Xây dựng mô hình địa chất ba chiều để phục vụ cho mô phỏng khai thác mỏ gấu đen thuộc lô 16 1, bồn trũng cửu long

TỔNG QUAN CHUNG VÀ ĐẶC ĐIỂM ĐỊA CHẤT MỎ GẤU ĐEN

Đặc điểm địa lý tự nhiên khu vực mỏ

1.1.1 Vị trí địa lý – kinh tế

Mỏ Gấu Đen tọa lạc ở phía đông bắc Lô 16.1, thuộc bồn trũng Cửu Long, khu vực chủ yếu nằm trên thềm lục địa Nam Việt Nam và một phần trên đất liền gần cửa sông Cửu Long Bồn trũng có hình bầu dục, kéo dài từ bờ biển Phan Thiết đến cửa sông Hậu, với tọa độ địa lý từ 90 đến 110 vĩ Bắc và từ 106030’ đến 1090’ kinh Đông Diện tích bồn khoảng 36.000 km², chiều dài khoảng 400 km theo hướng Đông Bắc – Tây Nam và chiều rộng từ 50 – 75 km theo hướng Tây Bắc – Đông Nam.

Về mặt ranh giới, khu vực này có các đặc điểm địa lý quan trọng: phía Tây Bắc tiếp giáp với đất liền, phía Đông Nam được ngăn cách với bồn Nam Côn Sơn bởi đới nâng Côn Sơn, phía Đông Bắc là đới cắt trượt Tuy Hòa phân cách với bồn Phú Khánh, và phía Tây Nam tiếp giáp với đới nâng Khorat – Natuna.

Theo tài liệu phân lô thì diện tích của bồn Cửu Long chủ yếu bao gồm các lô

Các lô 09, 15, 16, 17 và một phần các lô 01, 02 chứa nhiều mỏ dầu lớn đang được nghiên cứu và khai thác, bao gồm mỏ Bạch Hổ, Rồng, Rạng Đông, Ruby và Sư Tử Đen.

Sư Tử Vàng, Cá Ngừ Vàng và nhiều mỏ dầu khí khác như Sư Tử Nâu, Sư Tử Trắng, Emerald, Hải Sư Trắng, Kình Ngư Trắng đang được chuẩn bị phát triển với sự đầu tư từ các xí nghiệp liên doanh (XNLD) và các công ty điều hành chung (JOC) Các đơn vị tham gia bao gồm XNLD VietsovPetro, Hoàng Long Hoàn Vũ JOC, Thang Long JOC, Petronas (Malaysia), JVPC, cùng Công ty TNHH MTV điều hành thăm dò khai thác dầu khí (PVEP-POC).

HV: Nguyễn Mạnh Tuấn CBHD: 6 TS Phạm Vũ Chương

Hình 1.1: Bản đồ vị trí địa lý bồn trũng Cửu Long

Khu vực mỏ nằm trong bồn Cửu Long có khí hậu nóng do gần xích đạo, với hai mùa rõ rệt: mùa khô từ tháng 11 đến tháng 4 và mùa mưa từ tháng 5 đến tháng 10 Nhiệt độ trung bình trong mùa mưa khoảng trên 30°C, trong khi mùa khô có nhiệt độ dao động từ 26-27°C.

Về lượng mưa thì trung bình vào khoảng 120 – 300 cm/năm Tuy nhiên trong các mùa mưa lũ thì lượng mưa cao hơn gấp nhiều lần

Chế độ gió trong khoảng thời gian từ tháng 11 đến tháng 4 chủ yếu có hướng Đông Bắc và Bắc - Đông Bắc Đặc biệt, vào tháng 12 và tháng Giêng, gió chủ yếu thổi từ hướng Đông Bắc Vận tốc gió bắt đầu thấp vào đầu mùa và sau đó tăng dần, đạt mức cực đại vào tháng sau.

2 Tốc độ gió trung bình vào khoảng 1,5 m/s, cực đại có thể lên đến 12,5 m/s Từ tháng 5 đến 10 chế độ gió chịu ảnh hưởng bởi hệ thống gió mùa Tây Nam, do đó hướng gió chủ yếu là Tây Nam và T – TN Tốc độ gió trung bình vào khoảng 8,8 m/s, cực đại có thể lên đến 32 m/s

Khu vực bồn trũng có nhiều dòng chảy khác nhau, chịu ảnh hưởng từ các yếu tố như thủy triều, địa hình đáy, khối lượng nước, nhiệt độ và chế độ gió Vận tốc dòng chảy trung bình trong khu vực này thường ở mức ổn định, với biển động nhẹ và gió giật trung bình từ cấp 4 đến 5, cùng với vận tốc dòng xoáy cũng ở mức trung bình.

Chế độ sóng trong khu vực bồn cũng được chia ra thành 2 kiểu phụ thuộc vào

Trong năm, có hai mùa chính ảnh hưởng đến hướng sóng Từ tháng 5 đến tháng 10, sóng chủ yếu hướng Tây Nam với biên độ thấp và ổn định, trung bình khoảng 0,5 – 2 m, có thể đạt cực đại 5 m Trong khi đó, từ tháng 11 đến tháng 4, hướng gió chuyển sang Đông Bắc và B – ĐB, với biên độ sóng dao động từ 2-4 m, đôi khi lên tới 6-8 m.

Vùng Nam Bộ bao gồm 16 tỉnh và thành phố, với tổng diện tích khoảng 84.600 km2 và đường bờ biển dài khoảng 1.000 km Diện tích thềm lục địa của vùng này lên tới khoảng 800.000 km2 Theo thống kê năm 2002, tổng dân số khu vực là hơn 25 triệu người, trong đó nguồn nhân lực trẻ chiếm khoảng 13 triệu người, tương đương 35% tổng số dân.

Nguyễn Mạnh Tuấn và TS Phạm Vũ Chương đã chỉ ra rằng vùng có thế mạnh kinh tế chủ yếu dựa vào nông nghiệp, công nghiệp nhẹ, một phần công nghiệp nặng, du lịch và xuất khẩu Đặc biệt, vùng này nổi bật trong việc cung cấp lương thực và thực phẩm cho cả nước, đồng thời đáp ứng nhu cầu xuất khẩu Ngành dầu khí cũng là một thế mạnh quan trọng, đóng góp đáng kể vào nguồn ngoại tệ cho đất nước, với Bà Rịa – Vũng Tàu là tỉnh có hoạt động dầu khí sôi nổi nhất.

Tỉnh Bà Rịa – Vũng Tàu sở hữu hệ thống giao thông thuận lợi cho hoạt động tìm kiếm, thăm dò và khai thác dầu khí Đường bộ gồm quốc lộ 51 kết nối Tp Vũng Tàu với Tp Hồ Chí Minh, với chất lượng đạt chuẩn quốc gia Đường thủy dài 80 km liên kết cảng Vũng Tàu và cảng Sài Gòn, trong đó cảng Vũng Tàu là cảng lớn, có khả năng tiếp nhận và vận chuyển khối lượng hàng hóa lớn, phục vụ hiệu quả cho việc cung cấp thực phẩm và thiết bị cho giàn khoan ngoài khơi Ngoài ra, sân bay Vũng Tàu cũng có khả năng tiếp nhận nhiều loại máy bay AN, góp phần nâng cao khả năng vận chuyển hàng không trong khu vực.

Sân bay 24, AN-28 và các loại trực thăng đóng vai trò quan trọng trong việc vận chuyển cán bộ làm việc trong lĩnh vực dầu khí giữa đất liền và giàn khoan biển Bên cạnh đó, sân bay còn cung cấp dịch vụ vận chuyển hàng hóa ra giàn và thực hiện các dịch vụ khác theo yêu cầu của khách hàng.

Đặc điểm địa chất dầu khí của bồn trũng Cửu Long

1.2.1 Lịch sử nghiên cứu địa chất dầu khí của bồn trũng Cửu Long

Lịch sử nghiên cứu địa chất bồn trũng Cửu Long gắn liền với quá trình tìm kiếm, thăm dò và khai thác dầu khí Nghiên cứu bồn trũng này có thể được chia thành bốn giai đoạn chính.

Trước năm 1975, giai đoạn khảo sát địa vật lý khu vực chủ yếu tập trung vào các phương pháp như từ trường, trọng lực và địa chấn Mục đích của những khảo sát này là để phân chia các lô phục vụ cho công tác đấu thầu và ký hợp đồng trong ngành dầu khí.

Trong giai đoạn này, các công ty và tổ chức như US Navy Oceanographic Office (1967), Alpine Geophysical Corporation (1967 – 1968) và Ray Geophysical Mandrel (1969) đã tiến hành đo đạc địa vật lý và địa chấn trên toàn bộ lãnh thổ Nam Việt Nam, sau đó mở rộng ra ngoài khơi biển Đông, bao gồm các tuyến đo cắt qua bồn trũng Cửu Long.

Vào năm 1973-1974, Việt Nam đã tổ chức đấu thầu, và công ty Mobil đã trúng thầu lô 09 vào năm 1974 Cuối năm 1974 và đầu năm 1975, Mobil tiến hành khoan giếng tìm kiếm đầu tiên tại bồn trũng Cửu Long (BH – 1X).

Năm 1976, công ty địa vật lý CGG của Pháp đã thực hiện khảo sát tại đồng bằng Sông Cửu Long và khu vực ven biển Vũng Tàu – Côn Sơn Kết quả khảo sát này đã giúp xác định các tầng phản xạ chính từ CL20 đến CL80, khẳng định sự tồn tại của bồn Cửu Long với trầm tích Đệ Tam.

Năm 1978, công ty Geco của Nauy thực hiện thu nổ địa chấn 2D tại bồn trũng Cửu Long và chi tiết trên cấu tạo Bạch Hổ Đồng thời, công ty Deminex hợp tác với Geco để thu nổ địa chấn trên lô 15 và cấu tạo Cửu Long (hiện nay gọi là cấu tạo Rạng Đông) Kết quả khoan tìm kiếm của Deminex tại các cấu tạo triển vọng cho thấy chỉ phát hiện biểu hiện dầu khí mà không có dòng dầu công nghiệp.

Trong giai đoạn này, công tác tìm kiếm và thăm dò dầu khí mở rộng, đặc biệt là sự tham gia của XNLD Vietsovpetro, đã đóng vai trò quan trọng Năm 1980, tàu POISK thực hiện đo địa chấn, giúp phân chia chi tiết các tập địa chấn của bồn trũng Cửu Long Từ năm 1981 đến 1984, các tàu nghiên cứu khác tiếp tục khảo sát địa vật lý và địa chấn sâu hơn trong khu vực này Đồng thời, Vietsovpetro cũng thực hiện khoan 4 giếng trên cấu tạo Bạch, góp phần quan trọng vào công tác thăm dò.

Vietsovpetro đã chính thức khai thác những tấn dầu đầu tiên từ hai đối tượng Mioxen và Oligoxen vào năm 1986 Đặc biệt, vào năm 1988, họ đã phát hiện dầu trong đá móng nứt nẻ granite, đánh dấu một bước tiến quan trọng trong ngành công nghiệp dầu khí.

Từ năm 1989 đến nay, ngành công nghiệp dầu khí tại Việt Nam đã phát triển mạnh mẽ, đặc biệt ở bồn trũng Cửu Long, nhờ vào sự ra đời của Luật đầu tư nước ngoài và Luật dầu khí Sự kiện này đã thu hút nhiều công ty nước ngoài đầu tư vào Việt Nam thông qua các hình thức phân chia sản phẩm và hợp tác đầu tư Kể từ đó, nhiều hợp đồng tìm kiếm và thăm dò đã được ký kết, đánh dấu bước tiến quan trọng trong lĩnh vực này.

Trong giai đoạn sôi nổi này, các công ty dịch vụ địa vật lý hàng đầu thế giới như CGG, Geco – Prakla, Western GeoCo và PGS đã tham gia tích cực Hầu hết các lô trong bồn đã được nghiên cứu kỹ lưỡng để phục vụ cho công tác mô hình hóa thân dầu, cùng với việc khảo sát địa chấn 3D tại các vùng triển vọng Đến nay, bồn trũng Cửu Long đã có khoảng 400 giếng khoan, trong đó Vietsovpetro chiếm hơn 70% Kết quả khoan đã phát hiện nhiều mỏ quan trọng như Rạng Đông, Sư Tử Đen, Sư Tử Vàng, Ruby, Cá Ngừ Vàng và Tê Giác Trắng, đang khai thác với sản lượng cao.

1.2.2 Khái quát về cơ chế thành tạo và phát triển địa chất bồn trũng Cửu

1.2.2.1 Khái quát cơ chế thành tạo của bồn trũng Cửu Long

Bồn trũng Cửu Long, mặc dù có kích thước tương đối nhỏ, nhưng lại đóng vai trò quan trọng nhất trong tiềm năng dầu khí của Việt Nam Bồn này có ranh giới rõ ràng với các đơn vị kiến tạo xung quanh.

Hình 1.2: Bản đồ các bồn trầm tích Đệ tam ở Việt Nam

Bồn trũng Cửu Long là một ví dụ điển hình của bồn trũng kiểu rift nội lục, hình thành do sự căng giãn của địa chất trong giai đoạn Oligoxen muộn đến đầu Mioxen sớm Quá trình này liên quan đến sự thay đổi tốc độ chuyển động của địa khối Kon Tum theo hướng Đông Nam Bồn trũng đã trải qua hai pha căng giãn: pha đầu tiên diễn ra vào Eoxen đến Oligoxen sớm, tạo ra các trũng nhỏ hẹp theo hướng Tây Bắc – Đông Nam và Đông – Tây, chủ yếu ở phía Tây bồn, được lấp đầy bởi trầm tích aluvi Một số giếng khoan trong khu vực đã phát hiện các trầm tích này (tập F, E1) với thành phần thạch học khác nhau, nhưng tuổi của chúng còn khó xác định Pha căng giãn thứ hai diễn ra vào cuối Oligoxen muộn đến Mioxen.

Nguyễn Mạnh Tuấn và TS Phạm Vũ Chương đã nghiên cứu về sự hình thành của bồn trũng trầm tích, cho rằng đây là thời kỳ căng giãn mở rộng, tạo ra một hồ lớn ít chịu ảnh hưởng từ biển Trầm tích trong khu vực này có nhiều sét ở trung tâm các trũng và dần thô hơn ở các vùng ven bờ Kể từ Mioxen đến nay, khu vực này đã trải qua giai đoạn sụt lún nhiệt bình ổn, chịu ảnh hưởng mạnh mẽ từ môi trường biển.

Bồn trũng có cấu trúc xen kẽ giữa các khối nhô của móng và các trũng sụt, với các tầng trầm tích nằm kề áp và phủ chồng lên các khối nâng của móng Tại phía Tây, các dải khối nâng có hướng Đ – T, trong khi từ trung tâm về phía Đông, hướng chuyển sang ĐB – TN Trên móng chủ yếu là trầm tích aluvi và đầm hồ thuộc tập địa chấn E, còn trầm tích đầm hồ của tập địa chấn D và các trầm tích trẻ hơn phủ chồng lên Cuối Oligoxen, phần phía Bắc của bồn trũng bị nén ép, gây ra nghịch đảo địa phương và hình thành các cấu tạo mới Ngoài ra, hoạt động núi lửa diễn ra mạnh mẽ tại phía Bắc bồn trũng trong Mioxen sớm.

Hình 1.3: Bản đồ kiến tạo khu vực Đông Nam Á

1.2.2.2 Lịch sử phát triển địa chất của bồn trũng Cửu Long

Bồn Cửu Long, một bồn căng giãn nội lục điển hình, được hình thành trên nền đá móng kết tinh có tuổi trước Kainozoi Lịch sử phát triển địa chất của bồn này trải qua nhiều thời kỳ khác nhau.

Hình 1.4: Bản đồ các yếu tố cấu trúc của bồn trũng Cửu Long

Hình 1.5: Mặt cắt địa chất sơ lược qua trung tâm bồn trũng Cửu Long

Thời kỳ trước tạo rift: Kéo dài từ trước Đệ Tam – Jura muộn đến Eoxen

Khái quát chung về mỏ Gấu Đen

Mỏ Gấu Đen tọa lạc ở phía Đông Bắc của Lô 16-1, trong bồn trũng Cửu Long, cách Vũng Tàu 100km về phía Đông Nam, cách mỏ Bạch Hổ 20km và mỏ Rạng Đông 35km.

Mỏ dầu được phát hiện vào năm 2005 qua giếng khoan GD-1X Sau thành công của giếng này, từ năm 2006 đến cuối năm 2008, đã có thêm 6 giếng khoan thẩm lượng (GD-2X đến GD-7X) được khoan, tất cả đều cho lưu lượng dầu thương mại, ngoại trừ giếng GD-4X Trong giai đoạn tiền phát triển, một loạt giếng khoan từ GD-1P đến GD-8P đã được khoan nhằm chuẩn bị cho việc khai thác mỏ.

Nguyễn Mạnh Tuấn và TS Phạm Vũ Chương đã nghiên cứu về đối tượng chứa dầu chính trong mỏ Gấu Đen, bao gồm các tập cát kết lục nguyên tuổi Mioxen sớm thuộc Hệ tầng Bạch Hổ dưới và Olioxen muộn thuộc Hệ tầng Trà Tân trên.

Mỏ Gấu Đen có các tích tụ dầu được phân bố thành từng khối riêng biệt, cách nhau bởi các đứt gãy, trải dài từ Bắc xuống Nam Các khối dầu bao gồm H1 (GD-2X), H2 (GD-1X), H3 (GD-5X), H4 (GD-7X), H5 (GD-4X) và H6 (GD-3X, GD-6X).

Mỏ Gấu Đen sẽ được phát triển theo hai giai đoạn, bắt đầu với giai đoạn đầu tiên tập trung vào khu vực phía Bắc Giai đoạn 2 dự kiến sẽ diễn ra sau khoảng 18 tháng Hiện tại, mỏ đã được khai thác tại khu vực phía Bắc từ cuối năm 2011.

Hình 1.16: Sơ đồ vị trí mỏ Gấu Đen

Lịch sử hình thành mỏ Gấu Đen

Lịch sử hình thành mỏ Gấu Đen phản ánh cấu trúc kiến tạo chung của bồn trũng Cửu Long Dựa trên tài liệu minh giải địa chấn cho các lát cắt thạch học trong khu vực, có thể phân chia quá trình hình thành mỏ Gấu Đen thành 5 giai đoạn chính.

Thời kỳ lắng đọng trầm tích tập E chứng kiến hoạt động kiến tạo mạnh mẽ do ảnh hưởng của pha tách giãn thứ nhất vào cuối Eoxen đến đầu Oligoxen Hệ thống đứt gãy chính phát triển từ dưới móng vẫn tiếp tục hoạt động, đồng thời xuất hiện thêm các đứt gãy mới.

Vào cuối giai đoạn lắng đọng trầm tích tập E, một số khu vực đã trải qua hiện tượng nâng lên và bào mòn mạnh mẽ, điều này được thể hiện rõ ràng qua tài liệu địa chấn.

Thời kỳ lắng đọng trầm tích muộn của tập D – Oligoxen (nội tập D1) diễn ra với hoạt động kiến tạo ổn định, thể hiện qua chiều dày của tập trầm tích gần như không thay đổi trong toàn khu vực mỏ Chỉ có một số đứt gãy tiếp tục phát triển từ các tầng sâu.

Thời kỳ lắng đọng trầm tích tập D, C và Bạch Hổ vào cuối Oligoxen – đầu Mioxen sớm đánh dấu pha tách giãn thứ 2 với hoạt động kiến tạo mạnh mẽ Trong giai đoạn này, một số đứt gãy trong E tái hoạt động và xuất hiện nhiều đứt gãy mới Tuy nhiên, hầu hết các đứt gãy đã ngừng hoạt động vào cuối Mioxen sớm, dẫn đến việc hình thành cấu trúc mỏ Gấu Đen.

Trong giai đoạn cuối Mioxen sớm đến Mioxen trung, hoạt động kiến tạo diễn ra tương đối ổn định, chỉ có một số đứt gãy tái hoạt động xuyên qua tập sét Hạch Hổ đến Mioxen giữa Những đứt gãy này đã tác động đến khả năng chắn giữ dầu khí của một số tích tụ, như H1 và H4.

- Thời kỳ Mioxen muộn tới hiện tại hoạt động kiến tạo rất bình ổn hình thành nên hình thái cấu trúc mỏ Gấu đen như ngày nay

Hình 1.17: Mặt cắt địa chấn hướng Bắc Nam mỏ Gấu Đen

Ph đứ gi ph cũ uận văn thạ

5.1 Đặc đ Đặc đi ậc thang (e hủ yếu là đ ủa mỏ thàn hần lớn cá ứt gãy kết iữa Điều n Đặc đi hủ lên khố ũng có thể

Mạnh Tuấn đã nghiên cứu điểm cấu trúc địa chất của hệ thống đứt gãy en-echelon tại miền này, đặc biệt là các khối đứt gãy thúc ở Mi Nghiên cứu cho thấy rằng bẫy dầu khí tồn tại trên mỏ Gấu Rúc có liên quan đến các đứt gãy chính, ảnh hưởng đến sự phân bố của trầm tích Hướng của các đứt gãy này được minh họa rõ ràng, cho thấy sự liên kết giữa các yếu tố cấu trúc và tiềm năng khai thác dầu khí trong khu vực.

Mỏ Gấ ớng Đông, nằm ở phía Bắc, kết hợp với mỏ Gấ ng vòm, là một khu vực quan trọng trong ngành khai thác Hình 1.1 minh họa rõ ràng vị trí và cấu trúc địa chất của mỏ, cho thấy sự liên kết giữa các mỏ trong khu vực này.

1 ấu Đen là c Đông Bắc với dịch ch xuống Nam Nam, một kéo dài qu

17 ở trên ấu Đen là d đứt gãy (H ỏ Gấu Đen ầng chứa IL

CBHD: T các hệ thốn c - Tây Tây huyển ngan m được đặ số ít về ph ua tập sét B dạng vòm v Hình 1.18) n

TS Phạm V ng các đứt y Nam, với ng phân ch ặt tên từ H hía Bắc H Bạch Hổ lê với khép k ) Dạng bẫ mỏ Gấu Đen

Vũ Chương t gãy dạng i đặc trưng hia cấu trúc H1 đến H7. Hầu hết các ên Mioxen kín 4 chiều ẫy địa tầng n g g c c n u g

Các tầng chứa dầu trong mỏ Gấu Đen có đặc điểm địa chất phức tạp với hệ thống các vỉa chứa xen kẹp, tách biệt theo chiều thẳng đứng Phân tích áp suất vỉa (RCI, MDT) cho thấy các vỉa chứa có thể thuộc cùng một hệ thống nước áp, gây khó khăn trong việc xác định ranh giới dầu nước cho từng vỉa Đối với các vỉa chứa có dữ liệu áp suất đầy đủ và chất lượng tốt, ranh giới dầu nước được xác định từ kết quả phân tích áp suất phù hợp với tài liệu địa vật lý giếng khoan và địa chất Ngược lại, tại các vỉa chứa có tài liệu áp suất không rõ ràng, ranh giới dầu nước được giả định tại một nửa khoảng cách từ điểm gặp dầu sâu nhất đến điểm tràn của cấu tạo.

Các minh giải địa tầng và môi trường trầm tích tại khu mỏ Gấu Đen tương đồng với đặc điểm địa tầng chung của bồn trũng Cửu Long Địa tầng của mỏ Gấu Đen được tổng hợp theo thứ tự từ cổ đến trẻ, như thể hiện trong Hình 1.19.

Không có giếng khoan nào trong khu vực mỏ Gấu Đen khoan tới móng trước Đệ Tam

1.5.2.2 Oligoxen hạ - Phụ hệ tầng Trà dưới (tập E/F)

Cho đến nay, phụ hệ tầng Trà Tân dưới không gặp trong các giếng khoan tại khu vực mỏ Gấu Đen

1.5.2.3 Oligoxen thượng – Phụ hệ tầng Trà Tân giữa (tập D)

Phụ hệ tầng Trà Tân giữa được bao phủ bởi lớp sét than màu nâu đen, với thành phần thạch học chủ yếu là các tập sét dày xen kẽ cát kết và bột kết Tầng này được chia thành hai tập chính: tập trên (D trên) và tập dưới (D dưới).

Tập D, được phát hiện duy nhất trong giếng khoan GD-1X, bao gồm thành phần thạch học chủ yếu là sét kết dày màu nâu đen, chứa nhiều vật chất hữu cơ Tầng trên có bột kết và cát kết màu xám nâu, trong khi tầng giữa là cát kết xen kẽ với sét màu nâu đen và vật chất hữu cơ Tầng dưới là sét màu nâu đen với vật chất hữu cơ, xen kẽ bột kết và cát kết Môi trường trầm tích của tập D phản ánh sự hình thành trong đới hỗn hợp của đầm hồ nước ngọt và đồng bằng bồi tích.

Tập D bao gồm cát kết dày và các lớp sét bột kết than màu nâu đen, được hình thành trong môi trường đầm hồ nước lợ và nước ngọt có sự pha trộn.

1.5.2.4 Oligoxen thượng – Phụ hệ tầng Trà Tân trên (tập C)

Phụ hệ tầng Trà Tân được bao phủ bởi lớp sét kết màu xám nâu giàu chất hữu cơ, với nóc hệ tầng được giới hạn bởi bất chỉnh hợp Oligoxen Thành phần thạch học chủ yếu bao gồm cát kết và sét bột kết màu xám nâu, chứa nhiều vật chất hữu cơ Những lớp trầm tích này được hình thành trong môi trường giao thoa giữa đầm hồ nước ngọt và ảnh hưởng của nước lợ gần bờ.

1.5.2.5 Mioxen hạ - Phụ hệ tầng Bạch Hổ dưới (tập BI.1)

Phụ hệ tầng Bạch Hổ dưới được đặc trưng bởi tập sét kết màu nâu đỏ, bao gồm ba tập chính: tập trên, tập giữa và tập dưới của Bạch Hổ dưới.

Mioxen hạ - phần dưới của Bạch Hổ dưới (ILBH5.2)

Hệ thống dầu khí mỏ Gấu Đen

Mỏ Gấu Đen và tầng Oligoxen D có tiềm năng sinh hydrocacbon lớn, được chứng minh qua phân tích tài liệu giếng khoan Tập sét dày thuộc tầng Oligoxen D chứa hàm lượng vật chất hữu cơ cao, với 20-95% sét kết màu vàng đen, nâu đen và nâu xám, có khả năng sinh hydrocacbon từ tốt đến rất tốt Vật chất hữu cơ chủ yếu từ kerogen loại III, II và I, với các chỉ số TOC từ 0,66-2,98%, S2 từ 1,09-6,12 Kg/T, HI từ 183-205 mg/g, và PI từ 0,004-0,47 Sét tương đối mịn và có xu hướng mịn dần lên phía trên, với trầm tích lắng đọng nhanh và tải trọng ào ạt được vùi lấp trong các môi trường như khe nứt, trầm tích alluvial và trầm tích đầm lầy ven biển.

M ứ c độ tr ưở ng thành:

Chỉ số phản xạ Vitrinit (R0) và Tmax (°C) là hai chỉ tiêu quan trọng để đánh giá mức độ trưởng thành của các vật chất hữu cơ trong đá mẹ Tại mỏ Gấu Đen, các chỉ số này được phân tích dựa trên tài liệu nghiên cứu mẫu từ giếng khoan GD-1X, như thể hiện trong hình 1.20 và 1.21.

39 à Tmax của hản xạ Vitr

9 a tầng sinh rinite tại giế

Trầm tích Oligoxen muộn thuộc hệ tầng Trà Tân chứa các yếu tố quan trọng để đánh giá mức độ trưởng thành của vật chất hữu cơ, với chỉ số R0 dao động từ 0,5-0,82% Tất cả các trầm tích này đều có chỉ số Tmax, cho thấy tiềm năng nghiên cứu và ứng dụng trong lĩnh vực địa chất.

Bảng 1.2: Tham số về mức độ trưởng thành của đá mẹ ở mỏ Gấu Đen

Mức độ trưởng thành Độ sâu (m) Ro (%) Tmax ( o C) Tuổi Độ trưởng thành 3220 >0,55 >435 Oligoxen muộn

Cửa sổ tạo dầu 3700 >0,72 >440 Oligoxen muộn

Hệ thống đứt gãy đóng vai trò quan trọng trong việc dẫn dầu từ đá sinh vào tầng chứa trong bồn trũng Cửu Long, đặc biệt là tại mỏ Gấu Đen và tầng Mioxen dưới Trong thời kỳ Mioxen sớm và Oligoxen muộn, dầu khí được di chuyển vào vỉa chứa thông qua các đứt gãy chính, với cơ chế dịch chuyển theo phương thẳng đứng dọc theo các đứt gãy này.

Tầng sản phẩm chính tại mỏ Gấu Đen bao gồm các tập cát kết chứa dầu thuộc hệ tầng Bạch Hổ dưới (ILBH5.2) và hệ tầng Trà Tân trên Chất lượng tầng chứa trong ILBH5.2 được đánh giá từ tốt đến rất tốt với độ rỗng trung bình từ 14 – 28%, đặc biệt là ở phần trên Mặc dù phần dưới của ILBH5.2 vẫn giữ chất lượng tốt, nhưng độ dày vỉa mỏng hơn và có nhiều sét xen kẹp Trong khi đó, chất lượng tầng chứa trong Olioxen C từ trung bình đến tốt với độ rỗng trung bình từ 12 – 22%, phần dưới chủ yếu chứa nước Đặc điểm nổi bật của tầng sản phẩm chứa dầu tại mỏ Gấu Đen là hệ thống vỉa chứa đa tầng với nhiều tập vỉa cát chứa dầu xen kẹp.

HV: Nguyễn Mạnh Tuấn, CBHD: 41, TS Phạm Vũ Chương đã chỉ ra sự không liên thông theo chiều thẳng đứng trong tài liệu áp suất từ các giếng khoan tại mỏ Gấu Đen Sự khác biệt này được thể hiện rõ ràng trong các dữ liệu thu thập được.

Kết quả thử vỉa tại các giếng khoan mỏ Gấu Đen cho thấy chất lượng tầng chứa Mioxen ILBH5.2 và Olioxen C rất tốt, với độ thấm dao động từ 100 đến 1000 mD Phân tích mẫu lõi cũng xác nhận độ thấm điểm đạt vài Darcy Lưu lượng dầu từ thử vỉa khá cao, từ 4000 đến 8000 thùng dầu/ngày, với chỉ số khai thác (PI) ấn tượng từ 15 đến 1000 thùng dầu/ngày/1 psi.

Tập sét Bạch Hổ thuộc Mioxen dưới bao gồm các trầm tích sét biển, được trầm đọng rộng khắp trong bồn trũng Cửu Long với độ dày lớn từ 20-300 m Tại khu vực mỏ Gấu Đen, tập sét dày này là một phần của hệ tầng Bạch, đóng vai trò quan trọng trong cấu trúc địa chất của khu vực.

Hổ và tập đá sét bị xen kẹp đã được phát hiện ở cả hai tầng chứa ILBH5.1 và ILBH5.2 thuộc thành hệ Mioxen dưới Mỗi vỉa chứa trong tập 5.1 và 5.2 đều có các bẫy khép kín 4 chiều hoặc được bảo vệ bởi các đứt gãy.

XÂY DỰNG MÔ HÌNH ĐỊA CHẤT BA CHIỀU MỎ GẤU ĐEN

Cơ sở lý thuyết về xây dựng mô hình địa chất

2.1.1 Giới thiệu chung về mô hình địa chất ba chiều (3D modeling)

Mô hình hóa là một phương pháp ngày càng phổ biến trong các lĩnh vực khoa học kỹ thuật, nhưng trong ngành tìm kiếm, thăm dò và khai thác dầu khí, nó vẫn còn khá mới mẻ Kỹ thuật này giúp xây dựng hình ảnh đa chiều cho các vỉa dầu khí, từ đó tạo ra cái nhìn trực quan về các tầng đất đá nằm sâu dưới lòng đất hoặc dưới đáy biển hàng trăm, thậm chí hàng ngàn mét Việc mô hình hóa không chỉ cải thiện khả năng hiểu biết về cấu trúc địa chất mà còn hỗ trợ trong việc ra quyết định khai thác hiệu quả hơn.

Hình 2.1: Các bước xây dựng mô hình 3 chiều mỏ Gấu Đen

Phương pháp mô hình hóa 3 chiều được áp dụng trong ngành dầu khí thông qua các phần mềm địa chất chuyên dụng, do các công ty hàng đầu cung cấp.

Schlumberger (Petrel), Roxar (RMS) Với đề tài này, tác giả sử dụng phần mềm Petrel của Schlumberger để xây dựng mô hình mỏ

Theo hình 2.1, quá trình xây dựng mô hình địa chất mỏ Gấu Đen chỉ cần thực hiện các bước trong khung màu đỏ, vì đây là mô hình tĩnh Các bước còn lại sẽ được áp dụng cho mô hình thủy động và thiết kế giếng khoan khai thác Để hoàn thiện mô hình địa chất, cần thực hiện các bước cụ thể sau đây.

1 Thu thập, xử lý và phân tích số liệu phục vụ cho việc xây dựng mô hình

2 Xây dựng mô hình cấu trúc của mỏ trên cơ sở hệ thống đứt gãy và các bản đồ cấu trúc thu được từ kết quả minh giải địa chấn

3 Xây dựng mô hình phân bố thạch học hay mô hình phân bố tướng đá

4 Xây dựng mô hình phân bố tham số vật lý thạch học

5 Tính toán trữ lượng địa chất từ mô hình vừa xây dựng

Mô hình cấu trúc là bước khởi đầu quan trọng trong việc xây dựng mô hình địa chất ba chiều Nó bao gồm các tầng đất đá chính ở độ sâu xác định và hệ thống đứt gãy liên quan đến các tầng này.

Các bước xây dựng mô hình cấu trúc được trình bày ở hình 2.2 dưới đây bao gồm:

- Xây dựng mô hình đứt gãy

- Xây dựng mô hình mạng lưới trên cở sở mô hình đứt gãy vừa được tạo

- Xây dựng mô hình các tầng chứa chính từ các bản đồ của tầng phản xạ chính

- Xây dựng mô hình các vỉa chứa nhỏ và các lớp nhỏ trong tầng chứa chính

Hình 2.2: Các bước xây dựng mô hình cấu trúc

Mô hình đứt gãy là yếu tố quan trọng trong việc xây dựng cấu trúc địa chất, được phát triển từ dữ liệu địa chấn Mô hình này bao gồm các đứt gãy dưới dạng dãy cọc, đường cong khép kín hoặc không khép kín, và mặt đứt gãy, như được minh họa trong hình 2.3.

Sau khi xử lý dữ liệu đầu vào, một mô hình đứt gãy hoàn chỉnh được xây dựng, thể hiện chi tiết các đứt gãy trong khu vực nghiên cứu và sự kết nối giữa chúng Việc sử dụng số liệu địa chấn để tạo ra mô hình khớp với thực tế là vấn đề quan trọng, đòi hỏi lựa chọn dữ liệu địa chấn có độ phân giải hợp lý và giảm thiểu sai số Tài liệu địa chấn phải tương thích với các số liệu thực tế từ giếng khoan để đảm bảo độ chính xác của mô hình.

Phương pháp hiệu quả nhất để xây dựng mô hình đứt gãy là đảm bảo rằng mô hình này bao trùm toàn bộ khoảng không thẳng đứng từ tầng cấu trúc thấp nhất đến tầng cấu trúc cao nhất Điều này cho phép kiểm tra chất lượng lưới tọa độ trước khi tiến hành xây dựng các tầng cấu trúc chính trên các ô lưới đó.

Hình 2.4: Mô hình hệ thống đứt gãy hoàn thiện

Sau khi hoàn thành việc xây dựng hệ thống đứt gãy, mô hình mạng lưới cho mỏ nghiên cứu đã được thiết lập dựa trên nền tảng của mô hình đứt gãy đã được phát triển.

Mô hình mạng lưới được xây dựng dựa trên lý thuyết mạng lưới, đóng vai trò là nền tảng cho việc phát triển các mô hình đứt gãy và mô hình tầng chứa.

H tr cấ gồ tư tr

D gi đế m đư cấ là ch nh th uận văn thạ

Một m ong không ấu trúc Từ ồm tất cả ưởng, ô mạ ầm tích b

Decacter và iản với mộ ến hộp De môi trường ược thiết lậ ấu trúc phẳ

Như vậ à rất quan tr

Trong hiều X và Y hau sẽ có c

Mô hìn hẳng đứng ạc sĩ

Mạnh Tuấn là một mạng lưới đa dạng với mô hình các đặc tính dạng Decac ban đầu Trong mô hình này, một số đặc điểm chính là trầm tích được hình thành bởi các yếu tố khác nhau Tất cả các yếu tố này đều có vai trò quan trọng trong việc tạo nên sự đồng nhất của mạng lưới.

Y, nhưng n chung các đ nh đứt gãy hoặc uốn c

Hình 2.6 minh họa cách xác định đơn giản chất ô mạng lư địa tầng, với nh địa chất và cung cấp thông tin về mạng địa tầng gãy Để thực hiện, cần đảm bảo đủ dữ liệu ban đầu và cấu trúc các số liệu G ô mạng D được sử dụng như một lưới điểm tọa độ, trong đó y sẽ được xác định theo chiều dọc.

47 hỉ là một m ưới thuộc v ô lưới the ất (được hì cấp một hệ quan hệ tầng Trong n hiệu chỉn môi trường các tọa độ không uốn

, quỹ đạo g Decacter hiều thì mặ phẳng ba ộ X và Y c xác định bở heo các mặ mạng lưới

Bài viết này đề cập đến 7 mặt phẳng địa chất quan trọng trong khu vực eo Decacte, nơi hình thành hệ thống tọa độ một-một Các mặt phẳng này không chỉ thể hiện cấu trúc địa tầng mà còn có vai trò quan trọng trong việc xác định vị trí và chiều hướng của các vỉa nếp hoặc giếng Sự hiểu biết về các mặt phẳng này giúp nâng cao khả năng phân tích và nghiên cứu địa chất trong khu vực.

CBHD được xác định thông qua việc phân tích mối quan hệ giữa các ô hợp trong không gian ba chiều Phương pháp này rất phức tạp và yêu cầu độ chính xác cao để tránh sai lệch Đặc biệt, khi hai mặt phẳng Z có hình dạng không đồng nhất, việc xác định CBHD càng trở nên thách thức hơn Mô hình hóa trong trường hợp này cần được thực hiện cẩn thận để đảm bảo tính chính xác và hiệu quả.

TS Phạm Vịnh đã nghiên cứu về việc thiết lập mô hình cấu trúc đứng tạp và mối liên hệ phức tạp giữa các yếu tố trong hệ thống Ông nhấn mạnh rằng sự đứt gãy của mạng vật lý có thể được xác định bởi các mặt phẳng tương tác với nhau.

Xây dựng mô hình địa chất ba chiều mỏ Gấu Đen

Mỏ Gấu Đen đã tiến hành xây dựng mô hình địa chất ba chiều cho các khối phía Bắc, Trung tâm và phía Nam Ban đầu, do số lượng giếng khoan và tài liệu hạn chế, các mô hình địa chất chỉ phân chia đơn giản theo tướng thạch học với hai loại: đá chứa (cát) và đá không chứa (sét) Tuy nhiên, khi mỏ chuẩn bị khai thác, cần cập nhật các mô hình này dựa trên số liệu giếng khoan phát triển và kết quả nghiên cứu mới để phản ánh chính xác đặc điểm của trưng tầng chứa, phục vụ cho công tác quản lý mỏ và dự báo khai thác sau này.

Mô hình địa chất ba chiều cho tầng chứa Mioxen dưới ILBH5.2 tại khu vực phía Bắc mỏ Gấu Đen được xây dựng dựa trên việc xử lý, sàng lọc và lựa chọn các tài liệu từ nghiên cứu địa chấn và địa chất.

Nguyễn Mạnh Tuấn và TS Phạm Vũ Chương đã cập nhật mẫu lõi từ các giếng khoan thăm dò GD-1X, GD-2X, GD-ST và các giếng khai thác GD-1P, GD-2P Tài liệu này cung cấp thông tin quan trọng về thẩm lượng trong nghiên cứu địa chất.

Mô hình đá chứa đã được cải tiến với các loại tướng dòng chảy HU (Hydraulic Flow Units) có đặc tính thấm rỗng khác nhau Việc phân loại các tướng HU dựa trên các bài báo từ tạp chí SPE, kết quả phân tích mẫu lõi, tài liệu địa vật lý giếng khoan và các tài liệu bổ trợ khác Mô hình áp dụng thuật toán SIS để mô phỏng và nghiên cứu mức độ liên thông giữa các thân dầu, cũng như tính bất đồng nhất của thuộc tính vật lý đá trong tầng chứa Mioxen dưới ILBH5.2.

Mô hình địa chất ba chiều sau đó được làm thô hóa để phục vụ cho mô phỏng khai thác

2.2.1 Xây dựng mô hình cấu trúc

Mô hình cấu trúc cho tầng chứa Mioxen dưới ILBH5.2 khu vực phía Bắc mỏ Gấu Đen được xây dựng trên cơ sở:

Kết quả minh giải địa chấn cho thấy các tầng phản xạ chính Mioxen dưới ILBH5.2 và Olioxen C đã được chuyển đổi sang miền độ sâu Hệ thống các đứt gãy F1, F2, F3 được thể hiện dưới dạng que (fault stick) và đường cong (fault polygon).

Kết quả phân tích từ các giếng khoan GD-1X, 2X, ST, 1P và 2P cho thấy độ sâu của các tầng phản xạ chính và các tập vỉa nhỏ được phát hiện tại mỗi giếng khoan Đồng thời, nghiên cứu cũng chỉ ra mối liên kết giữa các tập vỉa qua các giếng khoan này.

Chi tiết các bước xây dựng mô hình cấu trúc được trình bày dưới đây:

2.2.1.1 Xây dựng mô hình đứt gãy

Khu vực phía Bắc mỏ Gấu Đen được cấu thành từ hai khối chính là H1 và H2, được phân cách bởi các đứt gãy F1 ở phía Bắc, F2 giữa H1 và H2, và F3 ở phía Nam Hệ thống đứt gãy này tạo nên bộ khung cho mô hình cấu trúc của khu vực.

Dựa trên kết quả minh giải địa chấn, hệ thống 5 đứt gãy đã được mô hình hóa từ các đứt gãy dạng que, hình thành các mặt cong trong không gian 3 chiều Mỗi trục của đứt gãy bao gồm 3 điểm, từ đó các đứt gãy được vi chỉnh để phù hợp với dấu hiệu trên các bản đồ cấu trúc Quá trình này đảm bảo rằng hình thái cấu trúc của cánh nâng và xụt của đứt gãy được giữ nguyên tối đa trong bước mô hình hóa tầng và vỉa sau này.

Hình 2.23: Hệ thống đứt gãy dạng que trong mô hình

Hệ thống đứt gãy sau khi mô hình hóa (Hình 2.24) sẽ được sử dụng cho các bước tiếp theo trong xây dựng mô hình cấu trúc

Hình 2.24: Hệ thống đứt gãy sau khi được mô hình hóa

Nghiên cứu này tập trung vào việc xây dựng mô hình địa chất 3 chiều cho tầng chứa ILBH5.2 thuộc đối tượng Mioxen hạ khu vực phía Bắc mỏ Gấu Đen Các bản đồ cấu trúc nóc của tầng sản phẩm Mioxen dưới ILBH5.2 và nóc Olioxen C sẽ được sử dụng làm giới hạn trên và dưới cho mô hình mạng lưới, trong khi giới hạn ngang sẽ dựa trên mô hình đứt gãy vừa được xây dựng.

Mô hình mạng lưới và hình dạng của đứt gãy cần phải phù hợp với dữ liệu địa chất và đảm bảo khả năng thô hóa (Upscale) để phục vụ cho mô hình mô phỏng khai thác sau này Kích thước ô lưới cần được thiết kế đủ nhỏ để phản ánh sự bất đồng nhất của đặc tính cơ lý vỉa, nhưng cũng không được quá lớn để tránh vượt quá giới hạn bộ nhớ của máy tính Thông thường, mạng ô lưới cho các mô hình tầng chứa cát kết được thiết kế với kích thước 100x100m, 50x50m và 25x25m, tùy thuộc vào kích thước của từng mô hình.

Mô hình tầng chứa ILBH5.2 tại khu vực phía Bắc mỏ Gấu Đen được thiết kế với mạng ô lưới có kích thước 50x50m do kích thước mô hình không quá lớn Các thông số cơ bản của mô hình mạng lưới được tổng hợp trong bảng 2.1.

Bảng 2.1: Các thông số cơ bản của mô hình mạng lưới

Tổng số ô lưới 3D có giá trị 1.741.016

Hình 2.25: Mô hình mạng lưới, đứt gãy và các khối

2.2.1.3 Mô hình hóa tầng và vỉa

Mô hình hóa tầng cấu trúc (Make Horizon)

Tầng cấu trúc chính được mô hình hóa dựa trên các bản đồ cấu trúc đẳng sâu từ kết quả minh giải địa chấn, bao gồm nóc tầng sản phẩm Mioxen dưới ILBH5.2 và nóc Olioxen C Quá trình mô hình hóa cần đảm bảo giữ đúng hình thái cấu trúc như trên các bản đồ đẳng sâu, đặc biệt chú ý đến khoảng cách từ các tầng đến các mặt đứt gãy, được điều chỉnh để phù hợp với biên độ dịch chuyển của từng đứt gãy tại mỗi tầng.

Hình 2.26: Bản đồ đẳng sâu nóc tầng ILBH5.2

Kết quả minh giải ĐVLGK cho thấy tầng chứa sản phẩm ILBH5.2 tại khu vực mỏ được chia thành hai phần rõ rệt Phần trên chứa các thân dầu dày với chiều dày ổn định khoảng 70m và tỷ lệ cát sét cao, trong khi phần dưới có thân dầu mỏng hơn với chiều dày dao động từ 180 – 230m và tỷ lệ cát sét thấp Sự chuyển đổi môi trường từ sông/đồng bằng ngập lụt sang đầm hồ bán ngập lụt được thể hiện qua mẫu lõi giếng GD-2X Thời kỳ lắng đọng trầm tích cho thấy hoạt động kiến tạo tại khu vực mỏ diễn ra ổn định, do đó cần thiết tạo thêm tầng đánh dấu ILBH5.2L để hỗ trợ mô hình hóa vỉa và lớp tiếp theo Tầng ILBH5.2L sẽ được mô hình hóa như một tầng cấu trúc chính, mặc dù không được minh giải trên địa chấn, nhưng có hình thái cấu trúc tương tự như cấu trúc nóc tầng.

HV: Nguyễn Mạnh Tuấn CBHD: 72 TS Phạm Vũ Chương chứa ILBH5.2 (Hình 2.28) bằng cách sử dụng chức năng “Make Horizon’ trong phần mềm Petrel

Sau khi mô hình hóa và tạo thêm các tầng cấu trúc chính (ILBH5.2L), chúng được thể hiện trong không gian 3 chiều như hình 2.29.

Hình 2.29: Mô hình 3D thể hiện các tầng cấu trúc chính

Mô hình hóa các vỉa chứa (Make Zone)

Các vỉa chứa được mô hình hóa dựa trên mô hình tầng chứa chính đã được xây dựng, kết hợp với kết quả phân chia nóc và đáy vỉa từ tài liệu minh giải ĐVLGK, cùng với dữ liệu áp suất và thông tin liên kết từ các giếng khoan.

Tính toán trữ lượng tại chỗ trên mô hình địa chất 3 chiều

Trữ lượng dầu tại chỗ của mỏ được tính theo công thức sau:

OIIP= BRV * NTG * Pore * (1-Sw)/Bo * C Trong đó:

- OIIP: Trữ lượng dầu tại chỗ (triệu thùng)

- BRV: Thể tích đá chứa (triệu m 3 )

- Pore: Độ rỗng hiệu dụng của đá

- NTG: Tỷ số giữa chiều dày hiệu dụng trên chiều dày vỉa

- Sw: Độ bão hòa nước

- Bo: Hệ số thể tích dầu (rb/stb)

- C: Hệ số chuyển đổi từ m 3 sang thùng

Trước khi tính toán trữ lượng dầu tại chỗ, mô hình NTG sẽ được xây dựng dựa trên phân bố tướng đá, sau đó loại bỏ các ô lưới không đạt giá trị tới hạn về độ rỗng (dưới 10%) và độ bão hòa (trên 70%), giống như phương pháp tính trữ lượng thể tích Bên cạnh đó, những ô lưới có độ thấm nhỏ hơn 1mD cũng sẽ bị loại bỏ, mặc dù số lượng này là không đáng kể trong mô hình.

Dựa trên mô hình tướng và các mô hình tham số về độ rỗng, độ bão hòa đã được xây dựng, trữ lượng dầu tại chỗ sẽ được tính toán thông qua chức năng Volumetric Calculation trong phần mềm Petrel Đã thực hiện 100 kịch bản (realization) và lựa chọn trường hợp cơ sở tương ứng với kết quả xác suất P50 để phục vụ cho việc thô hóa thành mô hình mô phỏng khai thác.

Kết quả tính toán trữ lượng dầu tại chỗ với xác suất P50 cho tầng chứa ILBH5.2 tại khu vực phía Bắc mỏ Gấu Đen được trình bày trong bảng 2.5 Hình 2.62 bên dưới minh họa phân bố trữ lượng dầu trong không gian ba chiều.

Bảng 2.5: Trữ lượng dầu tại chỗ tính từ mô hình địa chất

Trữ lượng dầu tại chỗ (Triệu thùng) Tầng chứa Khối H1 Khối H2 Khối H1+H2

So với kết quả tính toán bằng phương pháp thể tích cho 2 khối H1 và H2 là

102 triệu thùng, trữ lượng dầu tại chỗ tính từ mô hình lớn hơn khoảng 3%

Hình 2.62: Mô hình 3D phân bố trữ lượng dầu tại chỗ của tầng chứa ILBH5.2

Thô hóa mô hình địa chất 3 chiều

Do kích thước và số lượng ô lưới trong mô hình địa chất quá lớn, cần thô hóa mô hình để giảm thiểu ô lưới trước khi chuyển thành mô hình khai thác Mô hình sau khi thô hóa phải giữ được các đặc trưng vật lý thạch học của đá chứa như trong mô hình ban đầu Quá trình thô hóa mô hình địa chất tầng chứa Mioxen dưới khu vực phía Bắc mỏ Gấu Đen được thực hiện qua 2 bước.

Thô hóa mô hình cấu trúc:

Mục đích của việc thô hóa mô hình cấu trúc là giảm số lượng ô lưới trong mô hình Thông thường, sự biến đổi của các thuộc tính vật lý đá theo diện tích ít hơn so với sự thay đổi theo chiều thẳng đứng Hơn nữa, liên kết giữa các hạt cát cũng đóng vai trò quan trọng trong quá trình này.

Trong nghiên cứu của Nguyễn Mạnh Tuấn và TS Phạm Vũ Chương, việc thô hóa mô hình tầng chứa ILBH5.2 tại khu vực phía Bắc mỏ Gấu Đen được thực hiện dựa trên dữ liệu từ các giếng khoan, cho kết quả đáng tin cậy Mô hình được thiết kế với kích thước ô lưới 50x50m cho mô hình mịn và 100x100m cho mô hình thô Chiều dày của các lớp sản phẩm được giữ nguyên, ngoại trừ các lớp chứa nước 100% sẽ được thô hóa, không ảnh hưởng đến kết quả mô hình Các thông số chính của mô hình mạng lưới trước và sau khi thô hóa được trình bày trong bảng 2.6.

Bảng 2.6: Các thông số cơ bản của mô hình mạng lưới trước và sau khi thô hóa

Thông số cơ bản Mô hình mịn Mô hình thô

Số lượng lớp 290 266 Kích thước ô lưới 50 x 50m x ~ 0,7m 100 x 100m x ~ 0,8m

Tổng số ô lưới 3D có giá trị 1.741.016 382.001

Thô hóa các mô hình tham số vật lý đá chứa:

Mục đích của việc thô hóa các mô hình tham số vật lý đá chứa là để trung bình hóa các tham số từ các ô lưới của mô hình mịn sang ô lưới tương ứng của mô hình thô hóa, đồng thời đảm bảo rằng các thuộc tính vật lý thạch học của đá chứa được duy trì tối đa Sử dụng chức năng Scale Up Properties trong phần mềm Petrel, các mô hình tham số như NTG, độ rỗng và độ thấm sẽ được thô hóa một cách cụ thể.

- Mô hình tham số NTG được trung bình hóa theo phương pháp Arithmetic, trọng số theo thể tích đá

- Mô hình tham số độ rỗng được trung bình hóa theo phương pháp Arithmetic, trọng số theo thể tích đá và NTG

- Mô hình tham số độ thấm được trung bình hóa theo phương pháp Geometric, trọng số theo thể tích đá và NTG

Mô hình địa chất 3 chiều sau khi thô hóa được so sánh với mô hình mịn dựa trên các thông số như tổng thể tích (Bulk Rock Volume), thể tích thực của đá (Net Volume), thể tích đá chứa (Pore Volume) và trữ lượng dầu tại chỗ Theo bảng 2.7, sự khác biệt giữa các thông số của mô hình thô và mô hình mịn thường nhỏ hơn 5% là chấp nhận được.

Bảng 2.7: So sánh các thông số giữa 2 mô hình trước và sau khi thô hóa

Thể tích thực của đá (m3)

Trữ lượng dầu tại chỗ (Tr thùng)

Kết quả các mô hình tham số sau khi thô hóa được thể hiện như các hình từ 2.63 đến 2.65 dưới đây

Hình 2.63: Biểu đồ so sánh thuộc tính độ rỗng trước và sau khi thô hóa

Hình 2.64: Biểu đồ so sánh thuộc tính độ thấm trước và sau khi thô hóa

Hình 2.65: So sánh các thuộc tính độ rỗng, độ thấm trước và sau khi thô hóa

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

Mỏ Gấu Đen nằm trong Lô 16-1, bồn trũng Cửu Long, bao gồm nhiều tích tụ nhỏ chứa dầu Tầng chứa sản phẩm chính của mỏ là cát kết lục nguyên.

Hệ tầng Bạch Hổ dưới tuổi Mioxen sớm có đặc điểm là một hệ thống vỉa chứa đa tầng, với sự khác biệt về mặt thủy lực theo chiều thẳng đứng và độc lập trong từng khối.

Do tính chất phức tạp của tầng chứa cát kết lục nguyên, việc mô hình hóa phân bố đá chỉ theo hai loại tướng đá chứa và không chứa không thể phản ánh đầy đủ mức độ liên thông của các thân dầu và tính bất đồng nhất của tầng chứa Vì vậy, cần tìm kiếm giải pháp mới để quản lý và khai thác mỏ hiệu quả, đặc biệt là mỏ Gấu Đen đang trong giai đoạn đầu khai thác Việc áp dụng thành công phương pháp mô hình hóa phân bố tướng đá theo tướng dòng chảy (HU) tại mỏ Gấu Đen đã mở ra hướng đi mới cho công tác xây dựng mô hình địa chất cho cát kết lục nguyên.

Dựa trên nghiên cứu tổng hợp, mô hình địa chất 3 chiều cho các thân dầu trong tầng chứa mioxen dưới ILBH5.2 khu vực phía Bắc mỏ Gấu Đen đã được xây dựng, cho phép rút ra một số kết luận quan trọng.

1 Mô hình cấu trúc bao gồm 5 đứt gãy, 42 vỉa và 290 lớp đã được xây dựng một cách cẩn thận, chính xác có độ tin cậy cao Kích thước ô lưới trong mô hình được thiết kế 50 x 50 x ~0,7m là hợp lý đối với kích cỡ của mỏ và đủ chi tiết để phản ánh được tính bất đồng nhất của các tham số vật lý thạch học

2 Mô hình đá chứa được mô phỏng theo 4 loại HU khác nhau trên cơ sở đặc tính rỗng thấm của chúng đã phản ánh khá rõ nét mức độ liên thông giữa các thân dầu, tính bất đồng nhất của phân bố đá chứa cũng như các tham số vật lý thạch học, mà đặc biệt quan trọng đối với tham số độ thấm khi liên quan chính tới khả năng cho dòng

3 Các mô hình tham số vật lý thạch học (độ rỗng, độ thấm và độ bão hòa nước) được mô hình hóa theo từng loại HU đã thể hiện đúng bản chất phức tạp của

Nguyễn Mạnh Tuấn và TS Phạm Vũ Chương đã chỉ ra rằng việc phân chia đá chứa thành 4 loại HU giúp đặc trưng hóa tầng chứa hiệu quả hơn Điều này góp phần làm giảm đáng kể sai số trong mô hình hóa độ thấm, từ đó nâng cao độ chính xác trong các nghiên cứu địa chất.

4 Trữ lượng dầu tại chỗ theo ranh giới cấp 2P tính từ mô hình là 105 triệu thùng bao gồm 71,7 triệu thùng từ khối H1 và 33,3 triệu thùng từ khối H2

5 Quá trình lặp lại lịch sử thử vỉa (History Matching) trong mô hình sau khi được thô hóa cho kết quả khá phù hợp tại đa số các giếng khoan đã phần nào kiểm chứng được hướng đi mới này và cho phép sử dụng mô hình để phục vụ mô phỏng khai thác

Dựa trên nghiên cứu mô hình địa chất 3 chiều cho các thân dầu trong tầng chứa ILBH5.2 tại khu vực phía Bắc mỏ Gấu Đen, tác giả đã đề xuất một số kiến nghị quan trọng.

Tiêu đề	Xây dựng mô hình địa chất ba chiều để phục vụ cho mô phỏng khai thác mỏ gấu đen thuộc lô 16-1, bồn trũng cửu long
Tác giả	Nguyễn Mạnh Tuấn
Người hướng dẫn	TS. Phạm Vũ Chương
Trường học	Đại học Bách Khoa - ĐHQG TP. Hồ Chí Minh
Chuyên ngành	Địa chất dầu khí ứng dụng
Thể loại	Luận văn thạc sĩ
Năm xuất bản	2012
Thành phố	TP. Hồ Chí Minh

Định dạng
Số trang	129
Dung lượng	23,7 MB