Nghiên Cứu Phương Pháp Tìm Kiếm Bẫy Phi Cấu Tạo Trên Cơ Sở Phân Tích Tài Liệu Địa Chất – Địa Vật Lý; Ứng Dụng Thực Tế Tại Khu Vực Lô 09-1, Bồn Trũng Cửu Long.docx

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO – BỘ CÔNG THƯƠNGTẬP ĐOÀN DẦU KHÍ QUỐC GIA VIỆT NAMVIỆNDẦU KHÍVIỆT NAM  NGUYỄNLÂMANH NGHIÊN CỨU PHƯƠNG PHÁP TÌMKIẾM BẪY PHI CẤU TẠO TRÊN CƠSỞ PHÂN TÍCH TÀI LIỆU ĐỊA CHẤT –ĐỊA[.]

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO – BỘ CÔNG THƯƠNGTẬP ĐOÀN DẦU KHÍ QUỐC GIA VIỆT NAMVIỆNDẦU KHÍVIỆT NAM

…… ………

NGUYỄNLÂMANH

NGHIÊN CỨU PHƯƠNG PHÁP TÌMKIẾM BẪY PHI CẤU TẠO TRÊN CƠSỞ PHÂN TÍCH TÀI LIỆU ĐỊA CHẤT –ĐỊA VẬT LÝ; ỨNG DỤNG THỰC TẾTẠI

Phản biện 1: PGS.TSKH Phan Văn

QuýnhPhản biện 2:PGS.TS Nguyễn Quang

LuậtPhảnbiện3:TS.NguyễnQuốcThập

Luận án sẽ được bảo vệ trước Hội đồng chấm luận án cấpViện tại Viện Dầu khí Việt Nam, 167 Trung Kính, YênHòa,CầuGiấy,HàNội

Vàohồi giờ ngày tháng năm

Nơilưutrữluậnán:

ThưviệnQuốcgia

ThưviệnViện DầukhíViệtNam

Nếukhôngcónhữngquanđiểmtìmkiếmthămdòhoặcđốitượngtìmkiếmthăm dòmới thì trong tương lai không xa sẽ không còn cấu tạo đểgiatăngtrữlượngởbểCửuLongtrongkhicácmỏdầuđangkhaithácthìnhanhchóngcạn kiệt.

Đếnhiệntại,đãcónhiềunghiêncứuđềcậpvàchỉratiềmnăngđối với bẫy phicấu tạo ở bể này, tuy nhiên những nghiên cứu này đasố mang tính định hướng, chủ yếudựa trên một số dấu hiệu trên tàiliệu địa chấn và ý tưởng về đặc điểmmôi trường trầm tích chứ chưacó phương pháp luận hoàn chỉnh để cóthể xác định định lượng cácbẫy phi cấu tạo với độ tin cậy cao Chính

vì vậy, gần như chưa cógiếng khoan thăm dò nào đặt đối tượng chính

là bẫy phi cấu tạo dẫnđến các phát hiện dầu khí trong bẫy phi cấu tạocũng còn rất hạn chế,nếu có thì ít nhiều mang tính tình cờ Trong khi đó, nhữngphươngpháptìmkiếmthămdòđốitượngnàyvẫncònlàvấnđềmớimẻ,chưacó hệphương pháp đầy đủ cũng như chưa có kinh nghiệm áp dụngtrong thực tế tìm kiếm thăm dò.Việc xây dựng được hệ phương pháptìm kiếm thăm dò bẫy phi cấu tạo và áp dụng thànhcông cho bể CửuLong sẽ có ý nghĩa rất lớn đối với việc duy trì và pháttriển khâu đầucủangành dầu khítrongtương laingắn hạn cũngnhưdàihạn

Với những lý do đó, NCS lựa chọn đề tài“Nghiên cứu

phươngpháp tìm kiếm bẫy phi cấu tạo trên cơ sở phân tích tài liệu địa chất – địavậtlý;Ứngdụngthựctếtạikhuvựclô09-1,bồntrũngCửuLong”để làm luận án tiến

sĩ của mình với mong muốn giải quyết được mộtsốvấn đề cấp thiếtvềkhoahọc vàthực

tiễn nêutrên

2 Mụctiêu nghiên cứu của luậnán

Mụct i ê u n g h i ê n c ứ u c h í n h c ủ a l u ậ n á n l à x â y đ ư ợ c m ộ t hệ

4 Nội dung nghiêncứu

Áp dụng thử nghiệm hệ phương pháp tìm kiếm, phát hiệnbẫyphi cấu tạo tạilô 09-1và khoanh vùng triển vọngdầukhílô

5 Ýnghĩakhoahọcvàthực tiễn

5.1 Ý nghĩakhoahọc

Kếtquảnghiêncứucủaluậnánđãxáclậpđượchệphươngphápđịa chất – địa vật lýphù hợp trong nghiên cứu địa tầng phân tập đốivới môi trường trầm tích sông – hồ vànghiên cứu các cơ sở khoa họcđể nhận biết bẫy phi cấu tạo đối với môi trường này để áp dụngchocácbểtrầmtíchĐệTamtrêncóđặcđiểmhệthốngtrầmtíchtươngtựtrênthềmlụcđịaViệtNam

5.2 Ý nghĩathựctiễn

Việc áp dụng hệ phương pháp nghiên cưu bẫy phi cấu tạođãgópphầnxácđịnh đượccácbẫyphicấutạotiềmnăngcholô09-1,

bồn trũng Cửu Long Đây là những đóng góp cho việc phát hiệnranhữngmỏdầukhímới,tốiưuhóatàinguyênthiênnhiên,giatăngtrữlượngvàbảođảmanninhnănglượngtừnguồntàinguyêndầukhíchoquốc gia.

6 Cácluận điểm bảovệ

Luận điểm 1:Trên cơ sở phân tích tổng hợp các đặc trưng

vềtướng, môi trường lắng đọng đối với các thành tạo trầm tíchnguồngốc sông – hồ tuổi Oligocen – Miocen sớm của khu vực nghiêncứu,NCS đã xây dựng và đề xuất được khung địa tầng phân tập ápdụngcho của các đối tượng này Khác với địa tầng phân tập áp dụngchomôi trường biển, một tập địa tầng áp dụng cho trầm tích sông –

hồtrongđềtàiluậnánđượcphânchiathànhhaimiềnhệthốnggồmMiềnhệ thống phủ

chồng cao (HAST)vàmiền hệ thống phủ chồng thấp(LAST)dựatrênmứcđộphổbiếntươngđốicủacácyếutốdòngchảy(hay còn

được hiểu là tỷ lệ tương đối giữa các tập trầm tích hạt thôtướng lòng sông và các tập trầm tích

ngậplụtvàđầmhồ).Dựatrênnguyêntắcphânchianày,cácthànhtạotrầmtíchOligocen – Miocen dưới tại lô 09-1 bể Cửu Long đã được phânchia thành 18 tập địa tầng, vớiranh giới tập là các mặt bào mòn bấtchỉnhhợpchính

Luận điểm 2:Bằng cách tiếp cận của phương pháp địa

tầngphân tập hai miền hệ thống áp dụng cho trầm tích sông – hồ, cácbẫyphicấutạođượcdựbáochotậpphầntrêncủatậpD,tậpCvàphụtậpBI (SH5 –SH8B), tuổi Oligocen tại lô 09-1 bể Cửu Long được cácđịnh là các quạt trầm tích hạt thô

có thuộc tính biên độ cao nằm kề ápvào các sườn dốc của các khối nâng và ven rìa bồn trũng,

đó là cácthân cát lòng sông, quạt trầm tích ven hồ thuộc miền hệ thốngphủchồng cao và/hoặc ít hơn là các thân cát nằm ở trũng sâu của hồcóliênquanđếncácthành tạotrầmtích turbidite

7 Bố cục của luậnán

Bảnluậnánđượctrìnhbàytrong04chương,khôngkểphầnmởđầu và kết luận,kiến nghị, và danh mục tài liệu tham khảo Toànbộnộidungluậnánđượctrìnhbàytrong126trangA4,73hìnhvẽ,5bảng

biểuvà 4 danhmục cáccông trình khoa học đãđược công bố.

CHƯƠNG1 -TỔNGQUANVỀKHUVỰCNGHIÊNCỨU

1.1 Vị tríđịalý vàbốicảnhkiếntạo bồntrũng Cửu long

Khuvựcnghiêncứuthuộclô09-1,nằmvềphíaĐôngNambồntrũng CửuLong (Hình 1.1)) Quá trình tiến hóa bể Cửu Long có mốiquan hệ chặt chẽ với hoạt động

CHƯƠNG 2 - CƠ SỞ TÀI LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP

NGHIÊNCỨU 2.1 Cơ sởtàiliệu

Các nguồntàiliệusử dụngcho đềtàiluận ánbao gồm:

- Tàiliệuđịa chấn3D-4Cminh giảimới(Hình 2.1);

- Thu thập và tổng hợp kết quả minh giải của 48 giếng khoan trong lô09-1;

- Thuthậpvàtổnghợpkếtquảphântíchsinhđịatầngvàphântíchmẫuchuyên đề

2.3.2 Nhómcácphương pháp Địa vậtlý

2.3.2.1 Phương phápđịachấnđịatầng

Bản chất của phương pháp là phân chia các mặt cắt địachấnthành các tập địa chấn có cùng nguồn gốc thành tạo Ranh giớigiữacáctậpcóthểtrùngvớiranhgiớitập(sequence)hoặccáctậphệthống(Systemstracts)

2.3.2.2 Phương pháp minhgiảiđịavậtlýgiếng khoan

Đây là phương pháp là đo đạc và minh giải các tham số vậtlýcủa các tầng địa chất như điện trở suất, mật độ, gamma tựnhiên,gammanhântạo,tốcđộ truyền sóng âm, địanhiệt

2.3.3 Nhómcácphương pháp địachất

2.3.3.1 Phương phápthạchđịatầng

Một phân vị thạch địa tầng được xác định dựa trên cácthuộctínhvậtlýquansátđược,baogồmthànhphầnkhoángvật,thànhphầnhóahọc,màusắc,cấutạo,kiếntrúc,tướngvàmôitrườngtrầmtích,…

2.3.3.2 Phương phápđịatầngphântập

Khácv ớ i c á c h p h â n c h i a t r uyề n t h ố n g n à y , tr ong đ ề t à i n à y,

NCS sử dụng cách tiếp cận 2 miền hệ thống (Phủ chồng cao –HASTvà phủ chồng thấp LAST) để phân tích địa tầng phân tập cho các đốitượng trầmtíchsông–

hồ của khu vực nghiêncứu

2.3.3.3 Phươngphápgiảiđoáncấutrúc địa chất

Trong đề tài của NCS, tài liệu địa chấn đóng vai trò quatrọngnhất trong nội dung luận giải cấu trúc – kiến tạo của khu vực.Việcphân tích và giải đoán cấu trúc – kiến tạo được thực hiện theocác nộidung sau: (i) Nhận diện và phân chia các pha biến dạng đứt gãy, uốnnếp (ii) Phân tích bề mặt bất chỉnhhợp và gián đoạn trầm tích (iii).Phân tích chiều dày và phục hồi mặt cắt (iv).Phương pháp xây dựngmôhình địa chất

2.3.3.4 Phương phápkhôiphụcbề mặtcổđịalý

khôiphụccổđịalýlàtáilậplạibềmặtđịahìnhcổcủakhuvựcnghiên cứu tại bất

cứ thời điểm nào trong quá khứ Việc khôi phụccổđịalýđóngvaitròrấtquantrọngđốivớicôngtácluậngiảimôitrườngtrầmtíchtạithời điếmtương ứngtrongquá khứ địa chất

2.3.3.5 Phươngphápxâydựng môhinhg địa chất

Xâydựngmôhìnhđịachấtlàphươngphápmôhìnhhóađểmôphỏnghìnhthái,kíchthướcthựcthểđịachấttrongkhônggian2chiềuvà 3 chiều Trong đề tài này, NCS sửdụng tài liệu địa chấn 3D và tàiliệu giếng khoan để xây dựng mô hình tĩnh thể hiện các yếu tốđịatầng,cấutrúc,đứtgãy,nếpuốn,hệthốngtrầmtíchvàcácbẫy/cấutạotriểnvọngcủa lô09-1 bể Cửu Long

CHƯƠNG 3 - XÁC LẬP KHUNG ĐỊA TẦNG PHÂN TẬP CHOMÔI TRƯỜNG SÔNG - HỒ VÀ HỆ PHƯƠNG PHÁP

NGHIÊNCỨUBẪYPHICẤUTẠO 3.1 Những đặctrưngcơbản của trầmtíchmôitrường sông-hồ

3.1.1 Trầmtíchmôitrườngsông

Môitrườngsônglàmộtloạimôitrườngtrầmtíchđặctrưngcủahệ thống dòngchảy đi kèm với các dạng địa hình (địa mạo) vàtướngtrầmtíchđượctạora,bịbiếnđổi,và/hoặcđượcbảotồntrongsuốtquátrìnhxóimòn,vậnchuyểnvàlắngđọngtrầmtích.…Căncứvàovịtrí

tíchtụởlòngsônghayhaibênbờcóthểphânchiathànhcácphụmôitrường doi cát,levee, thềm sông, đồng bằng ven sông,… như tronghình 3.1.

Hình3.1Cáctướngtrầmtíchliênquanđếnmôitrườngsông

3.1.2 Trầmtíchmôitrường hồ

Trầm tích môi trường hồ chủ yếu là trầm tích hạt mịn xenkẹpvới các quạt và/hoặc delta trầm tích hạt thô nằm ven bờ hay cáctậptrầm tích hạt thô được vận chuyển ra xa đến giữa hồ do dòng tỷtrọnggâyra (trầmtích turbidite)

Hình3.2.Mô hình 3loạibểtrầmtích trongmôitrườnghồ

Những đặc trưng về trầm tích của hồ được kiểm soát khôngchỉbởikhônggiantrầmtíchvànguồntrầmtích,màcònbởiđịahìnhhoặcđộ sâu từ trước

và thời gian đỉnh của dòng chảy liên quan đếnmựcnướchồ.Hoạtđộngkiếntạoảnhhưởngtớikhônggiantrầmtíchkhôngchỉ theo thờigian mà cả không gian Hoạt động kiến tạo cũng ảnhhưởngđếnlưu vực và hệthốngdẫnlưutrong hồ

3.2.2 Đặcđiểm tướngđámôitrường hồ

Theo Bohacs, 2012 [28], Mỗi một tổ hợp tướng đầm hồ chứacáctập: sông, đồng bằng ngập lụt, rìa hồ và trung tâm hồ với nhữngđặctính liên quan đến tiềm năng dầu khí Nhìn chung có thể chia làm3tổhợptướng trầmtíchđikèmvớimôitrườngsônghồ, gồm:

Tổhợptướngbayhơi(Evaporativelacustrine-faciesassociations)tươngứng với môitrườnghồ cạn.

3.3 Đề xuất khung địa tầng phân tập cho trầm tích Oliogocen – LowerMiocenecủa vùngnghiên cứu

3.3.1 Đặtvấn đề

Trầm tích Oligocen – Miocen dưới của lô 09-1 bể CửuLongđược hình thành trong môi trường lục địa sông - hồ, vốn khôngchịunhiều tác động của mực nước biển tương đối và dịch chuyểnđườngbờ như mô hình kinh điển trong nghiên cứu địa tầng phân tậptruyềnthốngđượcđềxuấtbởinhómnghiêncứuExxonvànhiềutácgiảkhác.Dođó,phươnghướngtiếpcậntrongphântíchđịatầngphântậpởđối

tượng này cũng cần được xem xét và lựa chọn sao cho phù hợpvớithựctếđịachấthơn.Giaiđoạnmựcnướcthấptronghệthốngsônghồcầnđượchiểulàgiaiđoạnthiếuhụttrầmtích,cáctrầmtíchlắngđọngchậm,thànhphầnhạtmịnchiếmưuthế.Điềunàykhácbiệtlớnsovớimiền hệ thống biển thấp trong môi trường biển(Lowstand SystemsTract), khi mà các hệ thống sông vẫn hoạt động mạnh

mẽ, tạo ra cácnêm lấn biển thấp (LST wedge) Ngược lại, trong giai

cao,mựcnướchồtăngdomựcnướcsôngtăngnhanh,mangtheocáctrầmtích hạtthô dồi dào, hình thành các thân cát nêm lấn phủchồng(progradation).Tuynhiênđặcđiểmcấutrúccủahaimiềnhệthốnglạiđượcđặc trưng bởi tỷ lệ tương đối của sự có mặt các yếu tố địa chấtdòng sông trongchúng(Hình 3.3)

Hình 3.3 Các đặn trưng cơ bản của miền hệ thống phủ chồng cao – thấp,ápdụngchohệthốngtrầmtíchsông-hồtheoCatuneanu,2020.

3.3.2 Đềxuấtkhungđịatầngphântậpápdụngchokhuvựcnghiêncứu

Tại khu vực nghiên cứu, áp dụng mô hình phân tập phủchồngthấp – cao, có thể phân tách lát cắt Oligocen – Miocen dướithành 18tập(Bảng 3.1 vàHình 3.4)

Bảng 3.1 Phân tập địa tầng khu vực lô09-1

Hình3.4.PhântậpvàliênkếtgiếngkhoanchophụtậpD 3 theomôhình mức độ phủchồngthấp – cao(LAST, HAST)

3.4 Xáclậphệphươngphápnghiêncứubẫyphi 1bể Cửu Long

cấutạocholô09-3.4.1 Kháiquátvề bẫy phicấu tạo

Bẫyphicấutạolànhữngbẫychứadầukhíkhôngxácđịnhđượcbằng cấu trúc khépkín Một vấn đề quan trọng đối với sự hình thànhbẫy phi cấu tạo là phải có được đầy đủcác tầng chắn đáy, tầng chắnnóc và tầng chắn biên hoàn thiện để đảmbảo không cho hydrocarbondi thoátkhỏibẫy

3.4.2 Nghiên cứu bẫy phicấu tạodựatrêntàiliệu địachấn

Phươngphápđịachấntrongtìmkiếmbẫyphicấutạotrongmôitrường sông-hồ

bể Cửu Long được phân tích ở hai nhánh lớn Sảnphẩm của hai nhánh nghiên cứu kếthợp với thông tin từ giếng khoan,địa chất sẽ đưa ra mô hình địa tầng phân tập Chu trình phântích tàiliệuđượcmô tả như ởhình3.5

Hình3.5.Chutrìnhnghiêncứuđịachấnchođối tượngbẫyphicấutạotr ong môitrườngsông-hồ bểCửu Long.

3.4.3 Nghiêncứubẫyphicấutạodựatrênluậngiảicấutrúc–kiếntạo

Phươngphápnàysửdụngquanhệđịatầngvàcấutrúchìnhhọccủa các mặt phânlớp trong một tập trầm tích Đối với một phabiếndạngnhấtđịnh,cóthểxácđịnhđược3tậptrầmtích:trước

biếndạng,đồngbiếndạng,vàsaubiếndạng.Sửdụngphươngphápnày,tacóthểxácđịnhđượcđịahìnhđớicaovàđớitrũngtrongtừnggiaiđoạntrầmtích Ngoài ra, cũng có thể

sử dụng kết hợp bản đồ đẳng dày để xácđịnh thời gian hoạt động của các yếu tố biếndạng cũng như phân bốcác đới cao và đới trũng theo bề ngang Nếucấu trúc biến dạng hoạtđộng đồng trầm tích trong một thời kỳ nhấtđịnh, thì trên bản đồ đẳngdày của thời kỳ đó thể hiện sự thay đổi bề dày giữa đới cao vàđớitrũnghình thành bởiyếutốbiến dạng

3.4.4 Nghiên cứu bẫyphicấu tạodựatrêntàiliệucổsinh

TrongmôitrườnglụcđịacủatrầmtíchOligocen-Miocenmuộn,

phân tập trầm tích chủ yếu dựa vào nhóm hóa thạch bào tử phấnhoa.Sựpháttriểnphứchệhóathạchbàotửphấntheotrìnhtựtừpha1đếnpha 4-5tương ứng với sự phát triển thiên về một nhóm thực vật đặctrưng như vậy phản ánh 1 chu kỳtrầm tích từ thành hệ trầm tích mựcnướchồ thấp đến thành hệ trầmtíchhồcao.

3.4.5 Nghiên cứu bẫy phi cấu tạo dựa trên phân tích địa tầng phântậpvàmôitrường trầmtích

Để tìm kiếm các yếu tố cấu thành lên một bẫy phi cấu tạo,thựcchấtlànhậndiệnsựphânbốcủacácvỉachứatrongmiềnhệthốngphủchồng cao(HAST) và các tầng chắn trong miền hệ thống phủchồngthấp(LAST)trongkhungđịatầngphântậpgồmhaimiềnhệthốngápdụngchomôitrường sông– hồ nêutrên (Hình 3.6)

Hình3.6.Phântậpđịatầngtrênmặtcắtđịachấnchokhuvựcnghiêncứu

CHƯƠNG 4 - KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU BẪY PHI CẤU

TẠOLÔ 09-1 BỂCỬULONG 4.1 Đặc điểmcấutrúc-kiến tạo lô 09-1 vàlân cận

TươngtựnhưcáckhuvựckhácởbểCửuLong,khuvựcnghiêncứu trảiqua3 giaiđoạn kiến tạochính:

- Giaiđoạntáchgiãn;

- Giai đoạn épnén nghịchđảo

- Giai đoạnlúnchìmnhiệt

Hình 4.1 Các đơn vị cấu trúc khu vực nghiên cứu trên nền bản đồ cổđịa lý thời kỳ SH8.2-SH10 và các mặt cắt địa chất tiêu biểu qua khuvực nghiêncứu

4.2.Đặcđiểmđịatầng

Trong nghiên cứu này, nghiên cứu sinh sử dụng và kế thừakếtquả phân tích cổ sinh địa tầng trong nghiên cứu của Morley vànnk(2019)đồngthờicũngkếthợpvớicáctàiliệuđịachấn,địavậtlýgiếngkhoan để xâydựng mô khung địa tầng phân tập cho khu vực nghiêncứu Ranh giới của các tập trầm tích(Sequence Boundary) là bề mặtbất chỉnh hợp bào mòn, tại đó sẽ vắngmặt các phức hệ hóa thạch khiso sánh nó với phức hệ hóa thạch trẻhơn ở trầm tích bên trên Trongđó trầm tích tập E(hệ tầng Trà Cú)được phân thành 9 tập;trầm tíchtậpD(hệtầng Trà Tân) được phân tậpthành 6tập;

Mỗitậptrầmtíchtươngứngvớimộtchukỳthayđổicổkhíhậu406nghìnnămvàbaogồmhaimiềnhệthốngtrầmtíchtươngứngvớisự thay đổi mực nước nước hồ: giai

mởrộng(TST)vàđứngcaokhinguồnvậtliệuđổvàohồlớn(HST).Ranhgiới giữa củahai miền hệ thống trầm tích trong mỗi tập là mặt ngậplụtcực đại(Mfs)

Hình 4.2 Cột địa tầng tổng hợp bể Cửu Long theo kết quả phân tíchcổsinh địa tầng củaMorley và nnk (2019).

4.3 Đặc điểm tướng thạch học và môi trường trầm tíchcủacác tập địatầng

thạch học và môi trường tương ứng với chúng sẽ được phân tíchtheotừng giai đoạn (miền hệ thống) của các tập địa tầng HAST-LAST(Hình 4.3).

4.4.Bẫy phicấutạo lô 09-1 bồn trũngCửu Long

Sau khi minh giải địa chấn, tài liệu giếng khoan, phân tíchmẫu,

…vàthànhlậpđượccácbảnđồmôitrườngtheotừngtầng,côngtác phân tích thuộc tính địachấn được tiến hành nhằm xác định cácđới dị thường có khả năng liên quan đến sự

cótiềmnăngchứatrongcácmiềnhệthốngphủchồngcaoHình4.4-4.7).Cóthể

phânloạithành ba nhómdị thường:

Nhómthứnhấtcódiệntíchnhỏ,tậptrungchủyếuởphầntrungtâm và phía Bắccủa lô; các dị thường này nằm sát chân của cáckhốicao,hoặcđứtgãycóbiênđộlớn.CácdịthườngphảnánhcácthâncátđượcđổtrựctiếptừcáckhốicaoBạchHổ(theobảnđồcủađịahình).Trong giai đoạn này, khối cao ởphía Bắc không nhô cao so với mựcnước, dẫn đến giới hạn về nguồn trầm tích vànăng lượng cũng khôngcao

Đâyđượcminhgiảilàcácquạtbồitíchcátcónguồntừcáckhốinângcao Sói