Đặc điểm và mô hình địa chất 3D thành tạo Mioxen Đông Bắc lô 103, bể trầm tích Sông Hồng phục vụ công tác tìm kiếm thăm dò dầu khí

Với các kết quả phân tích tổng hợp tài liệu địa chất-địa vật lý hiện có ở lô 103 và vùng lân cận cho thấy đặc điểm địa chất khu vực phía Bắc bể Sông Hồng rất phức tạp, bao gồm nhiều đơn

Trang 1

-

Nguyễn Hiến Pháp

ĐẶC ĐIỂM VÀ MÔ HÌNH ĐỊA CHẤT 3D THÀNH TẠO MIOXEN ĐÔNG BẮC LÔ 103, BỂ TRẦM TÍCH SÔNG HỒNG PHỤC VỤ

CÔNG TÁC TÌM KIẾM THĂM DÒ DẦU KHÍ

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

Hà Nội - 2016

Trang 2

-

Nguyễn Hiến Pháp

ĐẶC ĐIỂM VÀ MÔ HÌNH ĐỊA CHẤT 3D THÀNH TẠO MIOXEN ĐÔNG BẮC LÔ 103, BỂ TRẦM TÍCH SÔNG HỒNG PHỤC VỤ

CÔNG TÁC TÌM KIẾM THĂM DÒ DẦU KHÍ

Chuyên ngành: Địa chất học

Mã số: 60440201

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

Người hướng dẫn khoa học:

TS NGUYỄN THẾ HÙNG

XÁC NHẬN HỌC VIÊN ĐÃ CHỈNH SỬA THEO GÓP Ý CỦA HỘI ĐỒNG

Giáo viên hướng dẫn Chủ tịch hội đồng chấm luận văn

thạc sĩ khoa học

Hà Nội - 2016

Trang 3

HVCH: Nguyễn Hiến Pháp HDKH: TS Nguyễn Thế Hùng

MỤC LỤC

MỞ ĐẦU 1

1 Tính cấp thiết của luận văn 1

2 Mục tiêu và nhiệm vụ của luận văn 1

2.1 Mục tiêu 1

2.2 Nhiệm vụ nghiên cứu 2

3 Phạm vi và đối tượng nghiên cứu của luận văn 2

4 Ý nghĩa khoa học và giá trị thực tiễn của đề tài 2

5 Cấu trúc của luận văn 2

CHƯƠNG 1: ĐẶC ĐIỂM ĐỊA CHẤT KHU VỰC NGHIÊN CỨU 3

1.1 Giới thiệu bể trầm tích Sông Hồng 3

1.2 Đới nghịch đảo Miocen Tây Bắc bể Sông Hồng 7

1.3 Đặc điểm địa tầng 8

1.4 Vị trí kiến tạo của lô 103-107 11

1.5 Hệ thống dầu khí của khu vực nghiên cứu 13

1.5.1 Đá sinh 13

1.5.2 Đá chứa 14

1.5.3 Đá chắn 15

1.5.4 Nạp bẫy 15

CHƯƠNG 2: CƠ SỞ TÀI LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 17

2.1 Cơ sở tài liệu 17

2.2 Cách tiếp cận vấn đề và phương pháp nghiên cứu 18

2.2.1 Cách tiếp cận vấn đề 18

2.2.2 Các phương pháp nghiên cứu 18

CHƯƠNG 3: MÔ HÌNH ĐỊA CHẤT 3D KHU VỰC ĐÔNG BẮC LÔ 103 21

3.1 Phương pháp xây dựng mô hình địa chất 3D 21

3.1.1 Định nghĩa 21

3.1.2 Địa chất thống kê 21

3.1.3 Variogram 24

Trang 4

3.2 Quy trình xây dựng mô hình địa chất 3D 28

3.2.1 Mô hình hóa cấu trúc 30

3.2.2 Thô hóa dữ liệu giếng khoan 32

3.2.3 Mô hình phân bố thạch học và trầm tích 33

3.2.4 Mô hình thông số 34

3.2.5 Tính toán trữ lƣợng tại chỗ và đánh giá rủi ro 35

3.2.6 Chuyển giao sang nhóm mô hình khai thác (MHKT) 37

3.3 Mô hình địa chất cho mỏ khí X, Đông Bắc lô 103 37

3.3.1 Giới thiệu mỏ khí X 37

3.3.2 Mô hình cấu trúc 40

3.3.3 Thô hóa dữ liệu giếng khoan 44

3.3.4 Phân tích dữ liệu 45

3.3.5 Mô hình phân bố thạch học 46

3.3.6 Mô hình thông số 54

3.3.7 Tính trữ lƣợng tại chỗ 61

3.3.8 Rủi ro của mô hình 62

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 63

1 Kết luận 63

2 Kiến nghị 64

TÀI LIỆU THAM KHẢO 65

Trang 5

DANH MỤC HÌNH VẼ

Hình 1.1 Vị trí và phân vùng cấu trúc địa chất bể Sông Hồng 3

Hình 1.2 Vị trí của bắc bể Sông Hồng, bể bắc Vịnh Bắc Bộ và trên bản đồ 5

H nh 1.3 Mặt cắt địa chấn khu vực theo hướng ĐB-TN cắt qua lô 102-106 6

H nh 1.4 Mặt cắt địa chấn biểu diễn các cấu trúc nghịch đảo đặc trưng khu vực 8

Hình 1.5 Cột địa tầng tổng hợp bể Sông Hồng [2] 10

Hình 1.6 Vị trí lô 103-107 trên b nh đồ kiến tạo khu vực [13] 11

H nh 1.7 Các đới triển vọng dầu khí bể sông Hồng [2] 16

Hình 3.1 Minh họa giả thiết về tính bất biến 22

H nh 3.2 Ước tính giá trị bằng Kriging 23

Hình 3.3 Minh họa về mô hình và thực tế (Corbett và Jensen 1992) 24

Hình 3.4 Biểu đồ Variogram đơn giản 25

Hình 3.5 Các dạng hàm mẫu, với γ chuẩn hóa đến 1(Deutsch 2002) [12] 26

Hình 3.6 So sánh 3 mô hình mẫu 27

Hình 3.7 Quy trình xây dựng mô h nh địa chất [16] 28

Hình 3.8 Giới thiệu phần mềm Petrel [16] 28

H nh 3.9 Các bước mô hình hóa cấu trúc 30

Hình 3.10 Minh họa chia kích cỡ ô lưới [12] 31

Hình 3.11 Minh họa quá trình thô hóa dữ liệu 32

Hình 3.12 Mô hình thạch học cho hệ thống sông 34

Hình 3.13 Hình ảnh thực địa và mô hình thông số dựa vào dữ liệu giếng khoan 35

Hình 3.14 Vị trí mỏ X và khu vực nghiên cứu [13] 38

Hình 3.15 Mặt cắt dọc mỏ khí X 39

Hình 3.16 Bản đồ cấu tạo tầng C50, C90 mỏ X 39

H nh 3.17 Mô h nh đứt gãy mỏ khí X 40

H nh 3.18 Đầu vào mô phỏng bề mặt địa tầng 41

Hình 3.19 Bề mặt địa tầng mô phỏng của tầng C50, C70 mỏ khí X 41

Hình 3.20 Mô phỏng các tập chứa 42

Hình 3.21 Phân chia các lớp 43

H nh 3.22 Đánh giá mô h nh cấu trúc 44

Trang 6

H nh 3.23 So sánh đường cong sau khi thô hóa với đường ban đầu 44

H nh 3.24 Đường cong xác suất phân bố theo từng lớp C70 45

Hình 3.25 Bản đồ tướng khu vực mỏ khí X 46

Hình 3.26 Mô phỏng phân bố thạch học bằng phương pháp SIS 48

Hình 3.27 Quy trình tính toán và phân tích các thuộc tính địa chấn 51

Hình 3.28 Kết quả phân tích thuộc tính địa chấn 52

Hình 3.29 Thuộc tính biên độ cực tiểu tầng C90 52

Hình 3.30 Mô phỏng phân bố thạch học cho mỏ X 53

Hình 3.31 Kết quả mô phỏng thạch học bằng phương pháp SIS cho tầng C90 54

Hình 3.32 Một số lát cắt ở độ sâu khác nhau trong mô hình phân bố thạch học 54

Hình 3.33 Mô phỏng độ rỗng bằng phương pháp GRSF 55

H nh 3.34 So sánh độ rỗng mô phỏng với độ rỗng giếng khoan 56

Hình 3.35 Quan hệ rỗng thấm mỏ X 56

Hình 3.36 Minh họa độ bão hòa nước 57

H nh 3.37 Độ bão hòa nước, chiều cao cột chất lỏng và chất lượng của đá chứa 58

Hình 3.38 Quan hệ chất lượng đá chứa và áp suất mao dẫn 58

Hình 3.39 Quan hệ giữa độ bão hòa nước và áp suất mao dẫn mỏ khí X 59

H nh 3.40 Phương tr nh tính độ bão hoà nước 60

H nh 3.41 So sánh độ bão hòa nước tại giếng và mô hình C70 60

H nh 3.42 Độ bão hòa nước trung bình vỉa chứa C70, C90 61

Hình 3.43 Phân bố trữ lượng tại chỗ với 200 lần chạy mô phỏng 62

Trang 7

DANH MỤC BẢNG BIỂU

Bảng 3.1 Ranh giới khí nước của mỏ X 43

Bảng 3.2 Các thông số Variogram 45

Bảng 3.3 Mối quan hệ giữa các thông số địa chất và địa chấn [1] 49

Bảng 3.4 Kết quả tính trữ lượng 62

Trang 8

DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT

BCH Bất chỉnh hợp

MVHN Miền võng Hà Nội

NNK Những người khác

NTG Tỉ số bề dày chứa hiệu dụng/bề dày vỉa chứa

TTB-ĐĐN Tây Tây Bắc - Đông Đông Nam

TVDSS True vertical depth subsea - Chiều sâu thực theo

phương thẳng đứng so với mực nước biển

Trang 9

HVCH: Nguyễn Hiến Pháp 1 HDKH: TS Nguyễn Thế Hùng

MỞ ĐẦU

1 Tính cấp thiết của luận văn

Đất nước ta đang trên đà phát triển không ngừng các ngành công nghiệp Trong đó, ngành công nghiệp dầu khí đang là một ngành mũi nhọn trong việc thúc đẩy phát triển kinh tế, chính trị, xã hội Để đảm bảo nguồn khí bổ sung cho sản lượng khí đang suy giảm tại Miền võng Hà Nội, Tổng Công ty Thăm dò Khai thác Dầu khí (PVEP) cũng như tập đoàn dầu khí Việt Nam đang tiếp tục đầu tư t m kiếm thăm dò dầu khí ở lô 103 Với các kết quả phân tích tổng hợp tài liệu địa chất-địa vật lý hiện có ở lô 103 và vùng lân cận cho thấy đặc điểm địa chất khu vực phía Bắc

bể Sông Hồng rất phức tạp, bao gồm nhiều đơn vị cấu trúc với tiềm năng dầu khí khác nhau cần phải nghiên cứu chi tiết hơn

Mặc dù đã có một số giếng khoan xác nhận sự tồn tại dầu khí trong khu vực nghiên cứu song do số lượng các giếng khoan thăm dò và tài liệu địa chấn 3D còn hạn chế nên những hiểu biết về đặc điểm cấu trúc địa chất, quy luật phân bố các thân cát vẫn còn nhiều điểm chưa rõ Những vấn đề này đã làm ảnh hưởng nhiều đến việc khoanh vùng đánh giá triển vọng dầu khí, lựa chọn các cấu tạo tiềm năng

và vị trí đặt lỗ khoan thăm dò thẩm lượng tiếp theo

Để giảm thiểu rủi ro và góp phần nâng cao hiệu quả công tác tìm kiếm thăm

dò và khai thác dầu khí trong khu vực lô 103, Bồn trũng Sông Hồng, việc tiến hành các nghiên cứu làm sáng tỏ cấu trúc địa chất, dự đoán quy luật phân bố các thân cát, tính toán các thông số vỉa chứa theo mô hình 3D là một yêu cầu cấp thiết và có ý nghĩa thực tế sản xuất Do vậy, học viên lựa chọn đề tài "Đặc điểm và mô h nh địa chất 3D thành tạo Miocen Đông Bắc lô 103, bể trầm tích Sông Hồng phục vụ công tác tìm kiếm thăm dò dầu khí" làm luận văn tốt nghiệp cao học

2 Mục tiêu và nhiệm vụ của luận văn

2.1 Mục tiêu

Đề tài nghiên cứu nhằm các mục tiêu sau:

- Làm sáng tỏ các đặc điểm địa chất dầu khí của khu vực nghiên cứu

- Mô h nh hóa 3D để làm rõ phân bố đá chứa trong Miocen

- Đánh giá trữ lượng dầu khí của vỉa đá chứa Miocen

Trang 10

2.2 Nhiệm vụ nghiên cứu

- Nghiên cứu đặc điểm, cấu trúc địa chất khu vực lô 103, Bồn trũng Sông Hồng

- Nghiên cứu sự phân bố của các đá chứa Miocen, mô hình hóa 3D và tính trữ lượng dầu khí của đối tượng này trong vùng nghiên cứu

3 Phạm vi và đối tượng nghiên cứu của luận văn

- Đối tượng nghiên cứu là tầng chứa Miocen trong Kainozoi

- Phạm vi nghiên cứu: Đông Bắc lô 103, Bắc bồn trũng Sông Hồng

4 Ý nghĩa khoa học và giá trị thực tiễn của đề tài

- Góp phần làm sáng tỏ về đặc điểm cấu trúc kiến tạo vùng nghiên cứu phục

vụ cho việc nghiên cứu địa chất khu vực

- Chính xác hóa phân bố thân cát chứa dầu khí phục vụ cho công tác tìm kiếm và thăm dò dầu khí

- Tính toán các thông số vỉa chứa và trữ lượng của từng vỉa chứa để đưa ra các phương án phát triển mỏ

5 Cấu trúc của luận văn

Luận văn được bố cục thành 3 chương, không kể phần mở đầu và kết luận, trong đó nội dung chính tập trung vào chương 3 mô h nh địa chất 3D khu vực Đông Bắc lô 103, các chương mục theo thứ tự như sau:

CHƯƠNG 1: ĐẶC ĐIỂM ĐỊA CHẤT KHU VỰC NGHIÊN CỨU

CHƯƠNG 2: CƠ SỞ TÀI LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

CHƯƠNG 3: MÔ HÌNH ĐỊA CHẤT 3D KHU VỰC ĐÔNG BẮC LÔ 103

Trang 11

CHƯƠNG 1 ĐẶC ĐIỂM ĐỊA CHẤT KHU VỰC NGHIÊN CỨU

1.1 Giới thiệu bể trầm tích Sông Hồng

Bể trầm tích Sông Hồng nằm trong khoảng 105030' - 110030' kinh độ Đông,

14030' - 21000' vĩ độ Bắc Bể có dạng kéo dài phát triển theo hướng Tây Bắc - Đông Nam (TB-ĐN) với khoảng 650 km chiều dài, 150 km chiều rộng với độ dày trầm tích tại trũng sâu nhất có thể lên đến 17 km (Ren JY và nnk., 2011) Ranh giới bể được xác định về phía Đông Bắc tiếp giáp với phụ bể Bạch Long Vĩ và bể Hoàng

Sa nằm ở phía Nam Phần trên đất liền thuộc bể Sông Hồng được gọi là Miền Võng

Hà Nội (Hình 1.1) [2]

Hình 1.1 Vị trí và phân vùng cấu trúc địa chất bể Sông Hồng

(1) Vùng phíaTây Bắc; (2) Vùng Trung Tâm; (3) Vùng Phía Nam

Trang 12

Tổng diện tích bể khoảng 220.000 km2, phía Việt Nam chiếm khoảng 126.000

km2 Bể Sông Hồng có cấu trúc địa chất phức tạp thay đổi từ đất liền ra biển theo hướng Tây Bắc - Đông Nam và Nam, bao gồm các vùng địa chất khác nhau

Vùng phía Tây Bắc bao gồm miền võng Hà Nội và một số lô phía Tây Bắc của vịnh Bắc Bộ như 103-107, 102-106 Đặc điểm cấu trúc nổi bật của vùng này là cấu trúc uốn nếp phức tạp kèm nghịch đảo kiến tạo Miocen

Vùng Trung tâm từ lô 108-110 đến lô 114-115 Vùng này cũng có cấu trúc phức tạp Các cấu tạo có cấu trúc khép kín kế thừa trên móng ở phía Tây, đến các cấu trúc sét diapir nổi bật ở giữa trung tâm

Vùng phía Nam từ lô 115 đến lô 121 Vùng này có cấu trúc khác hẳn so với hai vùng trên v có móng nhô cao trên địa lũy Tri Tôn tạo thềm carbonat và ám tiêu san hô, bên cạnh phía Tây là địa hào Quảng Ngãi và phía Đông là các bán địa hào

Lý Sơn có tuổi Oligocen

Về cấu trúc bể Sông Hồng được giới hạn bởi 02 hệ thống đứt gãy chính phát triển theo hướng Tây Bắc-Đông Nam và hướng Đông Bắc-Tây Nam (Hình 1.2) Các đứt gãy hướng Tây Bắc-Đông Nam có nguồn gốc liên quan đến hoạt động giãn tách mở rộng Biển Đông, là đứt gãy trượt bằng rất đặc trưng trong khu vực đới đứt gãy Sông Hồng [11]

Hai đứt gãy chính khống chế hình dạng cũng như khối lượng trầm tích đổ vào bể là đứt gãy Sông Chảy và đứt gãy Sông Lô Hướng chuyển động trượt bằng

và kiểu đứt gãy này đóng vai trò quan trọng trong quá trình phát triển và hình thành của bể Sông Hồng là chủ đề của rất nhiều đề tài nghiên cứu

Ru (1988) cho rằng bể Sông Hồng có hướng phát triển TB dọc theo mặt trượt Riedel (mặt trượt thứ sinh) dưới tác động của trường ứng suất tách giãn hướng TTB-ĐĐN Nghiên cứu của Zhang và Hao (1979), Gong và Li (1997) hay Li và nnk., (1998) lại cho rằng bể Sông Hồng là bể kéo toạc do hoạt động trượt bằng phải tạo nên các đứt gãy phát triển theo hướng TN và BN Tuy nhiên, Guo và nnk., (2001) lại coi bể được thành tạo theo cơ chế trượt bằng trái theo mô hình bể kéo toạc với hệ đứt gãy sụt bậc không cân xứng liên quan đến hoạt động tách giãn hướng ĐN và quay theo chiều kim đồng hồ của khối Đông Dương (Indochina) dọc theo hệ đứt gãy Sông Hồng

Trang 13

Các nghiên cứu ở phần trên bờ của bể Sông Hồng cho thấy hệ đứt gãy Sông Hồng là đứt gãy trượt bằng trái và sụt bậc trong giai đoạn từ 35 đến 20 triệu năm trước (Ma) (Leloup và nnk., 1995; Zhang & Zhong, 1996), sau đó chuyển sang chuyển động trượt bằng phải vào khoảng 5 Ma

Hình 1.2 Vị trí của bắc bể Sông Hồng, bể bắc Vịnh Bắc Bộ và trên bản đồ

phân vùng kiến tạo lãnh thổ Việt Nam và vùng kế cận [13]

Sự hình thành và phát triển của bể Sông Hồng chịu sự khống chế chặt chẽ của đới đứt gãy Sông Hồng liên quan đến hoạt động giãn tách trên phạm vi lớn và hiện tượng xoay theo chiều kim đồng hồ của khối Đông Dương mà nguyên nhân là

do sự va chạm của mảng Ấn Độ và mảng Á-Âu

Ban đầu bể hình thành với việc giãn tách từ từ theo hướng TB-ĐN trong thời

kỳ đầu kỷ Eocen là hướng chung của khu vực liên quan đến hướng mở rộng biển Đông Việt Nam cổ theo hướng ĐB-TN với việc khu vực được nâng lên tạo ra hàng loạt các bể giãn tách phát triển dọc theo rìa Nam của thềm Trung Hoa (Nielsen và nnk., 1998) Sự va chạm của mảng Ấn Độ với mảng Á-Âu trong thời gian cuối

Trang 14

Eocen đến đầu Oligocen (40 Ma) làm cho khối Đông Dương xoay về phía Đông Nam Trong khi khối Đông Dương bị đẩy lên và xoay về phía Đông Nam th khối Nam Trung Hoa vẫn đứng yên (Yang và Besse, 1993) Hiện tượng tách giãn trượt bằng trái gây ra hoạt động kiến tạo sụt bậc và trượt của khối Đông Dương kéo theo

sự xoay một góc từ 15-20 độ theo chiều kim đồng hồ làm cho đứt gãy Sông Hồng dịch chuyển so với vị trí ban đầu một khoảng 200-800 km (Tapponnier và nnk., Leloup, 1991) Chuyển động trượt bằng trái này khởi đầu cho việc hình thành nên

bể Sông Hồng Hoạt động trượt bằng chủ yếu xuất hiện dọc theo đứt gãy sông Chảy

và Sông Lô Trong suốt giai đoạn tách giãn các địa hào và bán địa hào được hình thành và lấp đầy bởi trầm tích sông, đầm hồ

Do sụt lún tiếp tục, thể tích nước tăng lên các hồ được mở rộng tiến đến giao thoa với biển tạo ra khoảng trống rộng lớn cho các trầm tích biển đến biển nông, biển r a Tuy nhiên, đến thời kỳ Oligocen muộn, dưới ảnh hưởng của hoạt động giãn tách đáy mở rộng biển Đông về phía Đông Nam gây ra hiện tượng nén ép ở bể Sông Hồng Hoạt động này dẫn đến sự đảo ngược và nâng lên của một số khu vực trong

bể Sông Hồng hình thành các cấu tạo dạng vòm được phủ lên bởi các trầm tích trẻ hơn, trong suốt thời kỳ cuối Oligocen Một lượng trầm tích đáng kể trong mặt cắt Oligocen đã bị mất đi Các mặt BCH góc quan sát khá phổ biến trên các tuyến địa chấn Bề mặt BCH này được coi là mốc đánh dấu quan trọng phân tách tập trầm tích đồng giãn tách (syn-rift) với tập trầm tích sau giãn tách (post-rift)

Hình 1.3 Mặt cắt địa chấn khu vực theo hướng ĐB-TN cắt qua lô 102-106

Định dạng
Số trang	20
Dung lượng	1,77 MB