Luận Án Tiến Sĩ Địa Chất Đánh Giá Tiềm Năng Thấm Chứa Dầu Khí Trầm Tích Điện Trở Thấp Lô 16-1 Bể Cửu Long.pdf

BỘ GIÁO DỤC ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ ĐỊA CHẤT BÙI HỮU PHƯỚC ĐÁNH GIÁ TIỀM NĂNG THẤM CHỨA DẦU KHÍ TRẦM TÍCH ĐIỆN TRỞ THẤP LÔ 16 1 BỂ CỬU LONG LUẬN ÁN TIẾN SĨ ĐỊA CHẤT HÀ NỘI 2021 BỘ GIÁO DỤC ĐÀO TẠO T[.]

TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT

BÙI HỮU PHƯỚC

ĐÁNH GIÁ TIỀM NĂNG THẤM CHỨA DẦU KHÍ TRẦM TÍCH ĐIỆN TRỞ THẤP

LÔ 16-1 BỂ CỬU LONG

LUẬN ÁN TIẾN SĨ ĐỊA CHẤT

HÀ NỘI - 2021

TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT

BÙI HỮU PHƯỚC

ĐÁNH GIÁ TIỀM NĂNG THẤM CHỨA DẦU KHÍ TRẦM TÍCH ĐIỆN TRỞ THẤP

LÔ 16-1 BỂ CỬU LONG

Chuyên ngành: Kỹ thuật địa chất

Mã số: 95.20.501

LUẬN ÁN TIẾN SĨ ĐỊA CHẤT

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:

1 PGS.TS Lê Hải An

2 PGS.TS Hoàng Văn Quý

(Xác nhận luận án đã chỉnh sửa theo góp ý của các phản biện độc lập)

HÀ NỘI - 2021

LỜI CAM ĐOAN

Tác giả xin cam đoan đề tài: “Đánh giá tiềm năng thấm chứa dầu khí trầm tích điện trở thấp lô 16-1 bể Cửu Long” đây là công trình nghiên cứu của riêng tác giả Các kết quả nghiên cứu trong luận án này là trung thực và chưa từng được ai công bố ở Việt Nam cũng như trên thế giới Các nguồn tài liệu tham khảo được trích lục đúng theo quy định

Hà Nội, ngày 10 tháng 05 năm 2021

Tác giả luận án

Bùi Hữu Phước

LỜI CẢM ƠN

Tác giả xin chân thành cảm ơn PGS.TS Lê Hải An - Nguyên hiệu trưởng trường Đại Học Mỏ Địa Chất Hà Nội, PGS.TS Hoàng Văn Quý - Hội Dầu Khí Việt Nam, bộ môn Địa Chất Dầu Khí, Khoa Dầu Khí và phòng đào tạo sau đại học trường Đại học Mỏ Địa Chất, ban lãnh đạo và các anh chị em đồng nghiệp Phòng Địa Chất Công Nghệ Mỏ Công Ty Hoàng Long - Hoàn Vũ đã tận tình hướng dẫn, động viên và tạo điều kiện giúp đỡ trong suốt quá trình nghiên cứu từ năm 2013 đến nay để hoàn thành luận án này

Sự khích lệ động viên tinh thần của gia đình trong suốt quá trình nghiên cứu

và hoàn thiện đề tài

Tác giả xin chân thành cảm ơn các nhà nghiên cứu đi trước trong cùng lĩnh vực ở Việt Nam và trên thế giới được tác giả trích luận trong danh sách tài liệu tham khảo đã giúp tác giả bổ sung để hình thành các luận điểm mới trong luận án, các ý tưởng khoa học cũng như làm phong phú thêm kiến thức được trang bị trong quá trình nghiên cứu và hoàn thiện đề tài

MỤC LỤC

Trang

Lời cam đoan i

Lời cảm ơn ii

Mục lục iii

Danh mục các ký hiệu và các chữ viết tắt vi

Danh mục các bảng ix

Danh mục các hình x

MỞ ĐẦU 1

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ ĐỊA CHẤT DẦU KHÍ KHU VỰC NGHIÊN CỨU 10

1.1 Vị trí của đối tượng nghiên cứu 10

1.2 Đặc điểm địa lý tự nhiên 10

1.3 Lịch sử thăm dò và thẩm lượng 11

1.4 Đặc điểm địa chất 12

1.4.1 Địa tầng mỏ TGT 12

1.4.2 Cấu kiến tạo mỏ TGT 18

1.4.3 Liên kết và phân đới vỉa 22

1.4.4 Mô tả vỉa chứa 24

1.5 Lịch sử hình thành và phát triển địa chất của khu vực nghiên cứu 25

1.6 Cơ sơ sở tài liệu của luận án 30

CHƯƠNG 2: CÁC NGUYÊN NHÂN GÂY RA ĐIỆN TRỞ SUẤT THẤP 32

2.1 Các đối tượng chứa dầu có trở suất thấp trong bể Cửu Long 32

2.2 Nguyên nhân gây ra đá chứa dầu điện trở suất thấp 33

2.2.1 Ảnh hưởng điều kiện kỹ thuật giếng khoan 33

2.2.2 Ảnh hưởng của môi trường địa chất 36

CHƯƠNG 3: PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ĐÁ CHỨA DẦU ĐIỆN TRỞ SUẤT THẤP 43

3.1 Thông số vỉa và chất lưu ảnh hưởng đến điện trở suất đá chứa 43

3.1.1 Độ rỗng 43

3.1.2 Độ bão hòa 44

3.1.3 Áp suất 44

3.1.4 Độ thấm 47

3.1.5 Chiều cao cột dầu (h) 49

3.1.6 Chiều dày hiệu dụng vỉa chứa dầu 50

3.1.7 Diện tích thân dầu 50

3.1.8 Nhiệt độ 51

3.1.9 Tính dính ướt 52

3.1.10 Sức căng bề mặt (IFT) 52

3.2 Các phương pháp nghiên cứu thông số độ bão hòa nước của đá chứa dầu khí điện trở suất thấp 52

3.2.1 Các tiêu chí xác định đá chứa dầu điện trở suất thấp 53

3.2.2 Sử dụng phương pháp đo điện trở ngay trong quá trình khoan 55

3.2.3 Sử dụng các thiết bị đo điện trở định hướng 57

3.2.4 Sử dụng phương pháp cộng hưởng từ hạt nhân 58

3.2.5 Tính toán độ bão hòa nước cho vỉa chứa có sét phân tán dựa trên tài liệu ĐVLGK 62

3.2.6 Phương pháp tính toán độ bão hòa nước Sw dựa trên áp suất mao dẫn (Pc) 66

3.2.7 Phương pháp tính toán độ bão hòa nước Sw dựa trên hàm J 68

3.2.8 Độ bão hào nước theo phương pháp Johnson 70

3.2.9 Độ bão hòa nước bằng phương pháp Cuddy 70

3.2.10 Xác định độ bão hòa nước bằng phương pháp Sket- Harrison 71

3.2.11 Xác định độ bão hòa nước bằng phương pháp chất lượng đá chứa (RQI) 72

3.2.12 Xác định độ bão hòa nước theo độ rỗng và chiều cao cột dầu 72

3.2.13 Xác định độ bão hòa nước bằng chất lượng đá chứa biến thể (RQIm*h) 73 3.3 Chiều cao cột dầu 74

3.3.1 Tổng quan chung 74

3.3.2 Phương pháp xác định chiều cao cột dầu 75

CHƯƠNG 4 DỰ BÁO ĐỘ THẤM TUYỆT ĐỐI VÀ HÀM LƯỢNG NƯỚC

CỦA CÁC VỈA CHỨA CỦA ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU 90

4.1 Dự báo độ thấm tuyệt đối 90

4.1.1 Mô hình lắng đọng trầm tích 90

4.1.2 Mô hình dự đoán độ thấm tuyệt đối (Ka) 99

4.2 Dự báo hàm lượng nước khi mở vỉa 102

4.2.1 Độ thấm tương đối 102

4.2.2 Độ thấm tương đối của mẫu lõi 104

CHƯƠNG 5 ĐÁNH GIÁ TIỀM NĂNG THẤM CHỨA TRẦM TÍCH ĐIỆN TRỞ SUẤT THẤP MỎ TGT LÔ 16-1 106

5.1 Xác định độ bão hòa nước 106

5.1.1 Xác định độ bão hòa nước theo ĐVLGK 106

5.1.2 Xác định độ bão hòa nước theo áp suất mao dẫn (Pc) 106

5.1.3 Xác định độ bão hòa nước theo hàm J 108

5.2 Xác định chiều cao cột dầu theo ĐVLGK của đối tượng nghiên cứu 113

5.3 Thể hiện ranh giới nước tự do trên bản đồ cấu tạo 119

5.4 Xác định độ thấm tuyệt đối 120

5.5 Dự báo hàm lượng nước khi mở vỉa 123

5.6 Đánh giá tiềm năng thấm chứa của đối tượng nghiên cứu 125

KẾT LUẬN 126

DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH CỦA TÁC GIẢ TÀI LIỆU THAM KHẢO

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CÁC CHỮ VIẾT TẮT Chữ viết tắt Chữ viết đầy đủ

Chữ viết tắt Chữ viết đầy đủ

lưu dạng điểm

PP_ST_DYN_TOOL: Hình ảnh giếng khoan động

PP_CBA_STAT_TOOL: Hình ảnh giếng khoan tĩnh

)

Chữ viết tắt Chữ viết đầy đủ

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 2.1: Kết quả phân tích thành phần khoáng vật đối với mẫu lõi 39

Bảng 2.2 Khả năng trao đổi Cation CEC của sét 40

Bảng 3.1 Độ sâu mặt chuẩn của các tầng sản phẩm chính 89

Bảng 4.1 Gán mã các tướng địa chất 100

Bảng 5.1: Kết quả phân tích tham số vỉa chứa 112

Bảng 5.2 Dự báo hàm lượng nước của giếng A khu vực phía bắc của mỏ 124

Bảng 5.3 Dự báo hàm lượng nước của giếng B khu vực phía trung tâm của mỏ 124

Bảng 5.4 Dự báo hàm lượng nước của giếng C khu vực phía nam của mỏ 124

Bảng 5.5 Dự báo hàm lượng nước của giếng A khu vực phía bắc của mỏ 125

DANH MỤC CÁC HÌNH

Hình 1.1 Bản đồ vị trí địa lý đối tượng nghiên cứu 10

Hình 1.3 Cột địa tầng tổng hợp bể Cửu Long 17

Hình 1.4 Cột địa tầng tổng hợp của đối tượng nghiên cứu 18

Hình 1.5 Mặc cắt địa chấn theo phương Bắc - Nam qua các cấu tạo TGT- 19

Hình 1.6 Bản đồ cấu trúc của các tầng sản phẩm chính 20

Hình 1.7 Sơ đồ các giếng khoan thăm dò của mỏ TGT 23

Hình 1.8 Các đơn vị cấu trúc của bể Cửu Long 26

Hình 1.9 Mặt cắt tuyến Đà Lạt - Sông Pha - Phan Rang - Phan Thiết - Bể Cửu Long 27

Hình 1.10 Mặt cắt cổ kiến tạo của bể Cửu Long 28

Hình 2.1 So sánh điện trở đo trong khi khoan và sau khi khoan tại đối tượng nghiên cứu 34

Hình 2.2 Biểu đồ điện trở suất trong và sau khi khoan của đối tượng nghiên cứu 35 Hình 2.3 Mô hình vỉa chứa cát sét phân lớp mỏng 37

Hình 2.4 Mẫu lõi cắt qua tầng chứa sét phân tán 39

Hình 2.5 Mối quan hệ điện trở suất và sét phân lớp 39

Hình 2.6 Tỷ phần khoáng vật sét của đối tượng nghiên cứu 41

Hình 2.7 Khoáng vật Pyrite phát hiện dưới lát mỏng của đối tượng nghiên cứu 42

Hình 2.8 Mối quan hệ giữa phần trăm Pyrite và điện trở suất (Schlumberger) 43

Hình 3.1 Mô hình độ rỗng đá chứa 43

Hình 3.2 Mô hình độ thấm theo định luật Darcy 47

Hình 3.3 Mối quan hệ giữa độ thấm tương đối và độ bão hòa 49

Hình 3.4 Chiều cao cột dầu với phân cấp trữ lượng 49

Hình 3.5 Chiều cao cột dầu xác định bằng áp suất dư và phân cấp trữ lượng 50

Hình 3.6 Mô hình diện tích chứa dầu cho một khu vực đối tượng nghiên cứu 51

Hình 3.7 Tiêu chí xác định vỉa chứa dầu điện trở suất thấp- 53

Hình 3.8 Thiết bị đo đạc điện trở suất trong khi khoan 55

Hình 3.9 Ảnh hưởng của góc nghiêng và tần số đo 56

Hình 3.10 Mô hình giả lập xác định điện trở suất thực của vỉa chứa 56

Hình 3.11 Sơ đồ thiết bị đo điện trở suất định hướng 57

Hình 3.12 Điện trở suất thực của vỉa chứa (Rsand) bằng thiết bị đo điện trở suất

định hướng 58

Hình 3.13 Mô hình nguyên tắc đo cộng hưởng từ hạt nhân và đá chứa 59

Hình 3.14 Mô hình phân bố T2 và logs 60

Hình 3.15 Độ thấm của đá chứa có cùng độ rỗng 60

Hình 3.16 Thành phần của T2 61

Hình 3.17 Quan hệ của T2 và Pc 61

Hình 3.18 Mô hình tính toán hàm lượng sét 62

Hình 3.19 Mô hình tính độ rỗng 63

Hình 3.20 Mô hình xác định thể tích sét bằng điện trở 63

Hình 3.21 Chuyển đổi IFT về điều kiện vỉa 67

Hình 3.22 Sơ đồ thiết bị đo áp suất thành hệ 76

Hình 3.23 Áp suất thành hệ và độ sâu 77

Hình 3.24 Chuyển đổi đồ thị áp suất thường sang áp suất dư 78

Hình 3.25 Áp suất dư & Độ sâu tuyệt đối (giả sử ρ=0.89 g/cm3) 79

Hình 3.26 Áp suất dư & Độ sâu tuyệt đối (giả sử ρ=0.71 g/cm3) 79

Hình 3.27 Biểu đồ đo áp suất thành hệ 81

Hình 3.28 Sai số về đường nước tại đối tượng nghiên cứu 84

Hình 3.29 Sự sai lệch về áp suất đo giữa hai giếng cạnh nhau 85

Hình 3.30 Biểu đồ phục hồi áp suất cho đối tượng có độ thấm cao và độ thấm thấp 86

Hình 3.31 Biểu đồ nhận biết chất lưu 87

Hình 3.32 Biểu đồ Gradient của dầu theo áp suất- tầng Miocnene dưới mỏ TGT 87

Hình 3.33 Đồ thị Gradient của dầu - tầng Oligocnene mỏ TGT 88

Hình 4.1 Các trầm tích được lắng đọng trong môi trường sông ngòi 90

Hình 4.2 Các trầm tích lắng đọng trong môi trường đầm hồ 90

Hình 4.3 Tướng trầm tích lòng sông 91

Hình 4.4 Tướng trầm tích vỡ bờ (CS) tại đối tượng nghiên cứu 92

Hình 4.5 Tướng trầm tích bãi cát tràn (SF) 93

Hình 4.6 Tướng trầm tích vùng ngập nước tràn bờ (OB) mỏ TGT 94

Hình 4.7 Tướng trầm tích đất bùn Soil mỏ TGT 95

Hình 4.8 Tướng trầm tích trọng lực (GF) mỏ TGT 96

Hình 4.11 Mô tả thạch học mẫu lõi và tướng trầm tích 99

Hình 4.12 Hiệu chỉnh độ sâu của mẫu lõi về chiều sâu ĐVLGK 101

Hình 4.13 Độ bão hòa nước (Sw) biến đổi khi nước xâm nhập 103

Hình 4.14 Độ thấm tương đối của đối tượng nghiên cứu 104

Hình 5.1 Chu trình minh giải nâng cao cho lát cắt điện trở suất thấp 106

Hình 5.2 Phân nhóm áp suất mao dẫn và độ bão hòa 107

Hình 5.3 Mối quan hệ độ bão hòa và chiều cao cột dầu theo nhóm 108

Hình 5.4 Quan hệ Sw và J dựa trên cấp độ thấm khác nhau của trầm tích Mioxen dưới mỏ TGT 109

Hình 5.5 Minh giải ĐVLGK cho tầng chứa thuộc khu vực phía Bắc- mỏ TGT 110

Hình 5.6 Minh giải ĐVLGK cho tầng chứa thuộc khu vực trung tâm mỏ TGT 111

Hình 5.7 Biểu đồ ranh giới nước tự xác định dựa trên áp suất dư của đối tượng nghiên cứu- khu vực phía Bắc 115

Hình 5.8 Biểu đồ ranh giới nước tự xác định dựa trên áp suất dư của đối tượng nghiên cứu- khu vực Trung Tâm 118

Hình 5.9 Thể hiện ranh giới nước tự trên bản đồ cấu tạo tầng 5.2U - khu vực trung tâm mỏ TGT 119

Hình 5.10 Thể hiện ranh giới nước tự do trên bản đồ cấu tạo tầng 5.2L- khu vực trung tâm 120

Hình 5.11 Mối quan hệ độ rỗng và độ thấm dựa trên mẫu lõi của môi trường sông ngòi 121

Hình 5.12 Mối quan hệ rỗng thấm dựa trên mẫu lõi theo tướng trầm tích đầm hồ 121

Hình 5.13 Mối quan hệ độ rỗng và độ thấm cho môi trường sông ngòi kiểm chứng với kết quả đo dòng 122

Hình 5.14 Mối quan hệ độ rỗng và độ thấm cho môi trường đầm hồ kiểm chứng với kết quả đo dòng 123

MỞ ĐẦU

Hiện nay, dầu khí được khai thác chủ yếu từ khối đá móng Granitoid hang hốc nứt nẻ trước Kainozoi với sản lượng 20 triệu tấn/ năm tương đương với 80% tổng sản lượng khai thác từ bể Cửu Long Trầm tích Mioxen dưới và Oligoxen là đối tượng khai thác lớn thứ hai

Mặc dù là đối tượng khai thác dầu khí lớn thứ hai, các vỉa chứa Mioxen dưới thuộc hệ tầng Bạch Hổ và Oligoxen trên có đặc tính thấm tốt nhất của bể Cửu Long Nhưng một khó khăn lớn nhất đối với các nhà địa chất, địa vật lý là các vỉa chứa dầu có điện trở suất thấp và đang chiếm một tỷ trọng lớn ở một số mỏ Tê Giác Trắng, Hải Sư Trắng, Rồng… Điều này đã gây ra những khó khăn trong việc nhận định, đánh giá vỉa chứa phục vụ cho công tác phát triển và quản lý mỏ

Lô 16-1 có phát hiện dầu khí tại mỏ Tê Giác Trắng vào năm 2002 và công bố thương mại vào năm 2006, dòng dầu đầu tiên được khai thác vào năm 2010 Hiện tại mỏ Tê Giác Trắng thuộc lô 16-1 đang khai thác với lưu lượng 20-25 nghìn thùng ngày đêm, có những thời gian sản lượng đỉnh lên đến 55.000 thùng/ngày đêm từ hai đối tượng chính là Oligoxen trên (C, D) hệ tầng Trà Tân và Mioxen dưới hệ tầng Bạch Hổ Từ những kết quả đạt được trong quá trình khai thác và nghiên cứu đã mở

ra một tiền đề mới, làm thay đổi quan niệm về phương pháp luận để đánh giá tiềm năng dầu khí cho tầng chứa dầu điện trở suất thấp

Các trầm tích thuộc hệ tầng Trà Tân và Bạch Hổ chủ yếu được lắng đọng trong môi trường trầm tích lục địa, lục địa biển nông Chính vì sự phức tạp của tướng trầm tích, sự phân bố phức tạp của các thành phần khoáng vật sét, khoáng vật dẫn điện, phân lớp mỏng, xen kẹp… đã gây ra điện trở suất của vỉa chứa dầu thấp dẫn đến những khó khăn trong việc xác định độ bão hòa dầu- khí cũng như các tham số chiều dày hiệu dụng vỉa chứa dầu khí thuộc Mioxen dưới, Oligoxen trên (C) Với các phương pháp đánh giá tham số độ bão hòa dầu khí vỉa truyền thống còn một số hạn chế như: không loại trừ ảnh hưởng do điện trở suất thấp của vỉa chứa, sự ảnh hưởng của các khoáng vật dẫn điện không đồng đều dọc theo thân giếng khoan, sét phân tán trong đá chứa… Chính vì thế tác giả đã chọn

đề tài nghiên cứu: “Đánh giá tiềm năng thấm chứa dầu khí trầm tích điện trở thấp

lô 16-1 bể Cửu Long” Kết quả nghiên cứu này là tiền đề cho công tác đánh giá trữ lượng dầu khí tại chỗ, hoạch định mở vỉa khai thác trong giai đoạn phát triển

Nghiên cứu về lát cắt điện trở thấp của Ths Nguyễn Phương Thủy với đề tài

“Nghiên cứu đặc điểm địa chất và tính chất vật lý của tầng chứa điện trở suất thấp Mioxen hạ, lô 01-02 bể Cửu Long” với kiến nghị chung là sử dụng dịch vụ đo địa vật lý giếng khoan ngay trong quá trình khoan, tác giả cũng đề cập tới nguyên nhân chính gây ra điện trở suất thấp là do hàm lượng nước dư cao nhưng chưa có phương pháp để tính toán, sự phân lớp mỏng, xen kẹp của các vỉa chứa và sự tồn tại của các

điện tốt Nghiên cứu chỉ ra một số nguyên nhân gây ra trầm tích điện trở suất thấp

và phương pháp tính toán tham số vỉa chứa dựa trên đường cong điện trở suất

Một số bài báo của PGS-TS Lê Hải An, PGS-TS Nguyễn Văn Phơn, Ths Nguyễn Phương Thủy đã đề cập đến: Đặc điểm môi trường trầm tích điện trở suất

thấp tuổi Mioxen” để khắp phục những khó khăn trong việc tính toán các tham số ở

mỏ Rồng, Sư Tử Đen được đăng tải trên tạp chí khoa học kỹ thuật trường đại học

mỏ địa chất, đề tài nghiên cứu cấp bộ Nhìn chung các nghiên cứu đã chỉ ra nguyên nhân gây ra trầm tích điện trở suất thấp và cách khắp phục để đánh giá tham số vỉa chứa Các nghiên cứu trên để đánh giá độ bão hòa nước của vỉa chứa nhưng vẫn chủ yếu dựa trên đường cong điện trở [2]

Các bài báo của TS Lê Trung Tâm, TS Cù Minh Hoàng đã đăng trên Tạp Chí Dầu Khí với đối tượng nghiên cứu chính là đá chứa hydrocarbon trầm tích Turbidite điện trở suất thấp Các tác giả cũng đã nêu ra các nguyên nhân gây ra điện trở suất thấp cho đá chứa dầu là do vỉa chứa phân lớp mỏng có cát sét xen kẹp, sự

có mặt của khoáng vật Pyrite và tỷ lệ nước liên kết lớn Nhóm tác giả đã đề xuất phương pháp tính toán độ bão hòa hydrocarbon dựa trên phương pháp siêu âm với Vp/Vs vs DTC, Poisson Ratio.[10]

Nghiên cứu của viện dầu khí về trầm tích điện trở suất thấp chứa dầu của bể Cửu Long cũng đã chỉ ra rằng trầm tích chứa dầu điện trở suất thấp do ảnh hưởng của sét phân lớp, sét phân tán, sự có mặt của khoáng vật dẫn điện và chiều sâu đới ngấm lớn

Các nghiên cứu của các nhà thầu hoạt động thăm dò khai thác tại bể Cửu Long như: VietsovPetro, Petronas, Cuu Long JOC,… đã tiến hành nhưng vẫn còn rất khó khăn cho việc áp dụng đối với các khu vực khác nhau do điều kiện địa chất khác nhau, môi trường trầm tích khác nhau, sự ảnh hưởng của các thành phần khoáng vật sét, đất đá là không giống nhau… Bên cạnh đó, các nghiên cứu riêng lẻ chưa có nghiên cứu tổng thể để tìm ra các giải pháp tối ưu để đánh giá trầm tích điện trở thấp của đới chứa dầu

Hiện nay các công ty dịch vụ dầu khí như Schlumberger, Baker Hughes, Weatherford, Haliburton, đã đi tiên phong trong việc nghiên cứu các thiết bị địa vật lý giếng khoan để giải quyết vấn đề khó khăn trong trầm tích điện trở suất thấp Các phương pháp đo điện trở suất sau khi khoan đều bị ảnh hưởng của đới ngấm, các phương pháp đo điện trở suất trong khi khoan chỉ áp dụng được cho những

giếng mới khoan sau này và nếu vỉa chứa dầu có chứa khoáng vật dẫn điện mà phân

bố không đồng đều trong vỉa chứa dọc theo thân giếng khoan thì giá trị điện trở đo được cũng làm sai lệch kết quả độ bão hòa nước được tính toán Do vậy trầm tích chứa dầu điện trở suất thấp khu vực bể Cửu Long vẫn đang là thách thức lớn cho các nhà địa chất, địa vật lý và đặc biệt là tại lô 16-1 - khu vực mà nghiên cứu sinh nghiên cứu

1.2 Tình hình nghiên cứu ở nước ngoài

Công ty dịch vụ dầu khí Schlumberger khu vực Đông Nam Châu Á đã nghiên cứu phương pháp phát hiện ra dầu trong trầm tích điện trở suất thấp, Pierre Berger et al và nhóm tác giả đã tổng quan lại những nguyên nhân gây ra điện trở suất thấp do: chất lưu có điện trở suất thấp, độ bão hòa nước dư lớn, và xây dựng mối quan hệ điện trở suất với độ bão hòa nước dựa trên mẫu lõi

SPE 36150- Carolina et al Chính xác hóa đánh giá thành hệ bằng hình ảnh giếng khoan và phân tích phân lớp mỏng Một nghiên cứu cho đá chứa cát sét có thành phần thạch học phức tạp, khối III, vùng hồ Maracaibo, Venezuela Nghiên cứu đã chỉ ra phương pháp xác định chiều dày hiệu dụng cho đá trầm tích điện trở suất thấp bằng cách kết hợp tài liệu hình ảnh giếng khoan và địa vật lý truyền thống [14]

SPE-63070 Claudine Durand et al Ảnh hưởng của khoáng vật Chlorite trong

lỗ rỗng lên tính chất vật lý của trầm tích điện trở suất thấp Nghiên cứu này đã cung cấp tính chất vật lý và thành phần khoáng vật đo đạc trong phòng thí nghiệm giúp cải thiện và nâng cao minh giải địa vật lý giếng khoan cho trầm tích điện trở suất thấp [16]

SPE 64406 Hamada et al Đánh giá thành hệ bằng cộng hưởng từ hạt nhân cho vỉa chứa trầm tích điện trở suất thấp mà có thể bị bỏ qua bằng phân tích địa vật

lý thông thường Nghiên cứu này đã chỉ ra có thể dùng toàn bộ số liệu NMR để

tổng, độ rỗng hiệu dụng và khoáng vật sét Phân tích này đã giúp tìm ra các khoảng

có khả năng khai thác, xác định độ rỗng một cách độc lập và phân tách được nước bao quanh và nước tự do trong lỗ rỗng [22]

SPE 70040: Hamada et al Đánh giá vỉa chứa trầm tích điện trở suất thấp Nghiên cứu này đã chỉ ra nguyên nhân gây ra trầm tích điện trở suất thấp là do đá chứa có khoáng vật sét phân tán, pyrite và độ rỗng micro Cộng hưởng từ hạt nhân đã ứng dụng để giải quyết đánh giá thành hệ cho trầm tích điện trở suất thấp [21]

SPE 85675: Souvick Saha Schlumberger Đới chứa dầu điện trở suất thấp các ý tưởng để giải quyết: Nghiên cứu này đã chỉ ra là ứng dụng công nghệ mới

đo điện trở, phổ quang học, cộng hưởng từ hạt nhân và hình ảnh giếng khoan để giải quyết đới chứa dầu điện trở suất thấp [31]

SPE 87001: Shkir et al Dự đoán độ bão hòa dầu trong thành hệ điện trở suất thấp bằng phương pháp mạng neural nhân tạo cho trầm tích điện trở suất thấp [19]

SPE 98061: Meyer et al Chiến lược để làm sáng tỏ các đới chứa khí điện trở suất thấp Bài báo đã chỉ ra ảnh hưởng của sét thành phần lên đường cong điện trở suất của đối tượng nghiên cứu thuộc bể Appalachia [29]

Các phương pháp truyền thống sử dụng mô hình (Archie, Simandoux, Indonesian, Dual Water, Waxman-Smits…) để tính toán tham số độ bão hòa nước cho các vỉa chứa dầu - khí tuy nhiên không loại trừ được ảnh hưởng do điện trở suất của vỉa chứa Các nghiên cứu đã chỉ ra các nguyên nhân ảnh hưởng tới điện trở suất của vỉa chứa dầu như: khoáng vật dẫn điện, kiểu loại sét, phân bố sét, nồng độ khoáng hóa nước vỉa… Mặc dù những nguyên nhân này đã được xem xét trong quá trình minh giải tài liệu ĐVLGK, tuy nhiên độ chính xác của các số liệu tham số vỉa được tính toán: như độ rỗng, độ bão hòa nước, độ thấm… chưa phản ánh đúng thực trạng thực tế đang khai thác của mỏ Việc xây dựng một hệ phương pháp mới để tính toán tham số độ bão hòa vỉa chứa dầu-khí phục vụ cho công tác tính toán trữ lượng và mô hình hóa mỏ là rất cần thiết

Các nghiên cứu đánh giá độ bão hòa nước của các nhà thầu hoạt động thăm

dò khai thác tại bể Cửu Long như: VietsovPetro, Petronas, Cuu Long JOC, Thang Long JOC… đã tiến hành nhưng vẫn gây những khó khăn cho việc áp dụng đối với các khu vực khác nhau do điều kiện địa chất khác nhau, môi trường trầm tích khác nhau, sự ảnh hưởng của các thành phần khoáng vật sét, đất đá là không giống

nhau… Bên cạnh đó, các nghiên cứu riêng lẻ chưa có nghiên cứu tổng thể để tìm ra

các nguyên nhân chính gây ra điện trở thấp của đới chứa dầu Việc nghiên cứu

tiềm năng thấm chứa sẽ mở ra một hướng nghiên cứu mới cho tập vỉa chứa điện trở suất thấp để đánh giá tiềm năng dầu khí không những trong khu vực

lô 16-1 của Bể Cửu Long và các khu vực lân cận thuộc thềm lục địa Việt Nam

Như vậy các nghiên cứu liệt kê trên đã chỉ ra được các nguyên nhân gây ra điện trở suất thấp của đá chứa dầu khí tuy nhiên các tính toán độ bão hòa nước chưa được kiểm chứng bằng kết quả đo độ bão hòa nước của mẫu lõi cũng như kết quả

đo dòng thực tế

Nghiên cứu sinh sẽ đi theo hướng: Nghiên cứu nguyên nhân gây ra trầm tích chứa dầu có điện trở suất thấp và từ đó tìm ra giải pháp để chính xác độ bão hòa nước và độ thấm tuyệt đối của đối tượng nghiên cứu Kết quả của độ bão hòa nước,

độ thấm được tính toán cho các vỉa chứa dầu khí có sự kiểm chứng bởi kết quả đo dòng thực tế tại các khoảng mở vỉa

2 Mục đích nghiên cứu của luận án

Nghiên cứu để xác định bản chất gây ra điện trở suất thấp của vỉa chứa dầu khí và đánh giá chính xác các tham số vỉa chứa của chúng như: độ rỗng hiệu dụng,

đặc biệt là độ bão hòa nước, chiều cao cột dầu và độ thấm là cơ sở cho việc đánh

giá trữ lượng dầu khí tại chỗ phục vụ công tác hoạch định phát triển mỏ

3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

Đối tượng nghiên cứu phần dưới trầm tích Mioxen dưới hệ tầng Bạch Hổ (tập BI.1) và trầm tích Oligoxen trên (C) hệ tầng Trà Tân Khu vực lô 16-1 bể Cửu Long, thềm lục địa ngoài khơi Việt Nam Phạm vi nghiên cứu bao gồm các nghiên cứu về địa chất mỏ, nghiên cứu môi trường thành tạo, các nghiên cứu địa vật lý giếng khoan, nghiên cứu tham số thạch học đá chứa và các nghiên cứu về áp suất vỉa ban đầu

4 Nội dung nghiên cứu

Đề tài nghiên cứu này được tập trung làm sáng tỏ một số vấn đề dưới đây:

- Phân tích các yếu tố là nguyên nhân dẫn đến điện trở suất thấp của đới chứa dầu

- Xác định hệ phương pháp tính toán độ bão hòa nước cho các vỉa chứa dầu khí có điện trở suất thấp trầm tích Mioxen dưới và Oligoxen trên (Tập C) khu vực

lô 16-1 bể Cửu Long

- Xác định đặc trưng thấm chứa của đá chứa dầu khí điện trở suất thấp và đánh giá tiềm năng thấm chứa của chúng thuộc lô 16-1 bể Cửu Long

5 Phương pháp nghiên cứu

Luận án này được tiến hành chủ yếu dựa trên tài liệu địa chất- địa vật lý giếng khoan, kết hợp với phân tích thạch học mẫu lõi và số liệu đo dòng thực tế: số liệu thử vỉa, khai thác và kết quả đo mặt cắt dòng.… của các giếng khoan thuộc lô 16-1 bể Cửu Long hiện có của công ty điều hành chung Hoàng Long Hoàn Vũ mà nghiên cứu sinh đang trực tiếp làm việc và nghiên cứu Các phương pháp nghiên cứu được sử dụng trong luận án là phương pháp nghiên cứu lý thuyết kết hợp với phương pháp nghiên cứu thực tiễn bao gồm:

- Tổng hợp các số liệu ĐVLGK, số liệu phân tích mẫu lõi và mẫu chất lưu

- Phân tích những nguyên nhân gây ra điện trở suất thấp tại đối tượng nghiên cứu

- Phân tích và đánh giá các tham số vỉa chứa: độ bão hòa nước, chiều cao cột dầu, độ thấm

- Phân tích mối quan hệ rỗng thấm của mẫu lõi dựa trên cơ sở trầm tích tướng đá

6 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn

Ý nghĩa khoa học:

Đưa ra các nguyên nhân chính gây ra hiện tượng trầm tích chứa dầu điện trở suất thấp và đưa ra mô hình đá chứa của đối tượng nghiên cứu thuộc lô 16-1, bồn trũng Cửu Long

Xây dựng hệ phương pháp nghiên cứu cho vỉa chứa dầu trầm tích điện trở suất thấp để tính toán tham số thấm chứa của chúng áp dụng cho toàn bể Cửu Long

Ý nghĩa thực tiễn:

Đưa ra phương pháp nhận biết các vỉa chứa dầu có điện trở suất thấp để tránh

bỏ sót tạo cơ sở phân nhóm và đồng danh các đối tượng chứa dầu khí trong khu vực

nghiên cứu Đây là tiền đề cho việc lựa chọn khoảng mở vỉa và kích thích vỉa nhằm mục đích nâng cao hệ số thu hồi dầu trong giai đoạn khai thác

Lựa chọn những khoảng mở vỉa tốt nhất, lựa chọn các khoảng mở vỉa có thể khai thác cùng nhau, dự báo hàm lượng nước khi mở vỉa và lưu lượng khai

Cung cấp kết quả tính toán độ bão hòa, độ thấm, chiều cao cột dầu - số liệu đầu vào cho việc tính toán trữ lượng địa chất (trữ lượng dầu tại chỗ) và dự báo kết quả mở vỉa cho các giếng khoan khai thác của mỏ TGT, lô 16-1, bể Cửu Long

Cung cấp kết quả tính toán độ bão hòa nước, độ thấm - cơ sở để xây dựng

mô hình thủy động lực phục vụ xây dựng sơ đồ khai thác mỏ TGT, lô 16-1, bể Cửu Long

7 Những luận điểm bảo vệ

- Luận điểm 1: Nguyên nhân gây ra trầm tích chứa dầu khí điện trở suất thấp khu vực nghiên cứu là: đới ngấm sâu của dung dịch khoan và sét phân tán Đây là

cơ sở để lựa chọn hệ phương pháp phân tích địa vật lý giếng khoan (ĐVLGK) và phương án thi công

- Luận điểm 2: Tương quan rỗng thấm có mối quan hệ chặt chẽ với tướng đá của trầm tích chứa dầu điện trở suất thấp: độ thấm tuyệt đối được sử dụng để đánh giá

- Luận điểm 3: Tiềm năng thấm chứa của trầm tích chứa dầu điện trở suất

sự biến đổi theo quy luật: tiềm năng thấm chứa ở khu vực phía Bắc của mỏ là rất tốt

và có xu thế giảm dần khi xuống khu vực phía Nam

8 Những luận điểm mới của luận án

- Lần đầu tiên nghiên cứu tầng chứa điện trở suất thấp mỏ TGT thuộc lô 16-1 bể Cửu Long Luận án đã đề cập hệ thống các phương pháp đánh giá độ bão hòa nước dựa trên tài liệu địa vật lý giếng khoan và mẫu lõi cho tầng chứa dầu khí điện trở suất thấp và có sự kiểm chứng bởi kết quả đo dòng và kết quả khai thác thực tế

- Đưa ra các nguyên nhân gây ra điện trở suất thấp: điều kiện kỹ thuật giếng khoan, điều kiện địa chất tại khu vực nghiên cứu Trong đó nguyên nhân chính gây

ra điện trở suất thấp là sét phân tán và chiều sâu đới ngấm lớn

- Xây dựng được phương pháp luận nghiên cứu tham số độ bão hòa nước và

độ thấm tuyệt đối của vỉa chứa dầu khí trầm tích điện trở suất thấp phục vụ cho công tác đánh giá trữ lượng dầu khí tại chỗ và công tác lựa chọn các khoảng mở vỉa thích hợp trong giai đoạn khai thác

- Xây dựng được hệ phương pháp nghiên cứu đặc tính thấm chứa chứa trầm tích chứa dầu khí điện trở suất thấp, đặc biệt độ bão hòa nước, chiều cao cột dầu và độ thấm tuyệt đối có thể áp dụng cho các đối tượng trầm tích điện trở suất thấp tương tự

- Xây dựng được mối quan hệ chặt chẽ giữa độ rỗng và độ thấm tuyệt đối theo tướng đá và đây là tiền đề để xây dựng mô hình thủy động phục vụ công tác dự báo sản lượng và quản lý mỏ

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ ĐỊA CHẤT DẦU KHÍ KHU VỰC NGHIÊN CỨU 1.1 Vị trí của đối tượng nghiên cứu

Khu vực nghiên cứu nằm trung tâm bể là một phần của bể Cửu Long, ngoài khơi thềm lục địa đông nam Việt Nam, với chiều sâu mực nước biển khoảng 40-50m cách Vũng Tàu 100 km về phía Đông Nam, cách mỏ Bạch Hổ 20 km về phía Tây Bắc và cách mỏ Rạng Đông 35 km về phía Tây Vị trí địa lý đối tượng nghiên cứu hình 1.1

Hình 1.1 Bản đồ vị trí địa lý đối tượng nghiên cứu

Nguồn: Báo cáo kế hoạch phát triển Mỏ Tê Giác Trắng, 2010[41]

1.2 Đặc điểm địa lý tự nhiên

Đối tượng nghiên cứu là một phần của bể Cửu Long và nằm trong vùng nhiệt đới gió mùa Các trầm tích hiện đại của bể Cửu Long được lắng đọng và bồi đắp bởi hai hệ thống sông chính là sông Đồng Nai và sông Cửu Long Thời tiết của khu vực nghiên cứu được chia ra làm hai mùa rõ rệt với nhiệt độ trung bình dao động trong

11 đến tháng 4 năm sau Do vậy khí hậu khu vực nghiên cứu thuộc miền khí hậu á xích đạo với độ mặn của nước biển dao động từ 33-36 g/l

5 4

3N 2 1

3

106°30'00"E 107°00'00"E 107°30'00"E 108°00'00"E 108°30'00"E 109°00'00"E 109°30'00"E

665,885E 721,200E 776,541E 831,886E 887,264E 942,677E 998,119E

HST-1X (06) HST-1X-ST1 (06) HST-1X-ST2 (06)

EMERALD JADE

RO NG TAM DAO

Chế độ gió: Mùa Đông được đặc trưng bởi hệ gió mùa Đông Bắc kéo dài từ tháng 11 đến tháng 4 với ba hướng gió chính là Đông Bắc và Đông Đông Bắc Đầu mùa tốc độ gió trung bình cấp 2, 3 sau đó tăng dần lên cấp 4, 5 và lớn nhất vào tháng 1 và tháng 2 có thể đạt tới cấp 6, 7 hoặc lớn hơn Đây là thời kỳ biển động trong năm, tốc độ gió lớn, gây ra sóng lớn dòng chảy mạnh, ảnh hưởng nhiều cho các hoạt động tìm kiếm, thăm dò, khoan và khai thác dầu khí

Mùa hè được đặc trưng bởi hệ gió mùa Tây Nam và kéo dài từ tháng 5 đến tháng 9 với các hướng gió chính là từ Tây Nam và Tây Tây Nam Thời kỳ chuyển tiếp tiếp từ gió mùa Đông Bắc sang gió mùa Tây Nam trong khoảng cuối tháng 4, thời kỳ chuyển tiếp từ gió mùa Tây Nam sang hệ gió mùa Đông Bắc bắt đầu từ cuối tháng 9 đến đầu tháng 11

Chế độ sóng biển: Tương tự chế độ gió, sóng biển cũng được chia thành hai mùa rõ rệt: Chế độ sóng mùa đông và chế độ sóng mùa hè Chế độ sóng mùa đông

từ tháng 11 đến tháng 3 năm sau với hướng sóng từ hướng Đông Bắc và Đông Đông Bắc với chiều cao sóng trung bình khoảng 2-6m Chế độ sóng mùa hè kéo dài

từ tháng 4 đến tháng 10 với hướng sóng chính Tây Nam với chiều cao 0.5-1.5m

Chế độ dòng chảy: Hướng của dòng chảy thường bị ảnh hưởng bởi hướng gió và cường độ gió

1.3 Lịch sử thăm dò và thẩm lượng

Năm 1974, Mobil đã thu nổ 3316 km tuyến địa chấn 2D trên phần trung tâm của lô Tiếp đó, vào năm 1978 thì Geco đã thu nổ 1713 km tuyến địa chấn 2D với mật độ cao hơn trên diện tích đã thu nổ trước đó Đến năm 1984, Vietsovpetro (VSP) thu nổ 1714 km tuyến địa chấn 2D và thu nổ thêm 639 km tuyến địa chấn 2D trên khu vực phía Đông của lô vào năm 1986 Trong năm 1989, VSP đã khoan giếng 16-BV-1X (Ba Vi-1X) ở vị trí rìa cuối phía Đông cấu tạo Ngựa Ô với tổng chiều sâu 3463 mRTE (3430 mTVDSS) vào móng granite trước Đệ tam và đã phát hiện được dầu ở tầng Mioxen hạ

địa chấn 3D năm 2000 và khoan được hai giếng thăm dò: giếng NO-1X và giếng VT-1X

Ở giai đoạn thăm dò thứ 2 (7/4/2003 - 7/12/2003), đã khoan một giếng thẩm lượng và một giếng thăm dò: giếng 16-1-VT-2X và giếng 16-1-VV-1X

Giai đoạn thăm dò thứ 3 được tiến hành từ 8/12/2003 đến 7/12/2007 Trong

địa chấn 3D vùng phía đông của lô năm 2004 và

địa chấn 3D trên phần diện tích giữa 2 mạng lưới địa chấn 3D thu nổ năm 2000 và 2004

Từ tháng 2/2005 đến 2008, đã khoan được 7 giếng thăm dò và thẩm lượng

đã được khoan thăm dò và thẩm lượng, trong đó giếng đầu tiên (TGT-1X) đã phát hiện ra mỏ TGT (xem hình 1.2) Các giếng khoan thăm dò tiếp theo đã đánh giá và thẩm lượng cấu tạo TGT có trữ lượng đủ lớn để phát triển khai thác

Hình 1.2 Bản đồ Thăm dò và Thẩm lượng-

Nguồn: Báo cáo kế hoạch phát triển Mỏ Tê Giác Trắng, 2010[41]

Từ năm 2009-nay là giai đoạn phát triển khai thác và tiếp tục tận thăm dò Tổng số lượng giàn đầu giếng hiện tại của đối tượng nghiên cứu là 3 giàn đầu giếng với 31 giếng khai thác và một giếng bơm ép tính đến thời điểm năm 2017

Tất cả các giếng khoan tại mỏ TGT không có giếng khoan tới móng trước

đệ tam

Chỉ có hai giếng khoan tại mỏ TGT đã khoan vào nóc tập E, không khoan đến tập F phụ hệ tầng Trà Tân/ Trà Cú dưới Do vậy ranh giới giữa phụ hệ tầng Trà Tân dưới và Trà Cú không được đề cập trong luận án này tuy nhiên tác giả cũng có quan điểm riêng như sau:

Các nhà địa chất- địa vật lý trước đây quan niệm rằng, phụ hệ tầng Trà Tân dưới- tập E có tuổi là Oligoxen dưới trong khi đó các chuyên gia dầu khí thuộc các công ty điều hành đang thăm dò và khai thác ở bể Cửu Long xếp tập E có tuổi Oligoxen sớm Tuy nhiên tác giả có quan điểm là xếp tập E và tập thuộc hệ tầng Trà

Cú và đây là tập lót đáy của bể Cửu Long

Phụ hệ tầng Trà Tân giữa được nằm bất chỉnh hợp lên phụ hệ tầng Trà Tân dưới Phụ hệ tầng Trà Tân giữa được phân chia nhỏ thành ba tập: Nóc D (Upper D), giữa D (Intra D2) và đáy D (Intra D1)

Phụ hệ Tầng Trà Tân giữa được thành tạo chủ yếu bởi các vỉa sét kết màu nâu đen xen kẹp với các vỉa cát kết chủ yếu hạt mịn, có vài vỉa hạt trung và bột kết, tỷ lệ cát/bột+ sét khoảng 20/80% Phụ hệ tầng Trà Tân giữa được lắng đọng trong môi trường đầm hồ nước ngọt có giao thoa nước lợ và trầm tích sông ngòi Chiều dày của phụ hệ tầng này khá dày khoảng 1000- trên 2000m Liên kết với tài liệu địa chấn thì phụ hệ tầng Trà Tân giữa thuộc tập D Các vỉa sét kết màu nâu đen có hàm lượng vật chất hữu cơ cao đến rất cao được xem là nguồn sinh dầu khí tốt tại mỏ TGT Theo kết quả phân tích ĐVLGK thì phụ hệ tầng Trà Tân giữa có

độ rỗng, độ thấm thấp và đây cũng được đánh là nguồn sinh và có khả năng chứa của mỏ TGT

Phụ hệ tầng Trà Tân trên - Oligocne trên nằm bất chỉnh hợp với hệ tầng Bạch

Hổ và nhận biết bởi vỉa sét kết màu nâu, nâu đậm dày nằm ngay trên nóc Thành

phần chủ yếu của phụ hệ tầng Trà Tân trên là cát kết hạt mịn đến thô và được xen kẹp bởi các vỉa bột sét màu nâu, nâu đậm với tỷ lệ cát - bột sét khoảng 65 - 35%, đôi chỗ có phát hiện các lớp đá vôi và than mỏng Phụ hệ tầng Trà Tân trên được lắng đọng trong môi trường đầm hồ, aluvi đồng bằng ven bờ có sự ảnh hưởng và giao thoa của nước lợ Chiều dày của phụ hệ tầng này dao động trong khoảng 440-500m, các vỉa sét kết của phụ hệ tầng Trà Tân trên có hàm lượng vật chất hữu cơ rất cao và là nguồn sinh dầu chính của mỏ TGT Liên kết với tài liệu địa chấn thì phụ

hệ tầng Trà Tân trên thuộc tập C Theo kết quả phân tích ĐVLGK và các phân tích địa hóa thì phụ hệ tầng Trà Tân trên có độ rỗng, độ thấm là trung bình và vừa là tầng sinh và tầng chứa

Phụ hệ tầng Bạch Hổ dưới được phân chia nhỏ thành ba tập nhỏ hơn: ILBH5.2, ILBH5.1 và ULBH

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

Tập ILBH5.2 được thành tạo bởi các vỉa cát kết và bị xen kẹp bởi các vỉa bột kết và sét có màu xám Tập ILBH5.2 được lắng đọng trong môi trường sông ngòi, đầm hồ chuyển tiếp giữa nước ngọt và nước lợ Chiều dày của tập ILBH5.2 dao động trong khoảng 370-490m Đây là tập chứa dầu chính tại mỏ TGT và đang được khai thác tại tất cả các khối của mỏ TGT Theo kết quả phân tích ĐVLGK, phân tích mẫu lõi thì các vỉa chứa thuộc tập ILBH 5.2 có độ rỗng và độ thấm rất tốt và phù hợp với biểu đồ động thái khai thác của các các giếng đang khai thác tại đối tượng này

Mioxen dưới - phần giữa của Bạch Hổ dưới (ILBH5.1)

Tập ILBH5.1 được cấu thành chủ yếu là các vỉa sét màu đỏ và màu xám được xen kẹp bởi các vỉa bột kết và cát kết Tập ILBH5.1 được lắng đọng trong môi trường trong môi trường giao thoa giữa đầm hồ nước ngọt và đồng bằng bồi tích ven biển Chiều dày của tập ILBH 5.1 dao động trong khoảng 170-240m Tập này

có các vỉa cát có khả năng chứa dầu và có các biểu hiện dầu trong quá trình khoan, kết quả phân tích ĐVLGK cũng cho thấy có chiều dày hiệu dụng chứa dầu tại tầng ILBH5.1

Mioxen dưới - phần trên của Bạch Hổ dưới (ULBH)

Tập ULBH được thành tạo chủ yếu bởi các vỉa sét màu nâu đỏ và bị xen kẹp bởi bột kết và vỉa cát mịn, mỏng Chiều dày của tập ULBH khoảng 230-410m Tập ULBH chủ yếu được thành tạo trong môi trường đồng bằng bồi tích và vũng vịnh ven bờ Tập này có khả năng chứa với biểu hiện dầu khí trong quá trình khoan và cũng có biểu hiện dầu từ phân tích ĐVLGK

Hệ tầng Bạch Hổ nằm ngay sát dưới hệ tầng Côn Sơn và nằm phủ bất chỉnh hợp lên hệ tầng Trà Tân Hệ tầng Bạch Hổ được chia thành hai phụ hệ tầng: phụ hệ tầng Bạch Hổ dưới (BI.1) và phụ hệ tầng Bạch Hổ trên (BI.2)

Mioxen dưới - Phụ hệ tầng Bạch Hổ trên (tập BI.2)

Phụ hệ tầng Bạch Hổ trên được thành tạo chủ yếu bởi các tập sét màu xám xanh, bột kết và được xen kẽ bởi các lớp cát kết hạt rất mịn Đây chính là tập sét Rotalid có chiều dày khoảng 160-290m và được bao phủ toàn khu vực cũng như trong toàn bể Cửu Long và như là một tập địa chấn chính Phụ hệ tầng này được lắng đọng trong môi trường nước lợ, đồng bằng ven bờ - biển nông Liên kết với tài liệu địa chấn thì phụ hệ tầng Bạch Hổ trên thuộc phân tập BI.2 Phụ hệ tầng này không có khả năng chứa và không có triển vọng dầu khí tại mỏ TGT

Hệ tầng Côn Sơn chủ yếu được thành tạo bởi cát kết hạt thô đến trung dày, bị xen kẹp bởi các lớp sét có màu đỏ và xám, thỉnh thoảng gặp các lớp than mỏng Các phân lớp sét kết màu đỏ nằm phổ biến phần nửa trên của hệ tầng Côn Sơn và nửa dưới thì sét màu xám chiến ưu thế Chiều dày của hệ tầng Côn Sơn khá ổn định khoảng 770-830m Trầm tích của hệ tầng này được thành tạo trong môi trường đầm lầy, đồng bằng ven biển và bị ảnh hưởng bởi nước lợ cũng như các hoạt động thủy triều lên xuống Trầm tích của hệ tầng Côn Sơn được phủ bất chỉnh hợp góc lên hệ tầng Bạch Hổ Liên kết với tài liệu địa chấn thì hệ tầng này thuộc tập BII Hệ tầng này có khả năng thấm chứa tốt nhưng không có khả năng chắn, sinh và không có triển vọng dầu khí tại mỏ TGT

* Mioxen trên - Hệ tầng Đồng Nai (tập BIII - N13 đn)

Hệ tầng Đồng Nai nằm ngay dưới hệ tầng Biển Đông với thành phần chủ yếu

là cát kết hạt thô và hạt trung bình bị xen kẹp bởi các tập sét mỏng có mầu đỏ và xám nâu, các vỉa than mỏng và vỉa Carbonat được bắt gặp ở một vài giếng Hệ tầng Đồng Nai có chiều dày tương đối ổn định khoảng 490-520m và nằm ngang, trầm tích của hệ tầng Đồng Nai được lắng đọng trong môi trường nước lợ và đồng bằng ven biển nông và có sự ảnh hưởng lớn của sóng biển và thủy triều, hệ tầng Đồng Nai được liên kết với tài liệu địa chấn là tập BIII Hệ tầng này có độ thấm chứa tương đối tốt nhưng không có tầng sinh cũng như tầng chắn và không có triển vọng dầu khí

* Pliocen đến nay - Hệ tầng Biển Đông (tập A- N2-Q bđ)

Hệ tầng Biển Đông chủ yếu là cát kết dày, hạt thô đến mịn chiếm ưu thế và được xen kẹp bởi các phân lớp sét mỏng màu xám và màu nâu đỏ và có xen kẹp với lại mạch đá vôi cacbonat và vỉa than mỏng và sự có mặt phong phú của các loại hóa đá biển và Glauconit thuộc môi trường trầm tích biển nông Chiều dày của hệ tầng Biển Đông là khá ổn định khoảng 720-750m Trầm tích của của hệ tầng Biển Đông nằm ngang và gần như không có sự thay đổi về thế nằm, hệ tầng này liên kết với tài liệu địa chấn là tập A Các biểu hiện đặc trưng Địa Vật Lý Giếng Khoan là

GR nhỏ và các tập sét có điện trở suất cao

Cột địa tầng tổng hợp của bể Cửu Long (Hình 1.3) được liên kết với các tập địa chấn và cột địa tầng của đối tượng nghiên cứu (Hình 1.4) được thể hiện như hình dưới

Hình 1.3 Cột địa tầng tổng hợp bể Cửu Long

Nguồn: Luận án TS Trần Như Huy, 2016 [40]

Hình 1.4 Cột địa tầng tổng hợp của đối tượng nghiên cứu

Nguồn: Báo cáo kế hoạch phát triển Mỏ Tê Giác Trắng, 2010 [41]

1.4.2 Cấu kiến tạo mỏ TGT

Mỏ TGT bị chia cắt bởi hệ thống đứt gãy thuận trượt ngang theo hướng Tây Bắc- Đông Nam Mặt trượt đứt gãy có xu thế chung đổ về hướng Nam và sâu dần Các hoạt động kiến tạo của các đứt gãy phát triển mạnh trong thời kỳ Oligoxen và Mioxen sớm, phần lớn đứt gãy được phát hiện trong địa tầng Trà Tân và Bạch Hổ Đứt gãy phân chia cấu tạo H1 và cấu tạo HST phát triển từ móng và cắt qua tầng sét Rotaly của Bạch Hổ, các đứt gãy khác chủ yếu phát triển trong tầng Oligoxen D Mặt cắt địa chấn theo phương Bắc Nam được minh họa như hình 1.5

H4 H4S

H3N H5

Bắc Nam

Hình 1.5 Mặc cắt địa chấn theo phương Bắc - Nam qua các cấu tạo TGT-

Nguồn: Báo cáo kế hoạch phát triển Mỏ Tê Giác Trắng, 2010 [41]

Cấu tạo chứa dầu ở mỏ TGT có sự kế thừa về mặt cấu trúc của bề mặt móng nhô cao, các bẫy chứa dầu được nằm trong địa tầng Mioxen dưới và Oligoxen trên được khép kín cấu trúc và khép kín bởi đứt gãy, riêng tại khối H3

và phía bắc của khối H3 có tồn tại về bẫy địa tầng nằm trong các thân cát thuộc địa tầng Mioxen dưới

Hình 1.6 Bản đồ cấu trúc của các tầng sản phẩm chính

Nguồn: Báo cáo kế hoạch phát triển Mỏ Tê Giác Trắng, 2010[41]

Theo phương từ Bắc xuống Nam, cấu trúc mỏ TGT có hình dạng bậc thang nông dần về phía Bắc và sâu dần về phía Nam Các đứt gãy kiến tạo có phương Đông Bắc - Tây Nam đã chia mỏ thành nhiều các khối riêng biệt: khối H1, H2, H3N, H4 và khối H5 như hình 1.6

Bản đồ cấu trúc nóc ILBH5.1

Bản đồ cấu trúc nóc ILBH5.2

Bản đồ cấu trúc nóc Oligocene C

Bản đồ cấu trúc nóc Oligocene D

H1

H2

H3 H4

H5

Các tầng chứa dầu có xu thế sâu dần về phía Nam của mỏ, cùng với đó là

xu thế các tập cát mỏng dần về phía Nam và có độ thấm kém hơn Đặc trưng là các vỉa chứa dầu khí của mỏ TGT khá mỏng do bị xen kẹp bởi các tập sét đã gây

ra đá chứa của mỏ TGT có rất nhiều ranh giới dầu nước cũng như nhiều hệ thống thủy lực

Khối H1 có hai đỉnh cấu tạo và đã chia khối thành hai phụ khối nhỏ hơn H1.1 và H1.2 với hai đối tượng chứa dầu chính là Mioxen dưới và Oligocne trên Khối H1.1 được phát hiện bởi giếng khoan thăm dò TGT-2X, khối H1.2 được phát hiện bởi giếng khoan thăm dò TGT-1X, kết quả phân tích Địa Vật Lý Giếng Khoan

và phân tích PVT đã chỉ ra rằng hai vòm nâng này có sự liên thông về nước đáy nhưng không có sự liên thông giữa các thân dầu, các thân dầu được hình thành và tích tụ dựa trên có sự khép kín vào đứt gãy và khép kín cấu tạo do có sự khác nhau về: ranh giới dầu nước, tính chất chất lưu

Khối H2 nằm ở phía Nam của khối H1 và được phân tách với khối H1 bằng đứt gãy thuận có phương Tây Bắc Đông Nam Các thân dầu của khối H2 được phát hiện bởi giếng khoan TGT-5X tại hai tầng chứa ILBH 5.2L và Oligoxen C Bẫy chứa tại khối H2 được khép kín vào đứt gãy

Đi tiếp về phía Nam của mỏ thì khối H3 được phát hiện dầu bởi giếng khoan TGT- 4X và TGT-7X, khối H2 được ngăn cách với khối H3 bằng đứt gãy thuận theo phương Đông Bắc Tây Nam với cánh sụt nằm bên khối H3 Giếng khoan TGT-4X thì dầu được phát hiện rong tầng Oligoxen D còn giếng khoan TGT-7X thì dầu được phát hiện trong tầng chứa nằm phía dưới của tập 5.2 (5.2L) Trong nội bộ khối H3 bị phân chia nhỏ bởi các đứt gãy kéo theo đứt gãy chính đã chia khối H3 thành ba phụ khối nhỏ là H3 Bắc, H3 trung tâm và H3 Nam, các bẫy chứa dầu ở khu vực này tồn tại là bẫy khép kín cấu trúc, bẫy khép kín bởi đứt gãy và có tồn tại loại bẫy địa tầng

Khối H4 được phân cách với khối H3 cũng bởi đứt gãy thuận có phương Đông Bắc Tây Nam Khối này dầu khí được phát hiện bởi giếng khoan thăm dò

TGT-3X và sau đó được kiểm chứng thêm bằng giếng khoan TGT-6X Các thân dầu của khối H4 được phát hiện tại tầng chứa 5.2 và Oligecene C Các bẫy tích tích tụ dầu khí ở đây chủ yếu tồn tại dạng bẫy khép kín cấu tạo và bẫy khép kín bởi đứt gãy

Khối H5 là phần diện tích nằm ở tận cùng phía Nam của mỏ, khối này được phân cách với khối H4 bởi đứt gãy có phương Tây Bắc Đông Nam nằm ngay cạnh võng yên ngựa Khối này được phát hiện cả dầu và khí bởi giếng khoan 10X/10XST1 với các thân dầu nằm trong hai tầng chứa chính là 5.2 và Oligoxen C Các tích tụ dầu khí ở khối H5 chủ yếu tồn tại là dạng bẫy khép kín cấu tạo và khép kín bởi đứt gãy

1.4.3 Liên kết và phân đới vỉa

Liên kết và phân chia vỉa chứa dựa trên hai phương pháp chủ đạo là: thời địa tầng và thạch địa tầng và có kết hợp với áp suất Do mỗi cách phân chia và liên kết vỉa chứa đều có những ưu điểm và nhược điểm của nó nên việc kết hợp các phương pháp sẽ loại trừ và sẽ giảm thiểu sai số trong khi liên kết và phân chia vỉa chứa

Tập trên phụ hệ tầng Bạch Hổ dưới (LBH) tương ứng với tập địa chấn BI.1, phía trên của phụ hệ tầng Bạch Hổ dưới được tạo thành bởi các tập sét đỏ và bị xen kẹp bởi các tập cát mỏng và phía dưới của tập này được thành tạo bởi các tập cát và các tập sét xen kẹp có màu nâu Bốn dị thường sinh địa tầng được phát hiện trong phụ hệ tầng này tương ứng với chu kỳ biển tiến và biển thoái.[36]

Các kết quả sinh địa tầng và thạch địa tầng chỉ ra ILBH có hai tập biển thoái bậc hai tương ứng ILBH 5.1 và ILBH 5.2 Các bề mặt ngập lụt cực đại (MFS) và mặt ngập lụt (FS) được nhận diện khá rõ ràng dựa trên các biểu hiện đường cong ĐVLGK

Các tầng tựa được đánh dấu và nhận biết dựa trên các dị thường GR, các đường cong ĐVLGK và sự thay đổi về màu sắc và thành phần thạch học, các dị thường ĐVLGK Các dị thường sinh địa tầng và thạch địa tầng được xác định và nhận dạng ở hầu hết các giếng khoan thăm dò và được sử dụng như là các dấu hiệu

chủ đạo trong liên kết của giai đoạn phát triển Các tập lớn được nhận dạng và đánh dấu các tầng tựa dựa trên số liệu giếng khoan và sau đó sẽ tiến hành liên kết chi tiết nội tập giữa các thân cát Hình 1.7 thể hiện sơ đồ liên kết các tập chính của các giếng khoan thăm dò

Hình 1.7 Sơ đồ các giếng khoan thăm dò của mỏ TGT

Nguồn: Báo cáo kế hoạch phát triển Mỏ Tê Giác Trắng, 2010 [41]

- Khu vực phía bắc: Các khoảng liên kết địa tầng được đánh dấu một cách chi tiết dựa trên đường cong Gamma ray tự nhiên dựa trên nghiên cứu hình dáng của đường cong kết hợp với các dị thường sinh địa tầng để làm tăng mức độ tin tưởng và sự chắc chắn trong liên kết giữa các giếng khoan Giếng khoan TGT-1X

và TGT-2X là hai giếng khá gần nhau và cách nhau khoảng 1.5km và thuộc khối H1

có sự tương đồng tương đối tốt, tuy nhiên khi kéo dài xuống đến phía nam khu vực giếng 10X thì rất khó liên kết được với nhau Các tập ILBH 5.1 và ILBH 5.2 là hai tập chứa chính thuộc Mioxen dưới với các đặc trưng rất là riêng biệt, tập ILBH5.1 được đặc trưng bởi trầm tích lục nguyên với sét màu nâu đỏ được xác định bằng mẫu vụn Tầng ILBH5.2 được đặc trưng bằng một biến cố biển thoái được thể hiện khá rõ ràng trên tài liệu ĐVLGK Bề mặt ngập lụt cực đại (MFS) được xác định nằm ngay phía bên dưới của nóc tập ILBH5.2, mặt ngập lụt tiếp theo được xác định tại nóc tập Oligoxen C Các trầm tích của tập ILBH5.2 chủ yếu được lắng đọng trong môi trường sông ngòi và môi trường đầm hồ

Các sự kiện và biến cố địa chất được xác định phần lớn tại các giếng khoan trong đó chủ yếu tại các giếng khoan thăm dò dựa trên các biểu hiện của đường cong ĐVLGK Các vỉa chứa của các tập được liên kết với nhau dựa trên tính biểu hiện tương đồng của đường cong địa vật lý và giá trị đo áp suất cũng như mật độ dầu Điển hình hai khối nằm phía Bắc của mỏ hai khối H1 và H0 có mức độ tương đồng về mặt ĐVLGK khá tốt và có khả năng liên kết dễ dàng do hai khối này đồng trầm tích và có đứt gẫy với biên độ khá nhỏ nằm phân cách giữa hai khối thuộc tầng ILBH5.2L Nóc của tầng Oilogene C được bắt gặp là

bề mặt bất chỉnh hợp với thành phần thạch học là tập sét dày màu nâu với đặc trưng GR cao, Sonic cao, neutron cao và mật độ cao Các tài liệu sinh địa tầng khá phù hợp với tài liệu giếng khoan đã chỉ ra có hai biến cố sinh địa tầng được phát hiện và trùng với tài liệu ĐVLGK Các biến cố sinh địa tầng được xác định trong phần lớn các giếng thăm dò dựa trên mẫu vụn (cutting) được lấy trong khi khoan

Các tập địa tầng giếng khoan được liên kết với địa tầng khu vực của bể Cửu Long tại các tập lớn, trong khi đó nóc tập Oligoxen C tại mỏ TGT liên kết dễ dàng với địa tầng khu vực tại bể Cửu Long với biểu hiện rõ ràng của bề mặt bất chỉnh hợp Mẫu vụn của nóc tập C là tập sét dày màu nâu xám, tài liệu địa vật lý giếng khoan có biểu hiện của giá trị GR cao, đường cong neutron cao và mật độ cao Kết quả nghiên cứu sinh địa tầng cũng cho thấy có một mặt biến cố tại nóc tập Oilgocene C và được gọi là mặt ngập lụt cực đại (MFS) [36]

Áp suất thành hệ đã chỉ ra rằng giữa các địa tầng của mỏ TGT có sự thay đổi đột ngột về mặt áp suất và phân chia thành các hệ thống thủy lực khác nhau Các vỉa chứa phần lớn là không liên thông theo chiều thẳng đứng và trong các tập lớn Các vỉa chứa được phân chia chi tiết bằng số liệu áp suất, các vỉa chứa trong cùng một khối có cùng ranh giới dầu nước và có sự liên thông về mặt thủy lực theo chiều thẳng đứng

Thông tin về áp suất thành hệ cho thấy có sự liên thông giữa các vỉa thông qua hệ thống nước đáy (aquifer) do hệ thống đường nước đáy gần như trùng nhau -

theo chiều từ phía Bắc xuống đến phía Nam và đã được kiểm chứng thông qua áp suất thành hệ và số liệu khai thác thực tế

1.4.4 Mô tả vỉa chứa

Kết quả phân tích ĐVLGK, phân tích đặc trưng đường cong và mẫu lõi tại giếng khoan đã chỉ ra rằng trầm tích Mioxen dưới và Oligoxen trên được lắng đọng trong môi trường đầm hồ và sông ngòi Kết quả phân tích ĐVLGK và các phân tích mẫu lõi đều chỉ ra rằng các tầng sản phẩm có độ rỗng và độ thấm từ trung bình đến rất tốt đặc biệt trong tập ILBH5.2, điều này dẫn đến các vỉa chứa

có độ rỗng và độ thấm tốt sẽ có chiều cao cột dầu lớn và chiều cao của đới chuyển tiếp dầu/nước nhỏ Các vỉa chứa ở đây là những vỉa mỏng và có độ thấm rất khác biệt, dựa vào kết quả mô tả phân loại tướng đá trên tài liệu mẫu lõi thì trong cùng một vỉa chứa có nhiều loại tướng đá khác nhau do đó việc phân chia khả năng cung cấp dòng theo tướng trầm tích sẽ phản ánh được đặc trưng cho các vỉa chứa mỏng

Mối quan hệ giữa độ rỗng và độ thấm dựa trên phân loại của tướng đá được tác giả trình bày chi tiết ở chương 5

Kết quả phân tích vật lý thạch học đã cho thấy các tướng đá của trầm tích Mioxen dưới và Oligoxen trên (C) có tính phân lớp mỏng và thành phần khoáng vật cũng như kiến trúc đã cho thấy môi trường lắng đọng của tập ILBH5.2 và Oligoxen

C chủ yếu sông ngòi và đầm hồ

1.5 Lịch sử hình thành và phát triển địa chất của khu vực nghiên cứu

Trên cơ sở về đặc điểm cấu kiến tạo thì đối tượng nghiên cứu nằm gần địa hào phía tây của bể Cửu Long Tổng quan về các đơn vị cấu trúc của bể Cửu Long hình 1.8

Hình 1.8 Các đơn vị cấu trúc của bể Cửu Long

Nguồn: Theo Tài Nguyên Dầu Khí Việt Nam [4]

Dựa trên bình đồ cấu trúc thì khu vực nghiên cứu chính nằm giữa địa hào phía tây và sườn nghiêng tây bắc, sườn nghiêng tây bắc được kéo dài theo hướng Đông Bắc - Tây Nam, sườn nghiêng đông Nam được bao bọc phần phía bên ngoài

và khép kín với sườn nghiêng Tây Bắc tạo thành khép kín hình ovan

Lịch sử hình thành và phát triển của cấu tạo nghiên cứu nằm trong bối cảnh chung của bể trầm tích Cửu Long Dựa trên các yếu tố về địa tầng, kiến tạo, thạch học,

cổ sinh địa tầng và lịch sử chôn vùi của bể trầm tích Cửu Long thì có thể chia thành hai giai đoạn chính: Giai đoạn Creta tới Paleoxen và giai đoạn từ Eoxen tới Mioxen

Giai đoạn Creta tới Paleocen: Đây là giai đoạn ban đầu hình thành và phát triển của trầm tích Kainozoi của bể Cửu Long Nhiều nghiên cứu văn liệu địa chất

và nhiều học giả đều cho rằng giai đoạn Creta- Paleocene là thời kỳ chuyển tiếp từ