợng, phát triển khai thác mỏ Bên cạnh u điểm bản, phơng pháp địa chấn có hạn chế nh dải tần số sóng địa chấn thấp nên độ phân giải lát cắt địa chấn cha cao, khó phân chia tỷ mỷ phân vị địa tầng, việc tách biệt tăng cờng sóng có ích so với nhiễu trờng hợp đạt yêu cầu mong muốn Để nâng cao hiệu phơng pháp địa chấn cần phải không ngừng hoàn thiện hệ thống phát thu sóng, cải tiến thiết bị với độ xác cao, áp dụng công nghệ xử lý phân tích số liệu, phối hợp tốt phơng pháp địa chấn với phơng pháp địa vật lý giếng khoan phơng pháp địa chất khác Để hình dung hệ thống phơng pháp địa chấn xét mô hình khái quát đợc thể hình 1.3 Nguồn Môi trờng địa chấnđịa chất (A) Trờng sóng -Phơng pháp - Thiết bị (B) Băng từ - Xử lý tích - Phân Lát cắt địa chấn (C) Hình 1.3 Mô hình khái quát hệ thống địa chấn Phân tích sơ đồ khối hình 1.3 cho thấy nhiệm vụ phơng pháp địa chấn ghi nhận thông tin trờng sóng đàn hồi đối tợng địa chất gây ra, xử lý biến đổi chúng để nhận đợc lát cắt, đồ phản ánh đặc điểm môi trờng cần nghiên cứu Khi tiến hành phơng pháp địa chấn, coi môi trờng khảo sát bao gồm yếu tố địa chất tham số đàn hồi đất đá môi trờng địa chấn - địa chất (khối A) Môi trờng địa chấn - địa chất vừa đối tợng cần nghiên cứu vừa nguồn phát thông tin đới dạng sóng đàn hồi Để ghi nhận trờng sóng đàn hồi cần phải sử dụng hệ thống phơng pháp kỹ thuật hệ thống máy móc thiết bị (khối B) Các hệ thống phơng pháp thiết bị có nhiệm vụ biến đổi trờng sóng đàn hồi thành tài liệu lu trữ nhận biết đợc dới dạng băng từ Hệ phơng pháp kỹ thuật thiết bị phơng tiện để tích luỹ thông tin Trong trình phát triển, phơng pháp kỹ thuật không ngừng đợc hoàn thiện, đề xuất phơng pháp mới, cải tiến chế tạo máy móc thiết bị Mai Thanh Tân thu nhận cách tối đa lợng thông tin môi trờng địa chất phát Hiện thờng dùng thiết bị ghi số có độ nhạy cao ổn định, khảo sát theo tuyến đồng thời khảo sát đồng thời theo nhiều tuyến, tăng độ phân giải theo chiều thẳng đứng theo chiều ngang Từ số liệu địa chấn thu nhận đợc dới dạng băng từ, cần tiến hành trình xử lý phân tích (khối C) Đây trình khai thác thông tin để đợc kết địa chất phản ánh đặc điểm môi trờng địa chất, đặc biệt đối tợng cần nghiên cứu Ngày việc áp dụng thiết bị chơng trình xử lý đại với thành tựu địa tầng phân tập địa chấn địa tầng, cho phép tăng hiệu trình xử lý phân tích tài liệu địa chấn để giải tốt nhiệm vụ địa chất dầu khí đặt 1.2 Quá trình áp dụng Địa chấn thăm dò dầu khí 1.2.1 Sự phát triển phơng pháp thăm dò địa chấn Thăm dò địa chấn đợc hình thành từ năm 20 kỷ XX Từ năm 1845 Mallet thí nghiệm đo vận tốc truyền sóng từ nguồn nhân tạo Năm 1899, Knolt công bố nghiên cứu phản xạ khúc xạ sóng từ mặt ranh giới Năm 1907, Zocppritz Wichert xuất lý thuyết trờng sóng Phơng pháp địa chấn phản xạ đợc Reginal Fessenden đặt móng vào năm 1913, nhiên đến năm 1927 đợc ứng dụng vùng Oklahoma (Mỹ) Năm 1934 G.A Gambusev (Nga) đa phơng pháp sóng phản xạ vào sản xuất Phơng pháp địa chấn khúc xạ đợc Mintrong (Mỹ) đề xuất từ năm 1919 bớc đầu áp dụng Mehico vùng ven biển nớc Mỹ, năm 1930 ứng dụng để phát vòm muối Năm 1939 G.A Gambusev (Nga) đề xuất phơng pháp liên kết sóng khúc xạ Năm 1956, phơng pháp điểm sâu chung đời đánh dấu bớc phát triển quan trọng phơng pháp địa chấn phản xạ nói riêng địa chấn thăm dò nói chung Từ năm 80, phơng pháp địa chấn 3D đợc đề xuất đa vào sản xuất, tiếp phơng pháp địa chấn đa thành phần (4C), địa chấn 4D đợc nghiên cứu có ứng dụng có hiệu thăm dò dầu khí Công tác xử lý số liệu địa chấn ứng dụng lý thuyết thông tin vào xử lý đợc năm 1953 trạm địa chấn ghi băng từ đợc đa vào sản xuất, từ ngày có nhiều máy tính điện tử cỡ lớn đợc sử dụng để xử lý số liệu địa chấn Các chơng trình xử lý đại xuất ngày nhiều kèm theo chất lợng xử lý ngày cao Thăm dò địa chấn địa chất dầu khí Sự đời phơng pháp địa chấn địa tầng từ năm 70 sử dụng trạm máy tính chuyên dụng Workstation minh giải tài liệu năm gần cho phép nâng hiệu thăm dò địa chấn giải nhiều nhiệm vụ địa chất dầu khí Cho đến nay, thăm dò địa chấn đợc phát triển mạnh mẽ lĩnh vực từ phơng pháp thu nổ, thiết bị máy móc đến xử lý minh giải tài liệu Chính phát triển mạnh mẽ mà ngày khối lợng địa chấn thăm dò ngày lớn, phạm vi sử dụng thăm dò địa chấn ngày đợc mở rộng 1.2.2 Sự phát triển thăm dò địa chấn địa chất dầu khí Việt Nam Việt Nam có diện tích đất liền 300.000km2 vùng thềm lục địa rộng triệu km2 với nhiều bể trầm tích có tiềm dầu khí to lớn Công tác tìm kiếm dầu khí đợc tiến hành từ đầu năm 60 ngành công nghiệp dầu khí trở thành ngành mũi nhọn kinh tế quốc dân Để đạt đợc thành tựu đáng tự hào ngành dầu khí năm qua, phát triển nhanh chóng kết đạt đợc công tác thăm dò địa chấn đóng vai trò quan trọng Chúng ta điểm qua vài nét phát triển Công tác tìm kiếm dầu khí nớc ta đợc tiến hành từ năm 60 với giúp đỡ Liên Xô (cũ) Công tác đợc triển khai vùng trũng Hà Nội, An Châu Các phơng pháp địa vật lý đặc biệt phơng pháp địa chấn phản xạ, địa chấn khúc xạ đợc áp dụng cho kết cấu trúc địa chất, phát cấu tạo có triển vọng Năm 1975 phát mỏ khí Tiền Hải C Thái Bình thềm lục địa phía Nam, năm 1967 - 1969 Hải quân Mỹ triển khai khảo sát địa vật lý nh đo từ hàng không lãnh thổ vùng ven biển Năm 1969 - 1970, công ty Ray Geophysical Mandrel (Mỹ) thăm dò địa chấn kết hợp với đo từ trọng lực Đông Nam thềm lục địa Các kết đạt đợc cho phép xây dựng đồ tỷ lệ 1: 500.000 Năm 1973 - 1974, công ty Sunning Dale, Mobil, Esso, Pecten, Union Texas, Marathon tiếp tục khảo sát 13 lô phát cấu tạo có triển vọng dầu khí trầm tích Miocen Oligocen Công ty Mobil khoan giếng khoan vào tháng năm 1974 có giếng khoan Bạch Hổ sâu 3062m giếng khoan tìm thấy dầu Việt Nam Năm 1974, công ty Western Atlas (Mỹ) hoàn thành đo Địa vật lý bắt đầu khoan thăm dò khu vực biển Bắc Trung Bộ - Hoàng Sa Các kết nghiên cứu phân chia đới cấu trúc địa chất khu vực thềm sờn lục Mai Thanh Tân địa Bắc Trung Bộ Các Công ty dầu khí ký 13 hợp đồng với quyền Sài Gòn vào cuối năm 1974, đến đầu năm 1975 khoan phát dầu mỏ Bạch Hổ thuộc bồn trũng Cửu Long cấu tạo Dừa thuộc bồn trũng Nam Côn Sơn Sau năm 1975, bắt đầu giai đoạn đất nớc thống nhất, công tác thăm dò dầu khí đợc đẩy mạnh phạm vi nớc Năm 1975, công tác tìm kiếm thăm dò dầu khí đợc tiếp tục trũng Hà Nội trũng Cửu Long Năm 1976, công ty CGG khảo sát địa chấn vùng đồng sông Cửu Long vùng ven biển Năm 1978, công ty GECO khảo sát gần 12.000 km tuyến địa vật lý khu vực lô 09, 19, 20, 21 khảo sát tỉ mỉ số cấu tạo nh mỏ Bạch Hổ Kết cho phép thành lập sơ đồ cấu tạo tỷ lệ 1: 25.000, 1: 50.000 vùng nghiên cứu tỷ lệ 1: 25.000 cấu tạo Bạch Hổ Cùng năm 1978, công ty DEMINEX, AGIP BOW VALLEY tiến hành đo hàng ngàn km tuyến địa chấn lô 15, 04, 12, 28 29 Các kết khảo sát địa chấn khoan cho số liệu quan trọng khẳng định tính chất phức tạp cấu trúc địa chất bớc đầu đánh giá tiềm dầu khí khu vực nghiên cứu Trong năm 1979 - 1987, với hợp tác Liên xô (cũ), tàu POISK khảo sát địa chấn bồn trũng Cửu Long Nam Côn Sơn, tàu ISKATEL khảo sát tỉ mỉ số cấu tạo Các kết khảo sát khẳng định tồn đơn vị cấu trúc lớn làm sáng tỏ thêm triển vọng dầu khí thềm lục địa Năm 1983 - 1984, tàu khảo sát địa chấn GAMBuRSEV tiến hành đo 4.000 km tuyến địa chấn bồn trũng Cửu Long số cấu tạo thuộc lô16 Năm 1985, tàu MALƯGIN khảo sát 2.700 km tuyến địa chấn vùng cấu tạo Đại Hùng cấu tạo lân cận thuộc lô 11 Trong chơng trình SEATAR, tàu Sonne khảo sát nhiều lợt khu vực quần đảo Trờng sa (1981-1983) Từ năm 1981, Xí nghiệp Liên doanh Vietsovpetro đợc thành lập, đánh dấu hợp tác có hiệu với Liên Xô (cũ) tạo sở ban đầu cho công nghiệp dầu khí Việt Nam Vietsovpetro tiến hành thăm dò phát triển khai thác mỏ Bạch Hổ, đồng thời khoan thăm dò phát dầu cấu tạo Rồng, Đại Hùng, Tam Đảo, Ba Vì Sói Năm 1988, việc phát dầu khí từ đới nứt nẻ móng granit mỏ Bạch Hổ mở bớc phát triển ngành dầu khí nớc ta Thăm dò khai thác dầu khí đá móng lĩnh vực phức tạp mẻ, thu hút quan tâm không Việt Nam mà nớc giới Năm 1988 - 1989 Công ty ONGC Videsh, Enterprise Oil, PetroCanada khảo sát 30.000 tuyến địa địa chấn thềm lục địa 10 Thăm dò địa chấn địa chất dầu khí phía Nam Từ năm 1990 đến nay, việc khảo sát tỉ mỉ phơng pháp địa chấn 2D 3D vùng có nhiều triển vọng vùng khai thác dầu khí bể Cửu Long bể Nam Côn Sơn đợc tiến hành khẩn trơng vùng thềm lục địa phía Bắc miền Trung, tàu ISKATEL thực 46 tuyến khảo sát khu vực vịnh Bắc Bộ, tàu POISK khảo sát 50 tuyến với mạng lới (2 x 2)km (2 x 4)km Tại khu vực ven bờ, tàu Bình Minh (Công ty ĐVL) khảo sát 12.000km tuyến địa chấn Các kết khảo sát địa chấn phân định đợc phạm vi phát triển đơn vị kiến trúc lớn thềm lục địa Bắc Bộ Trung Bộ Việt Nam, đặt sở cho hớng tìm kiếm dầu khí giai đoạn Trong năm 1988 - 1989, Công ty TOTAL, BP, SHELL FINA tiến hành khảo sát Vịnh Bắc Bộ Miền Trung Trong thời gian công ty dầu khí nh Shell, IPL, BP, BHP , tìm kiếm dầu khí vùng thềm lục địa miền Trung Công ty NOPEC tiến hành đo địa vật lý gồm địa chấn sâu, từ trọng lực theo mạng lới tuyến khu vực từ Đà Nẵng đến bắc T Chính Trên vùng T Chính - Vũng Mây, Công ty Địa vật lý Viễn Đông Nga đo địa vật lý với mật độ chi tiết cao Trong năm gần đây, công tác tìm kiếm thăm dò dầu khí vùng thềm lục địa đợc tiến hành liên tục, đặc biệt áp dụng phơng pháp đại nh địa chấn 3D, khoan sâu khảo sát tỷ mỷ khu vực có triển vọng dầu khí thuộc bể trầm tích Cửu Long, Nam Côn Sơn, Sông Hồng, Malay - Thổ Chu Ngoài việc khảo sát địa chất đánh giá triển vọng dầu khí vùng nớc sâu xa bờ nh bể Phú Khánh, T Chính - Vũng Mây, vùng quần đảo Trờng sa, Hoàng sa đợc quan tâm Từ 1988 đến thời kỳ phát triển rầm rộ công tác tìm kiếm thăm dò dầu khí thềm lục địa Việt Nam, đặc biệt từ nhà nớc ta có luật đầu t nớc (1988) luật dầu khí (1993) thu hút nhiều công ty dầu khí Quốc tế đầu t vào lĩnh vực dầu khí Đến ký 50 hợp đồng dầu khí Tổng diện tích lô ký hợp đồng khoảng gần 30% diện tích thềm lục địa Việt Nam tính tới độ sâu nớc 200m, số nơi tới 1.000m, tập trung chủ yếu bồn trũng Cửu Long Nam Côn Sơn, Malay- Thổ Chu Qua 40 năm hoạt động, ngành Dầu khí công ty dầu nớc tiến hành khảo sát 300.000km tuyến địa chấn 2D, 30.000km2 địa chấn 3D khoan gần 600 giếng khoan thăm dò, thẩm lợng khai thác với khối lợng khoảng 1,4 triệu mét khoan với tổng chi phí đầu t thăm dò khai thác tỷ USD 11 Mai Thanh Tân Vị trí lô thăm dò dầu khí hợp đồng dầu khí hoạt động Việt Nam đợc nêu hình 1.4 kết công tác thu nổ địa chấn từ 1988 đến năm 2004 đợc nêu hình 1.5 Hình 1.4 Các lô thăm dò dầu khí hợp đồng dầu khí hoạt động thềm lục địa Việt Nam 12 Thăm dò địa chấn địa chất dầu khí Hình 1.5 Khối lợng khảo sát địa chấn 2D 3D từ năm 1988 đến 2004 Dầu khí tài nguyên quý hiếm, nguồn lợng nguyên liệu quan trọng cho phát triển kinh tế đất nớc Trữ lợng tiềm bể trầm tích Đệ Tam Việt Nam dự báo 4,3 tỷ dầu quy đổi phân bố chủ yếu thềm lục địa Dầu phát vào khoảng 1,2 tỷ (28% tổng trữ lợng tiềm dự báo) Hàng năm nguồn thu từ xuất dầu thô chiếm 20-24% tổng kim ngạch xuất từ 22-25% tổng thu ngân sách nhà nớc Hiện nay, khai thác dầu thô, việc thăm dò khai thác khí thiên nhiên hoạt động dầu khí khác (dịch vụ dầu khí, lọc hoá dầu, sản xuất phân đạm, PVC ) không ngừng tăng lên Sự phát triển ngành dầu khí Việt Nam năm qua cho phép đa Việt Nam vào danh sách nớc sản xuất dầu khí giới đứng thứ Đông Nam khai thác dầu thô Trong năm tới, việc tiếp tục tìm kiếm thăm dò vùng phát dầu khí, cần thiết phải mở rộng khảo sát vùng cha thăm dò, đặc biệt vùng nớc sâu, vùng xa bờ, vùng giáp ranh; thăm dò tỷ mỷ khai thác mỏ nhỏ, mỏ khí có hàm lợng CO2 cao; mở rộng hợp tác đầu t thăm dò khai thác nớc Những vấn đề đòi hỏi phát triển mạnh mẽ giải pháp kinh tếcông nghệ, phát triển thăm dò địa chấn đóng vai trò quan trọng 13 ... Hình 1. 4 Các lô thăm dò dầu khí hợp đồng dầu khí hoạt động thềm lục địa Việt Nam 12 Thăm dò địa chấn địa chất dầu khí Hình 1. 5 Khối lợng khảo sát địa chấn 2D 3D từ năm 19 88 đến 2004 Dầu khí tài... hiệu thăm dò địa chấn, đáp ứng đòi hỏi ngày cao công tác thăm dò, khai thác dầu khí Ngoài việc xác Thăm dò địa chấn địa chất dầu khí định hình thái cấu trúc địa chất, ngày phơng pháp địa chấn. .. tuyến địa địa chấn thềm lục địa 10 Thăm dò địa chấn địa chất dầu khí phía Nam Từ năm 19 90 đến nay, việc khảo sát tỉ mỉ phơng pháp địa chấn 2D 3D vùng có nhiều triển vọng vùng khai thác dầu khí