ĐIỂM THẠCH VẬT Lí 5.1.1. Khỏi quỏt
Xƣa nay, cỏc nhà trầm tớch luận nghiờn cứu đỏ colectơ vụn cơ học thƣờng chỳ ý nhiều đến thành phần trầm tớch và ảnh hƣởng của chỳng đến tớnh chất colectơ dầu khớ một cỏch định tớnh. Tuy nhiờn, nhà nghiờn cứu dự cú kinh nghiệm đến đõu cũng cú thể mắc sai lầm nếu chỉ làm mỗi việc mụ tả lỏt mỏng để rỳt ra quy luật. Mặt khỏc khi số lƣợng mẫu nghiờn cứu tăng lờn thỡ sự phụ thuộc tƣơng quan giữa cỏc đại lƣợng sẽ cú những quy luật khỏ phức tạp đƣợc đặc trƣng bằng cỏc hàm số toỏn học. Đõy mặc dự là một vấn đề rất phức tạp song lại vụ cựng hấp dẫn với ý nghĩa khoa học cũng nhƣ thực tiễn to lớn của nú. Với sự hỗ trợ của toỏn thống kờ và mỏy tớnh điện tử việc nghiờn cứu trầm tớch một cỏch định lƣợng trở nờn dễ dàng hơn nhiều.
Từ nhận thức về mối quan hệ phụ thuộc giữa độ rỗng hiệu dụng (Me) và độ thấm (K) vào cỏc tham số trầm tớch học, thuật toỏn thống kờ đƣợc ỏp dụng trong phõn tớch tƣơng quan cặp theo quan hệ hàm – biến sau đõy:
Me (K) = f ( Q, Li, So, Ro, Co, I )
Mục tiờu là xỏc định quy luật biến đổi về tớnh chất colectơ của đỏ, phõn loại chất lượng colectơ theo quan điểm định lượng và giải thớch tớnh quy luật trờn cơ sở trầm tớch luận. Bài toỏn định lƣợng đƣợc giải quyết nhƣ sau:
- Bƣớc 1: Lựa chọn mẫu. Mẫu lấy phõn tớch cỏc tham số trầm tớch để đƣa vào phõn tớch tƣơng quan cần lầy từ một loại đỏ hoặc một phức hệ đỏ sinh thành trong cựng một điều kiện lắng đọng trầm tớch. Ở đõy học viờn chọn cỏc mẫu cỏt kết tuổi Oligocen – Miocen của giếng khoan 102-BT-1X là đối tƣợng nghiờn cứu.
- Bƣớc 2: Phõn tớch cỏc tham số colectơ và tham số trầm tớch (Q, Li, So, Ro, Co, I ).
- Bƣớc 3: Lập ma trận tƣơng quan, đồ thị tƣơng quan và nội suy hàm số tƣơng
quan (cú thể là tuyến tớnh bậc nhất hoặc phi tuyến: “ y= ax + b; y = axα và y = ax2
+ bx + c” ) dựa trờn phần mền Exel. - Bƣớc 4: Luận giải kết quả.
5.1.2. Đỏnh giỏ chất lƣợng colecter Bảng 5.1.Bảng tổng hợp cỏc tham số thạch học LK 102 Bảng 5.1.Bảng tổng hợp cỏc tham số thạch học LK 102 TT Độ sõu (m) Me(%) So Q(%) I Li (%) Ro 1 3040,0-3045,0 10 2,5 45 0,55 8 06 2 3090,0-3095,0 8 3,2 39 0,6 8,5 0,58 3 3130,0-3135,0 9 2,2 42 0,72 10 0,5 4 3165,0-3170,0 8 3,5 35 0,75 9 0,35 5 3185,0-3191,0 6 3,2 40 0,8 8,5 0,45 6 3215,0-3216,0 5 3,5 42 0,74 11 0,45 7 3245,0-3250,0 7 2,5 45 0,65 9,5 0,5 8 3270,0-3275,0 5 2,8 40 0,68 10,5 0,35 9 3283,0-3290,0 6 2,5 43 0,7 12 0,4 10 3305,0-3310,0 5 2,6 40 0,75 14 0,5 11 3377,6 6 3 38 0,8 13 0,4 12 3390,0-3395,0 4 3,8 40 0,73 11 0,45 13 3419,2 5 3,4 30 0,85 14.5 0,4 14 3445,0-3450,0 4 3,5 35 0,81 16 0,55 15 3513,4 3 3,2 34 0,75 12 0,3 16 3652,2 3 3,8 42 0,75 16 0,32 17 3699,6 5 3 32 0,8 15 0,4 18 3728,9 4 3,5 35 0,82 16,5 0,35 19 3844,8 2 3,6 32 0,85 16 0,3 20 3847,4 2 4 30 0,95 17 0,25
Bảng 5.2. Ma trận tƣơng quan cỏc tham số trầm tớch và độ rỗng hiệu dụng
Me So Q I Li Ro Me 1.00 So -0.68 1.00 Q 0.56 -0.57 1.00 I -0.72 0.60 -0.78 1.00 Li -0.79 0.50 -0.62 0.76 1.00
Bảng 5.3. Tổng hợp cỏc mối tƣơng quan giữa Me và cỏc chỉ số thạch học Số TT Cặp tƣơng quan Hệ số tƣơng quan Phƣơng trỡnh hồi quy
LK102 LK102 1 Me - Ro 0,6986 Me = 15.81 R0 – 1,293 2 Me - Li 0,7893 Me = -0.575 Li + 12.48 3 Me - Q 0,5621 Me = 0.260 Q – 4.543 4 Me - I 0,7197 Me = -17.48 I + 18.50 5 Me - So 0,6834 Me = -2.951 So + 14.69
Hỡnh 5.1.Sự phụ thuộc giữa Me vào So Hỡnh 5.2. Sự phụ thuộc giữa Me vào Q
Kết quả:
1) Ảnh hưởng của hệ số chọn lọc đến độ rỗng hiệu dụng
Sự phụ thuộc của độ rỗng hiệu dụng vào độ chọn lọc đƣợc biểu thị bằng mối tƣơng quan nghịch qua phƣơng trỡnh hồi quy tuyến tớnh: Me = -2.951 So + 14.69 (Hỡnh 5.1). Hệ số tƣơng quan thấp (|R| = 0,6834) chứng tỏ rằng sự phụ thuộc rất yếu song xu thế chung là khi độ chọn lọc càng tốt thỡ độ rỗng hiệu dụng càng cao. So trong khoảng 1-2 thỡ chất lƣợng đỏ colectơ tốt và So trong khoảng 2-4 thỡ chất lƣợng đỏ colectơ trung bỡnh.
Luận giải: Khi xột độ chọn lọc tức hệ số So. Hệ số So thay đổi từ giỏ trị lớn hơn
1 đến 10 và cú thể cũn lớn hơn tuỳ thuộc vào mụi trƣờng và thành phần cấp hạt. Hệ
số So là đại diện cho tớnh đồng nhất về độ hạt của trầm tớch lục nguyờn, So càng gần
tới 1 thỡ đỏ cú độ hạt đồng nhất cao nghĩa là cú độ chọn lọc càng tốt. Vậy bản thõn So cũng là 1 hàm số của thành phần cấp hạt trong đú bao gồm cả hàm lƣợng ximăng (Li), hàm lƣợng thạch anh. Trờn Bảng 5.2 ta thấy hệ số tƣơng quan giữa So và Li, và So và Q lớn hơn 0,5.
2) Ảnh hưởng của hàm lượng thạch anh đến độ rỗng hiệu dụng
Hàm lƣợng thạch anh trong đỏ vụn cơ học là chỉ số biểu thị độ “tinh khiết” của đỏ tức độ đơn giản hay phức tạp của thành phần khoỏng vật. Vỡ vậy chỳng cú ảnh hƣởng quan trọng theo chiều hƣớng tuyến tớnh thuận đối với độ rỗng. Phƣơng trỡnh hồi quy cú dạng: Me = 0.260 Q – 4.543. Hệ số tƣơng quan thấp (|R| =0,5621) và phần lớn cỏc điểm phõn bố khụng bỏm sỏt đồ thị (Hỡnh 5.2). Tuy nhiờn cú thể dựa vào hàm lƣợng thạch anh để biết đỏ chứa dầu tốt hay khụng. Trong khi phõn tớch tƣơng quan học viờn rất chỳ ý đến chỉ số thạch anh vỡ nú phản ỏnh đƣợc ba tớnh chất của đỏ: độ chọn lọc, độ mài trũn và thành phần khoỏng vật - kết quả của quỏ trỡnh phõn dị cơ học lõu dài.
Luận giải: Hàm lƣợng thạch anh (Q) là tham số đại diện cho đặc điểm thạch học, tớnh đơn khoỏng hay đa khoỏng của đỏ. Khi hệ số Q của cỏt kết đạt trờn 0,9 (tức 90%) thỡ đỏ cú tờn gọi là cỏt kết thạch anh. Nguồn gốc thạch anh phải là từ cỏc đỏ magma axit tỏi trầm tớch hoặc đỏ phiến thạch anh – mica. Mụi trƣờng lắng đọng phải là ven biển cú súng hoạt động mạnh để thanh lọc cỏc thành phần khụng bền và qua thời gian địa chất thạch anh là khoỏng vật bền vững nờn vẫn đƣợc tồn tại và chiếm tỉ lệ cao tuyệt đối. Vỡ vậy, đại lƣợng Q cũng đại diện cho độ chọn lọc và ảnh hƣởng đồng biến (tuyến tớnh) đến Me.
3) Ảnh hưởng của hàm lượng xi măng đến độ rỗng hiệu dụng
Đồ thị thực nghiệm và cỏc tiờu chuẩn kiểm định giả thiết đó khẳng định rằng, mối phụ thuộc này theo kiểu hàm bậc 2 (parabon) và khỏ chặt chẽ. Me đạt giỏ trị cao nhất khi Li dao động trong khoảng 8-20%. Tuy nhiờn trong tập mẫu phõn tớch, hàm lƣợng xi măng chỉ dao động trong khoảng từ 8-17%, vỡ vậy học viờn chọn phƣơng trỡnh hồi quy cú dạng: Me = -0.575 Li + 12.48, mối tƣơng quan nghịch với hệ số tƣơng quan khỏ cao (|R| = 0,7893) (Hỡnh 5.3). Nhƣ vậy, trong đỏ cỏt bột kết Oligocen khu vực nghiờn cứu khi hàm lƣợng xi măng tăng dần lờn thỡ độ rỗng hiệu dụng sẽ giảm đi.
4) Ảnh hưởng của hệ số biến đổi thứ sinh đến độ rỗng hiệu dụng
Mức độ biến đổi thứ sinh (I) đúng vai trũ hết sức quan trọng trong cỏc biến số ảnh hƣởng đến hàm số độ rỗng (Me). Mối tƣơng quan giữa Me và I theo tập mẫu phõn tớch là tƣơng quan nghịch với phƣơng trỡnh hồi quy cú dạng: Me = -17.48 I + 18.50, hệ số tƣơng quan khỏ cao (|R| = 0,7197) (Hỡnh 5.4). Cỏc yếu tố gõy biến đổi thứ sinh nhƣ nhiệt độ và ỏp suất tăng cao khi đi xuống sõu hoặc do nộn ộp kiến tạo làm cho mức độ biến đổi thứ sinh càng mạnh. Thể hiện trong kiến trỳc đỏ, cỏc hạt từ kiểu tiếp xỳc điểm và đƣờng thẳng đến kiểu tiếp xỳc đƣờng cong và răng cƣa. Mức độ biến đổi càng mạnh thỡ kiểu tiếp xỳc thứ sinh càng tăng lờn thay thế cho kiểu tiếp xỳc nguyờn sinh, đồng thời độ rỗng sẽ bị giảm đi theo quy luật tuyến tớnh nghịch.
5) Ảnh hưởng của hệ số mài trũn đến độ rỗng hiệu dụng
Cũng nhƣ độ chọn lọc, độ mài trũn của hạt vụn ảnh hƣởng tốt đến tớnh chất colectơ dầu khớ, nghĩa là độ rỗng tăng lờn theo độ mài trũn tăng. Song sự phụ thuộc này cũng rất yếu vỡ cỏc hệ số tƣơng quan khỏ bộ (|R| = 0,6986) (Hỡnh 5.5). Tuy nhiờn vẫn theo xu thế độ rỗng tăng lờn theo độ mài trũn tăng.
Luận giải: Hệ số mài trũn thể hiện thời gian lƣu lại và quóng đƣờng vận chuyển vật liệu trầm tớch. Hệ số mài trũn càng cao chứng tỏ trầm tớch đó trải qua quỏ trỡnh vận chuyển mài mũn lõu dài, điều đú đồng nghĩa với hàm lƣợng cỏc khoỏng vật
bền vững tăng hàm lƣợng xi măng giảm độ rỗng cũng cú xu thế tăng lờn. Tuy nhiờn mối tƣơng quan này khụng chặt chẽ.
Kết luận:
Trong cỏc yếu tố thạch học, hàm lƣợng ximăng, hàm lƣợng thạch anh và hệ số biến đổi thứ sinh cú ảnh hƣởng quan trọng nhất đến tớnh chất colectơ của đỏ. Sự ảnh hƣởng yếu của độ chọn lọc, độ mài trũn và kớch thƣớc trung bỡnh của hạt vụn đến độ rỗng đƣợc lý giải bởi nhiều mối tƣơng tỏc trong một thể đỏ.
Cỏt bột kết Oligocen do nằm ở độ sõu lớn, nhiệt độ cao dẫn đến mức độ biến đổi thứ sinh mạnh làm giảm độ rỗng. Ngoài ra quỏ trỡnh calcite và siderite hoỏ cũng làm giảm độ rỗng. Chế độ lắng đọng trầm tớch phức tạp nờn trong cỏt kết thành phần bột và sột cao, cỏt khụng sạch, hàm lƣợng xi măng cao (chủ yếu cỏt kết grauvac – litic), hệ số chọn lọc và mài trũn thấp. Tất cả những yếu tố trờn làm cho chất lƣợng của tầng chứa Oligocen thuộc loại kộm đến trung bỡnh.
Đến Miocen, cỏt kết cú độ chọn lọc mài trũn tốt hơn, ớt bị biến đổi thứ sinh, thành phần ớt khoỏng, hàm lƣợng thạch anh tăng cao làm cho tầng chứa tuổi Miocen cú tiềm năng là tầng chứa tốt.
Dựa vào cỏc giỏ trị Q, So, I, Li, Ro học viờn đó xõy dựng bảng phõn loại đỏnh giỏ chất lƣợng colectơ (Bảng 5.4). Từ bảng phõn loại này cú thể ỏp dụng đỏnh giỏ chất lƣợng colectơ của cỏc tầng sản phẩm khỏc trong khu vực, dựa trờn kết quả phõn tớch cỏc tham số thạch học.
Bảng 5.4. Đỏnh giỏ chất lƣợng colectơ của đỏ chứa LK 102
Tuổi Me (%) Q(%) So I Li(%) Ro Chất lƣợng colectơ N 20-10 60-30 1.8-2.8 0.3-0.7 5-25 0.7-0.5 Tốt E32 10-5 45-25 2.0-3.5 0.6-0.8 15-35 0.5-0.3 Trung bỡnh E2 - E31 5-1 40-20 2.5-4.0 0.8- 0.85 35-45 0.3-0.1 Kộm
5.2. ĐÁNH GIÁ TRIỂN VỌNG DẦU KHÍ TRấN CƠ SỞ PHÂN TÍCH TƢỚNG TRẦM TÍCH TƢỚNG TRẦM TÍCH
5.2.1. Tầng sinh
Nhƣ đó núi ở trờn, cỏc đỏ sinh dầu chỉ cú thể hỡnh thành trong mụi trƣờng tiền chõu thổ (tƣớng bựn sột tiền chõu thổ, tƣớng sột bột đầm lầy ven biển cú tiềm năng sinh khớ là chủ yếu) và mụi trƣờng vũng vịnh (sinh dầu). Để đỏnh giỏ khả năng sinh dầu trong Oligocen – Miocen sớm khu vực Phớa Bắc bể Sụng Hồng trờn cơ sở phõn tớch tƣớng ta cũng cần phải đỏnh giỏ trờn những tƣớng đú.
Giai đoạn Oligocen:
Trong giai đoạn này phỏt triển cỏc nún quạt cửa sụng, hồ và đầm lầy nhỏ. Cỏc tập sột cú màu xỏm sỏng, xỏm sẫm, đụi chỗ cú cỏc thấu kớnh than hoặc cỏc lớp kẹp mỏng sột vụi phõn bố lấp đầy cỏc thủy vực địa hào, bỏn địa hào (tại trũng Đụng Quan và khu vực Vịnh Bắc Bộ) xa khối nõng. Tầng sinh giai đoạn này thƣờng chứa kerogen loại III (mụi trƣờng lục địa) và ớt hơn là loại II (mụi trƣờng biển), thƣờng bị
chụn vựi sõu, nhƣng đỏ mẹ tại đõy rất giàu vật chất hữu cơ, với TOC khoảng 6, 9-
11% Wt, HI từ vài chục đến hàng trăm mg HC/g TOC và đang ở trong pha tạo khớ ẩm
tới khớ khụ với giỏ trị Tmax khoảng 430 - 480OC [32].
Tại rỡa Đụng Bắc MVHN - vựng Đồng Ho và phần sõu của đảo Bạch Long Vĩ đó phỏt hiện cỏc đỏ mẹ là sột và sột than trong cỏc tập Oligocen cú kerogen cả loại I (mụi trƣờng đầm hồ giầu lipit cú khả năng sinh dầu cực tốt) và loại II cú khả năng sinh cả dầu và khớ. Cỏc đỏ mẹ này cũng rất giàu vật chất hữu cơ (TOC = 7-18% Wt), S2 khoảng 21 - 41mg/g và cú chỉ số hydrogen cao (HI = 200 - 600 mg HC/g TOC),
nhƣng độ phản xạ vitrinit trung bỡnh Ro = 0, 45 (Tmax = 428-4390C), đang bƣớc vào
giai đoạn trƣởng thành [32].
Hiện tại đỏ mẹ Oligocen là cỏc tầng đỏ mẹ chớnh của khu vực, do trầm tớch bị
chụn vựi rất sõu, địa nhiệt cao (khoảng 3.7-4.50C/100m) nờn núi chung đó trải qua tất
cả cỏc pha tạo sản phẩm từ dầu đến khớ ẩm, condensat và khớ khụ.
Tƣớng sinh chủ yếu là bựn sột tiền chõu thổ, tƣớng sột bột đầm lầy ven biển ở MVHN và Vịnh Bắc Bộ và tƣớng đầm hồ giầu rong tảo tại khu vực Đụng Bắc MVHN và đảo Bạch Long Vĩ.
Giai đoạn Miocen:
Trong Miocen sớm, tại MVHN và vịnh Bắc Bộ tầng sinh chủ yếu là cỏc tập sột, sột than sinh thành trong cỏc pha ngập lụt chớnh của cỏc trầm tớch chõu thổ. Phần
mẫu ở Bạch Long Vĩ cú biểu hiện loại II. Kết quả phõn tớch mẫu thu thập trong cỏc giếng khoan tại cỏc lụ 102, 103, 104 cho thấy giỏ trị tổng carbon hữu cơ từ trung bỡnh đến rất giàu (TOC = 0,45-18%), song chỉ số hydrogen thấp (HI dƣới 200 mg C/g TOC), ngoại trừ phần đảo nổi Bạch Long Vĩ với giỏ trị cao (HI lớn hơn 300 mg C/g TOC) [32]. Cỏc tầng sinh Miocen thuộc khu vực ngoài khơi bể Sụng Hồng đang trong ngƣỡng trƣởng thành đến trƣởng thành sớm và cú khả năng cho sản phẩm. Trong giai đoạn này tƣớng bựn sột tiền chõu thổ, tƣớng sột bột đầm lầy ven biển vẫn là tƣớng sinh chủ yếu của khu vực.
Đến giai đoạn Miocen giữa và muộn, cỏc tƣớng trầm tớch sột bột đầm lầy ven biển, sột tiền chõu thổ giầu vật chất hữu cơ, tuy nhiờn VCHC chƣa trƣởng thành.
5.2.2. Tầng chứa
Giai đoạn Oligocen:
Trong Oligocen sớm cỏc tập trầm tớch aluvi, proluvi, nún quạt cửa sụng phỏt triển cú khả năng chứa dầu khớ:
- Cỏt, cỏt sạn proluvi cú độ chọn lọc, mài trũn kộm, diện phõn bố hẹp,
khả năng hỡnh thành tầng chứa khụng đỏng kể.
- Cỏt bột nún quạt cửa sụng: cú dạng thấu kớnh nhƣng chủ yếu là cỏc nún
quạt cửa sụng nhỏ, phõn bố hẹp kộm liờn tục. Độ chọn lọc mài trũn kộm đến trung bỡnh.
Túm lại, cỏt kết Oligocen dƣới phõn bố manh mỳn, nhỏ hẹp, biến đổi biến sinh và hậu sinh muộn (bị nộn kết chặt làm giảm độ rỗng), liờn kết cỏc tầng chứa kộm nờn khả năng chứa kộm.
Đến Oligocen muộn, cỏc thể cỏt nún quạt cửa sụng và cỏt bột chõu thổ - biển nụng cú diện phõn bố rộng hơn và ớt bị biến đổi thứ sinh hơn so với giai đoạn trƣớc. Tuy nhiờn do chế độ lắng đọng trầm tớch phức tạp, cỏt kết cú thành phần bột sột cao, đa khoỏng (grauvac, grauvac litic), xi măng bị calcit, xerixit húa nờn độ rỗng giảm đi đỏng kể làm cho phõn bố độ rỗng trong tầng Oligocen trờn khụng ổn định giảm khả năng chứa của tầng.
Giai đoạn Miocen:
Cỏt kết và cỏt-bột kết Miocen cú độ rỗng thƣờng từ 15 đến 25% tăng dần về phớa cỏc hệ tầng nằm trờn. Cỏt kết Miocen dƣới (hệ tầng Phong Chõu) một số nơi bị xi măng calcit hoỏ mạnh, độ rỗng nhỏ, song nhỡn chung độ rỗng và độ thấm tốt hơn hẳn cỏt kết Oligocen và cú thể đạt tới 20% và thấm khỏ 139 mD (GK.100/1696m).
Cỏc tập trầm tớch cỏt, cỏt bột tƣớng tiền chõu thổ, biển nụng phõn bố rộng