Nghiên cứu quá trình hình thành, đặc điểm phân bố và tiềm năng dầu khí bẫy địa tầng trong trầm tích oligocen thượng khu vực đông nam bể cửu long

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA NGUYỄN ĐÌNH CHỨC NGHIÊN CỨU QUÁ TRÌNH HÌNH THÀNH, ĐẶC ĐIỂM PHÂN BỐ VÀ TIỀM NĂNG DẦU KHÍ BẪY ĐỊA TẦNG TRONG TRẦM TÍCH OLIGOCEN THƯỢNG KHU VỰC ĐÔNG NAM BỂ CỬU LONG LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT TP HỒ CHÍ MINH NĂM 2019 ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HCM TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA NGUYỄN ĐÌNH CHỨC NGHIÊN CỨU QUÁ TRÌNH HÌNH THÀNH, ĐẶC ĐIỂM PHÂN BỐ VÀ TIỀM NĂNG DẦU KHÍ BẪY ĐỊA TẦNG TRONG TRẦM TÍCH OLIGOCEN THƯỢNG KHU VỰC ĐƠNG NAM BỂ CỬU LONG Chuyên ngành: Kỹ thuật Dầu khí Mã số chuyên ngành: 62.52.06.04 Phản biện độc lập 1: PGS TS Hoàng Văn Quý Phản biện độc lập 2: PGS TS Nguyễn Trọng Tín Phản biện 1: GS TS Trần Văn Trị Phản biện 2: TS Bùi Thị Luận Phản biện 3: TS Mai Cao Lân NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC GS TSKH Mai Thanh Tân PGS TS Trần Văn Xuân LỜI CAM ĐOAN Tác giả xin cam đoan luận án “Nghiên cứu trình hình thành, đặc điểm phân bố tiềm dầu khí bẫy địa tầng trầm tích Oligocen thượng khu vực Đơng Nam bể Cửu Long” cơng trình nghiên cứu thân tác giả thực hướng dẫn khoa học GS.TSKH Mai Thanh Tân PGS.TS Trần Văn Xuân Các kết nghiên cứu kết luận luận án trung thực, không chép từ nguồn hình thức Việc tham khảo nguồn tài liệu (nếu có) thực trích dẫn ghi nguồn tài liệu tham khảo quy định Tác giả luận án Chữ ký Nguyễn Đình Chức i TĨM TẮT LUẬN ÁN Bể Cửu Long bể trầm tích Kainozoi có tiềm dầu khí lớn quan trọng thềm lục địa Việt Nam Các hoạt động thăm dị khai thác dầu khí bể chủ yếu tập trung vào bẫy cấu tạo mà chưa thực quan tâm vào đối tượng phi cấu tạo bẫy địa tầng, hỗn hợp Khu vực nghiên cứu thuộc vùng Đông Nam bể Cửu Long, nơi tiếp giáp với đới nâng Cơn Sơn có điều kiện địa hình thuận lợi cho việc hình thành bẫy địa tầng Một số phát dầu khí dạng bẫy địa tầng Oligocen thượng gần khu vực Đông Nam bể mở hướng minh chứng đối tượng tiềm có vai trị ngày quan trọng cơng tác tìm kiếm thăm dị dầu khí bể Để thăm dị hiệu bẫy địa tầng, cần thiết nghiên cứu đánh giá chi tiết chế hình thành đặc điểm phân bố chúng nhằm giảm thiểu rủi ro Trên sở thu thập, phân tích đánh giá tài liệu địa chất, địa vật lý có vùng nghiên cứu, cách áp dụng tổ hợp phương pháp nghiên cứu địa chấn địa tầng địa tầng phân tập, phân tích tài liệu địa vật lý giếng khoan kết phân tích tài liệu thạch học cổ sinh, tác giả làm sáng tỏ tồn đặc trưng hình thái bẫy địa tầng trầm tích Oligocen thượng khu vực Đơng Nam bể Cửu Long Cùng với đó, sở phân tích địa tầng phân tập, sử dụng thuộc tính địa chấn, luận giải tướng – môi trường lắng đọng , tác giả làm sáng tỏ trình hình thành, khả chứa, chắn để từ đánh giá tiềm dầu khí chúng Trầm tích Oligocen thượng khu vực Đông Nam bể Cửu Long phân chia thành hai tập, tập C tập D Mỗi tập phân tích thành ba hệ thống trầm tích khác bao gồm hệ thống trầm tích biển thấp (LST) dưới, hệ thống trầm tích biển tiến (TST) hệ thống trầm tích biển cao (HST) Trong đó, hệ thống trầm tích biển thấp thuộc tập C hệ thống trầm tích biển cao thuộc tập D có liên quan đến bẫy địa tầng nhận diện khu vực nghiên cứu Môi trường lắng đọng hệ thống trầm tích tập D chủ yếu mơi trường đầm hồ nơng đến hồ sâu Các tướng sơng ngịi đồng bồi tích chủ yếu tập trung khu vực phía Đơng Đơng Nam vùng nghiên cứu LST HST Môi trường lắng đọng hệ thống trầm tích tập C chủ yếu sơng ngịi, đồng bồi tích đến ven hồ, hồ nước nông Nguồn cung cấp vật liệu cho hệ thống trầm tích tập C D Oligocen ii thượng khu vực nghiên cứu từ đới nâng Côn Sơn chủ yếu qua hệ thống sơng ngịi hướng Đơng Bắc – Tây Nam Đơng Tây Trong trầm tích Oligocen thượng khu vực Đông Nam bể Cửu Long, tồn loại bẫy địa tầng thuộc nhóm bẫy địa tầng lắng đọng trầm tích nhóm bẫy địa tầng liên quan đến bất chỉnh hợp Nhóm bẫy địa tầng lắng đọng trầm tích bao gồm bẫy dạng biến đổi tướng (hay dạng thân cát) bẫy vát nhọn địa tầng Các bẫy dạng biến đổi tướng bao gồm bẫy quạt sườn quạt đáy bể thuộc hệ thống trầm tích biển thấp tập C bẫy thân cát lịng sơng thuộc hệ thống trầm tích biển cao tập D Các bẫy vát nhọn địa tầng phát trầm tích tập C Nhóm bẫy địa tầng liên quan đến bất chỉnh hợp gồm bẫy cắt cụt địa tầng (nằm bất chỉnh hợp) hệ thống trầm tích biển cao tập D Trong khu vực nghiên cứu, bẫy địa tầng trầm tích Oligocen thượng đặc trưng phản xạ địa chấn dạng xiên chéo, hỗn độn, xicma, chữ S, song song đến dạng phân kỳ Biên độ phản xạ từ trung bình tới cao, độ liên tục thay đổi, tần số trung bình Trên tài liệu địa vật lý giếng khoan, chúng đặc trưng dạng đường cong hình cánh cung đến dạng hình trụ Các bẫy địa tầng thành tạo môi trường lục địa ven bờ với tướng chủ đạo đầm hồ, sông, tam giác châu cung cấp vật liệu từ đới nâng Côn Sơn Các bẫy địa tầng chủ yếu tập trung theo dạng dải ven rìa đới nâng Côn Sơn, sườn dốc đới nâng đơn nghiêng, mật độ phân bố giảm dần phía trung tâm bể Các bẫy hình thành hệ thống trầm tích biển cao thời kỳ sớm Oligocen muộn (tập D) hệ thống trầm tích biển thấp thời kỳ muộn Oligocen muộn (tập C) Chúng có khả chứa từ trung bình tới tốt (ngoại trừ bẫy quạt đáy bể mức – trung bình), khả chắn từ trung bình tới tốt (ngoại trừ bẫy vát nhọn địa tầng mức – trung bình) khả chắn đáy/chắn biên từ tới trung bình Với tổng tiềm dầu khí đáng kể (gần 600 triệu thùng chỗ mức xác suất P50) phân bố gần vị trí với phát dầu khí dạng cấu tạo có trữ lượng lớn xác minh, bẫy địa tầng Oligocen thượng có ý nghĩa quan iii trọng tìm kiếm thăm dị dầu khí khu vực Đông Nam bể Điều cho thấy, việc đầu tư cho cơng tác tìm kiếm thăm dị loại bẫy địa tầng khu vực đáng quan tâm Do chưa có số liệu thử vỉa mẫu lõi bẫy địa tầng Oligocen thượng khu vực nghiên cứu, tương lai cần tiếp tục áp dụng công nghệ (địa chấn địa tầng phân tập kết hợp với tài liệu giếng khoan, phân tích mẫu lõi, thuộc tính địa chấn, đặc biệt mạng trí tuệ nhân tạo ) nhằm nâng cao độ tin cậy kết phân tích đánh giá Để tối ưu hóa hiệu cơng tác tìm kiếm thăm dị dầu khí vùng có điều kiện địa chất tương tự khu vực Đông Nam bể Cửu Long, việc tiến hành đồng thời thăm dò bẫy cấu tạo bẫy địa tầng cần thiết iv ABSTRACT Cuu Long basin is the most important Cenozoic sedimentary basin in continental shelf of Vietnam Previous hydrocarbon exploration and production activities in the basin focused mainly on structural traps, while non-structural traps such as stratigraphic and combination traps were not paid enough attention The research area is located at the Southeastern region of Cuu Long basin, adjacent to Con Son Swell, which provides favorable conditions for the formation of stratigraphic/combination traps Several recent discoveries of stratigraphic/combination traps within Upper Oligocene section at the Southeastern margin have proven the increasing importance of these targets and opened up new direction in future petroleum exploration activities in Cuu Long basin In order to sufficiently explore stratigraphic traps and to minimize risks involved, detailed investigations regarding formation mechanisms of these traps as well as their distribution characteristics are essential Based on analysis and evaluation of collected geological, geophysical data of the research area, and by applying integrated studies of seismic stratigraphy and sequence stratigraphy, well logs interpretations as well as lithology and biostratigraphy, the author clarifies the existence and configuration of stratigraphic traps in Upper Oligocene deposits at the Southeastern area of Cuu Long basin Along with that, based on analysis of sequence stratigraphy incorporating with seismic attributes, facies - depositional environments and others, the author identifies the forming processes and mechanisms of stratigraphic traps within the research area as well as evaluates the storage capacity and seal capability of the stratigraphic reservoirs in order to assess their hydrocarbon potential Upper Oligocene clastics section of the Southeastern area of Cuu Long basin is divided into two subsets: Oligocene C sequence above and Oligocene D sequence below Each sequence is subdivided into three system tracts: lowstand (bottom), transgressive (middle) and highstand (top) Among these, the lowstand system tract of Oligocene C and the highstand system tract of Oligocene D are related to stratigraphic traps identified within the research area The depositional environments of Oligocene D system tracts are majorly shallow to deep lacustrine Delta plain, alluvial/fluvial environments are mainly found within lowstand and highstand system tracts at the Eastern and v Southeastern regions of the research area The depositional environments of Oligocene C system tracts are majorly fluvial/alluvial, alluvial plain to deltaic and lacustrine ones Sediments of Oligocene C and Oligocene D system tracts are supplied from Con Son swell, generally transported through NE-SW and E-W channel systems In Upper Oligocene clastics of the Southeastern area of Cuu Long Basin, there are several trap types categorized in two different groups: depositional stratigraphic traps and unconformity-related traps Depositional stratigraphic traps include facies change (or sand bodies) traps and pinch-out traps Facies change traps includes slope fans and basin floor fans in lowstand system tract of Oligocene C sequence and channel sand deposits in highstand system tract of Oligocene D sequence Pinch-out traps are identified within Oligocene C sequence Unconformity-related trap includes truncation trap (below unconformity) in highstand system tract Oligocene D sequence In the research area, Upper Oligocene stratigraphic traps are characterized by sigmoid, sigmoid-oblique, parallel to divergent seismic reflection configurations Their seismic amplitudes are moderate to high accompanied with varied continuities and low to moderate frequencies On well logs, these traps are identified with bow- to cylindershaped trends of log curves These traps were formed in near-shore continental environments with dominant lacustrine, fluvial, and deltaic facies Sediments were supplied to these traps from Con Son Swell Upper Oligocene stratigraphic traps in the research area distribute along the western side of Con Son swell, on slopes or monoclines with less and less distribution toward the center of Cuu Long basin Chronologically, these traps were formed within highstand system tract of early Late Oligocene (D sequence) and within lowstand system tract of late Late Oligocene (C sequence) Storage capability of these traps is from moderate to good (except for poor to moderate storage capability of basin-floor fans) with moderate to good top seal capacity (except for poor to moderate top seal capacity of pinch-out traps) and poor to moderate bottom seal capacity Being located in or close to the vi structural traps with proven hydrocarbon discoveries and having high total hydrocarbon potential (approximate 600 MMbbls at P50 category) makes these Upper Oligocene stratigraphic traps hold considerable importance in petroleum exploration in the Southeastern area of Cuu Long basin This requires more attention to future exploration of stratigraphic traps in this area Due to the lack of DST and core data of stratigraphic traps within Upper Oligocen section in the research area, in the future, application of new technologies (seismic sequence stratigraphy in combination with well data, core analysis, seismic attributes, especially artificial neural network…) is needed in order to minimize risks and improve the reliability of the research results In order to optimize oil and gas exploration activities at areas with similar geological conditions as the Southeastern area of CLB, simultaneous exploration of structural traps and stratigraphic/combination traps is necessary vii LỜI CẢM ƠN Luận án hồn thành Bộ mơn Địa chất – Dầu khí, khoa Kỹ thuật Địa chất Dầu khí, trường Đại học Bách Khoa thành phố Hồ Chí Minh hướng dẫn khoa học GS TSKH Mai Thanh Tân Đại học Mỏ - Địa chất Hà Nội PSG TS Trần Văn Xuân Đại học Bách Khoa thành phố Hồ Chí Minh Tác giả xin chân thành cảm ơn GS TSKH Mai Thanh Tân PSG TS Trần Văn Xuân hướng dẫn tận tình, chân thành cảm ơn quý thầy cô Khoa Kỹ thuật Địa chất Dầu khí Đại học Bách Khoa thành phố Hồ Chí Minh, đồng nghiệp phịng Thăm dị, Cơng Nghệ mỏ Cơng ty Điều hành Thăm dị Khai thác Dầu khí Trong nước (PVEP POC), Ban Tìm kiếm Thăm dị Tổng cơng ty Thăm dị Khai thác Dầu khí (PVEP) số đơn vị khác ngành giúp đỡ đóng góp ý kiến để tác giả hoàn thành luận án Tác giả xin bày tỏ lời cảm ơn chân thành đến Tập đồn Dầu Khí Quốc gia Việt Nam, Tổng cơng ty Thăm dị Khai thác Dầu khí, Cơng ty PVEP POC tạo điều kiện thuận lợi cho phép tác giả sử dụng tài liệu để thực hiện, hoàn thành công bố kết nghiên cứu liên quan đến đề tài Sự động viên tinh thần lớn lao gia đình bạn bè khích lệ tác giả suốt thời gian nghiên cứu đề tài hoàn thành luận án Tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn đến nhà nghiên cứu trước lĩnh vực ngồi nước có chưa có nêu tên danh sách trích dẫn luận án tạo điều kiện cho tác giả hoàn thành luận án Xin chân thành cảm ơn! viii ... ĐÌNH CHỨC NGHIÊN CỨU QUÁ TRÌNH HÌNH THÀNH, ĐẶC ĐIỂM PHÂN BỐ VÀ TIỀM NĂNG DẦU KHÍ BẪY ĐỊA TẦNG TRONG TRẦM TÍCH OLIGOCEN THƯỢNG KHU VỰC ĐƠNG NAM BỂ CỬU LONG Chuyên ngành: Kỹ thuật Dầu khí Mã số... Đặc điểm phân bố bẫy địa tầng Oligocen thượng khu vực nghiên cứu 91 4.1.1 Đặc điểm phân bố bẫy địa tầng phân vị địa tầng Oligocen thượng khu vực nghiên cứu 91 4.1.2 Đặc. .. điểm phân bố bẫy địa tầng trầm tích Oligocen thượng phục vụ đánh giá tiềm dầu khí khu vực Đơng Nam bể Cửu Long Các kết nghiên cứu phương pháp xác định bẫy địa tầng khu vực Đông Nam bể Cửu Long cho