Tổ hợp các phương pháp ĐVLGK nghiên cứu đá móng nứt nẻ mỏ Bạch Hổ

MỤC LỤC Trang phụ bìa Trang Lời cảm ơn Mục lục Danh mục hình vẽ trong đồ án Danh mục bảng trong đồ án Danh mục các ký hiệu viết tắt trong đồ án CHƯƠNG 1: ĐẶC ĐIỂM CHUNG MỎ BẠCH HỔ I.1. SƠ LƯợC Vị TRÍ ĐịA LÝ VÙNG NGHIÊN CứU 3 I.2. ĐẶC ĐIỂM ĐỊA TẦNG – CẤU KIẾN TẠO VÀ ĐẶC TRƯNG THẠCH HỌC CỦA MỎ BẠCH HỔ 5 I.2.1. Đặc điểm địa tầng 5 I.2.2. Đặc điểm cấu – kiến tạo và đặc trưng thạch học mỏ bạch hổ 7 I.2.2.1. Móng trước Kainozoi 8 I.2.2.2. Thành tạo Kainozoi 10 I.3. CƠ CHế HÌNH THÀNH ĐÁ MÓNG NứT Nẻ TRƯớC KAINOZOI Mỏ BạCH Hổ 12 I.3.1. Quá trình hình thành khối đá móng 12 I.3.2. Các quá trình phá hủy kiến tạo sau khi hình thành khối móng 13 I.3.3. Tác động do sự nén kết của đá trầm tích 13 I.3.4. Tác động của quá trình giảm tải 13 I.3.5. Quá trình phong hóa 13 I.3.6. Quá trình thủy nhiệt 13 I.3.7. Quá trình tích tụ dầu trong móng 14 I.4. MÔ HÌNH NỨT NẺ CỦA ĐÁ MÓNG BẠCH HỔ 14 CHƯƠNG 2: CÁC PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU VÀ ỨNG DỤNG CỦA CHÚNG TRONG ĐIỀU KIỆN ĐÁ MÓNG II.1. NHÓM CÁC PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ĐỘ RỖNG 17 II.1.1. Phương pháp siêu âm 17 II.1.1.1. Giới thiệu phương pháp 17 I.1.1.2. Áp dụng của phương pháp siêu âm trong điều kiện đá móng 19 II.1.2. Phương pháp mật độ 20 II.1.2.1. Giới thiệu phương pháp 20 II.1.2.2. Áp dụng của phương pháp mật độ trong điều kiện đá móng 23 II.1.3. Phương pháp neutronneutron nhiệt 24 II.1.3.1. Giới thiệu phương pháp 24 II.1.3.2. Áp dụng của phương pháp neutron trong điều kiện đá móng 26 II.2. NHÓM PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU THẠCH HỌC VÀ KHE NỨT .26 II.2.1. Phương pháp gamma tự nhiên 26 II.2.1.1. Giới thiệu phương pháp 26 II.2.1.2. Đặc trưng phóng xạ đá móng và khả năng áp dụng phương pháp gamma tự nhiên trong điều kiện đá móng 29 II.2.2. Phương pháp đo điện trở 32 II.2.2.1. Giới thiệu phương pháp 32 II.2.2.2. Áp dụng phương pháp đo điện trở trong điều kiện đá móng 33 II.3. NHÓM CÁC PHƯƠNG PHÁP QUÉT ẢNH THÀNH GIẾNG KHOAN 34 II.3.1. Phương pháp quét ảnh hình ảnh thành giếng khoan (HATGK) bằng sóng siêu âm Cast_V 34 II.3.1.1. Giới thiệu phương pháp 34 II.3.1.2. Áp dụng phương pháp Cast_V trong điều kiện đá móng 36 II.3.2. Phương pháp Fullwave Sonic 37 II.3.2.1.Giới thiệu phương pháp.................................................................................37 II.3.2.2. Áp dụng phương pháp Fullwave sonic trong điều kiện đá móng 38 CHƯƠNG 3: ĐÁNH GIÁ ĐặC TRƯNG CủA ĐÁ MÓNG NứT Nẻ ở GIếNG KHOAN 1X Mỏ BạCH Hổ. III.1. THÔNG TIN CHUNG VỀ GIẾNG KHOAN 1X, MỎ BẠCH HỔ 40 III.2. TÀI LIỆU ĐỊA VẬT LÝ THÔNG THƯỜNG 40 III.3. XỬ LÝ BASROC 44 III.3.1. Giới thiệu phần mềm 44 III.3.2. Xác định độ rỗng chung trên cơ sở hiệu chỉnh ảnh hưởng thành phần thạch học bằng phần mềm BASROC 45 III.3.2.1. Xác định độ rỗng khối (Øbl) 47 III.3.2.2. Xác định độ rỗng thứ sinh, hang hốc và nứt nẻ 48 III.3.2.3. Xác định hệ số thấm 49 III.3.3. Lựa chọn tham số 49 III.3.4. Đánh giá kết quả tính BASROC 51 III.4. KẾT QUẢ XỬ LÝ CAST_V 56 III.5. KẾT QUẢ XỬ LÝ FULL WAVE SONIC 59 III.6 KẾT HỢP KẾT QUẢ PHẦN MỀM BASROC VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐVLGK KHÁC ĐỂ NHẬN BIẾT ĐỚI HANG HỐCNỨT NẺ 63 III.7. TỔ HỢP ĐVLGK SỬ DỤNG CHO ĐÁ MÓNG NỨT NẺ_HANG HỐC... 64

tôi rất tận tình trong thời gian viết đồ án, các anh chị tại Trung tâm xử lý-Xí nghiệp Địa Vật Lý giếng khoan Vietsovpetro, đặc biệt là chuyên viên Đỗ Phương Lan đã nhiệt tình hướng dẫn tôi trong thời gian thực tập.

Mặc dù đã rất cố gắng nhưng do khả năng còn hạn chế về kinh nghiệm của bản thân cũng như thời gian, đồ án không tránh khỏi những thiếu sót, rất mong các thầy

cô giáo góp ý để đồ án được hoàn thiện hơn

Xin chân thành cảm ơn!

Mục lục

Danh mục hình vẽ trong đồ án

Danh mục bảng trong đồ án

Danh mục các ký hiệu viết tắt trong đồ án

CHƯƠNG 1: ĐẶC ĐIỂM CHUNG MỎ BẠCH HỔ

I.1 SƠ LƯỢC VỊ TRÍ ĐỊA LÝ VÙNG NGHIÊN CỨU 3

I.2 ĐẶC ĐIỂM ĐỊA TẦNG – CẤU KIẾN TẠO VÀ ĐẶC TRƯNG THẠCH HỌC CỦA MỎ BẠCH HỔ 5

I.2.1 Đ ẶC ĐIỂM ĐỊA TẦNG 5

I.2.2 Đ ẶC ĐIỂM CẤU – KIẾN TẠO VÀ ĐẶC TRƯNG THẠCH HỌC MỎ BẠCH HỔ 7

I.2.2.1 Móng trước Kainozoi 8

I.2.2.2 Thành tạo Kainozoi 10

I.3 CƠ CHẾ HÌNH THÀNH ĐÁ MÓNG NỨT NẺ TRƯỚC KAINOZOI MỎ BẠCH HỔ 12

I.3.1 QUÁ TRÌNH HÌNH THÀNH KHỐI ĐÁ MÓNG 12

I.3.2 CÁC QUÁ TRÌNH PHÁ HỦY KIẾN TẠO SAU KHI HÌNH THÀNH KHỐI MÓNG 13

I.3.3 TÁC ĐỘNG DO SỰ NÉN KẾT CỦA ĐÁ TRẦM TÍCH 13

I.3.4 T ÁC ĐỘNG CỦA QUÁ TRÌNH GIẢM TẢI 13

I.3.5 Q UÁ TRÌNH PHONG HÓA 13

I.3.6 Q UÁ TRÌNH THỦY NHIỆT 13

I.3.7 Q UÁ TRÌNH TÍCH TỤ DẦU TRONG MÓNG 14

I.4 MÔ HÌNH NỨT NẺ CỦA ĐÁ MÓNG BẠCH HỔ 14

CHƯƠNG 2: CÁC PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU VÀ ỨNG DỤNG CỦA CHÚNG TRONG ĐIỀU KIỆN ĐÁ MÓNG II.1 NHÓM CÁC PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ĐỘ RỖNG 17

II.1.1 PHƯƠNG PHÁP SIÊU ÂM 17

II.1.1.1 Giới thiệu phương pháp 17

I.1.1.2 Áp dụng của phương pháp siêu âm trong điều kiện đá móng 19

II.1.2 PHƯƠNG PHÁP MẬT ĐỘ 20

II.1.2.1 Giới thiệu phương pháp 20

II.1.2.2 Áp dụng của phương pháp mật độ trong điều kiện đá móng 23

II.1.3 P HƯƠNG PHÁP NEUTRON - NEUTRON NHIỆT 24

II.1.3.1 Giới thiệu phương pháp 24

II.1.3.2 Áp dụng của phương pháp neutron trong điều kiện đá móng 26

II.2.1.1 Giới thiệu phương pháp 26

II.2.1.2 Đặc trưng phóng xạ đá móng và khả năng áp dụng phương pháp gamma tự nhiên trong điều kiện đá móng 29

II.2.2 PHƯƠNG PHÁP ĐO ĐIỆN TRỞ 32

II.2.2.1 Giới thiệu phương pháp 32

II.2.2.2 Áp dụng phương pháp đo điện trở trong điều kiện đá móng 33

II.3 NHÓM CÁC PHƯƠNG PHÁP QUÉT ẢNH THÀNH GIẾNG KHOAN.34 II.3.1 P HƯƠNG PHÁP QUÉT ẢNH HÌNH ẢNH THÀNH GIẾNG KHOAN (HATGK) BẰNG SÓNG SIÊU ÂM C AST _V 34

II.3.1.1 Giới thiệu phương pháp 34

II.3.1.2 Áp dụng phương pháp Cast_V trong điều kiện đá móng 36

II.3.2 PHƯƠNG PHÁP FULLWAVE SONIC 37

II.3.2.1.Giới thiệu phương pháp 37

II.3.2.2 ÁP DỤNG PHƯƠNG PHÁP FULLWAVE SONIC TRONG ĐIỀU KIỆN ĐÁ MÓNG 38

CHƯƠNG 3: ĐÁNH GIÁ ĐẶC TRƯNG CỦA ĐÁ MÓNG NỨT NẺ Ở GIẾNG KHOAN 1X MỎ BẠCH HỔ III.1 THÔNG TIN CHUNG VỀ GIẾNG KHOAN 1X, MỎ BẠCH HỔ 40

III.2 TÀI LIỆU ĐỊA VẬT LÝ THÔNG THƯỜNG 40

III.3 XỬ LÝ BASROC 44

III.3.1 GIỚI THIỆU PHẦN MỀM 44

III.3.2 XÁC ĐỊNH ĐỘ RỖNG CHUNG TRÊN CƠ SỞ HIỆU CHỈNH ẢNH HƯỞNG THÀNH PHẦN THẠCH HỌC BẰNG PHẦN MỀM BASROC 45

III.3.2.1 Xác định độ rỗng khối (Ø bl ) 47

III.3.2.2 Xác định độ rỗng thứ sinh, hang hốc và nứt nẻ 48

III.3.2.3 Xác định hệ số thấm 49

III.3.3 L ỰA CHỌN THAM SỐ 49

III.3.4 Đ ÁNH GIÁ KẾT QUẢ TÍNH BASROC 51

III.4 KẾT QUẢ XỬ LÝ CAST_V 56

III.5 KẾT QUẢ XỬ LÝ FULL WAVE SONIC 59

III.6 KẾT HỢP KẾT QUẢ PHẦN MỀM BASROC VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐVLGK KHÁC ĐỂ NHẬN BIẾT ĐỚI HANG HỐC-NỨT NẺ 63

III.7 TỔ HỢP ĐVLGK SỬ DỤNG CHO ĐÁ MÓNG NỨT NẺ_HANG HỐC .64

1 Hình 1.1 Vị trí mỏ Bạch Hổ trong bể Cửu Long 3

8 Hình 2.1.1.1 Sơ đồ đo ghi của phương pháp Sonic 18

9 Hình 2.1.2.1 Các hiệu ứng tương tác tia gamma với

12 Hình 2.2.1.1 Nguyên lý hoạt động của thiết bị đo

13 Hình 2.2.2.1 Hệ thống làm việc Dual Laterolog 33

28 Hình 3.4.1 Đồ thị hoa hồng trong khoảng

STT SỐ BẢNG TÊN BẢNG TRANG

1 Bảng 1.2.2.1 Thành phần khoáng vật và sự phân bố các đá móng ở mỏ Bạch Hổ 10

2 Bảng 2.1.2.2 Kết quả phân tích mật độ khung đá theo mẫu lõi 24

3 Bảng 2.2.1.2 Tham số Địa vật lý của các khoáng vật tạo đátrong móng mỏ Bạch Hổ 30

4 Bảng 3.1 Các phương pháp địa vật lý được khảo sát 40

1 ĐVLGK Địa vật lý giếng khoan

XLSL-XNĐVLGK

Xử lý số liệu-Xí nghiệp địa vật lý giếng khoan

MỞ ĐẦU

Trong lịch sử thăm dò và khai thác dầu khí trên thế giới, lần đầu tiên người tatìm thấy thân dầu trong đá móng nứt nẻ_hang hốc ở mỏ EL_Totuma thuộcVenezuela cách đây 80 năm

Sau đó nhiều mỏ dầu trong đá móng đã được tìm ra và đưa vào khai thác ở

Mỹ, Canada, Libi, Angieri, Trung Quốc, Chi Lê, Indonexia, Nga và một số nướckhác

Ở thềm lục địa Việt Nam, mỏ Bạch Hổ là một mỏ có thân dầu trong đá mónglớn nhất không chỉ ở bồn trũng Cửu Long mà mang tầm cỡ thế giới Đây là mộttrong những thân dầu đặc biệt hiếm có và có hệ số sản phẩm cao

Do những đặc điểm của quá trình hình thành đá di dưỡng cũng như tích tụ sảnphẩm, thân dầu này có những đặc trưng thạch học và tính chất thấm chứa phức tạphơn nhiều, so với thân dầu trong đá trầm tích

Chính vì vậy trong công tác khảo sát Địa Vật Lý, cần thiết phải lựa chọn ramột tổ hợp phù hợp với đối tượng nghiên cứu Hiện nay, ở Xí Nghiệp Liên DoanhVietsovpetro đang sử dụng song song các phần mềm dựa trên các tổ hợp truyềnthống như: ULTRA, ELAN và BASROC đồng thời bước đầu sử dụng các phươngpháp mới

Trong khuôn khổ của bản đồ án này, em xin trình bày một tổ hợp các phươngpháp nghiên cứu đá móng nứt nẻ

Đề tài: “Tổ hợp các phương pháp ĐVLGK nghiên cứu đá móng nứt nẻ mỏ Bạch Hổ”

Đồ án gồm có 69 trang và 34 hình vẽ được trình bày trong 3 chương:

Chương I: Đặc điểm chung về mỏ Bạch Hổ.

Chương II: Các phương pháp nghiên cứu và ứng dụng của chúng trong điều kiện đá móng.

Chương III: Đánh giá đặc trưng của đá móng nứt nẻ ở giếng khoan 1X mỏ Bạch Hổ.

Em xin gửi lời cảm ơn chân thành tới thầy giáo PGS.TS Lê Hải An, cô ĐỗPhương Lan và các kỹ sư của Trung Tâm PT và XLSL-XNĐVLGK-Liên DoanhDầu Khí Vietsovpetro cùng các thầy cô trong bộ môn Địa Vật Lý đã giúp đỡ emhoàn thành đồ án này

Hà nội, ngày 29 tháng 05 năm 2017

Sinh viên

Nguyễn Văn Minh

CHƯƠNG I ĐẶC ĐIỂM CHUNG VỀ MỎ BẠCH HỔ

Chương này sẽ giới thiệu sơ lược về vị trí địa lý, trình bày đặc điểm địa chất mỏBạch Hổ, để làm cơ sở dữ liệu cho việc phân tích nghiên cứu đá móng mỏ Bạch Hổ

I.1 SƠ LƯỢC VỊ TRÍ ĐỊA LÝ VÙNG NGHIÊN CỨU

Hình 1.1 Vị trí mỏ Bạch Hổ trong bể Cửu Long

Mỏ Bạch Hổ thuộc bể Cửu Long, nằm trên thềm lục địa Nam Việt Nam trong

phạm vi lô 09-1, cách thành phố Vũng Tàu 120km về phía Đông Nam (Hình 1.1).

Khí hậu vùng mỏ là nhiệt đới gió mùa gồm hai mùa rõ rệt là mùa mưa và mùakhô Mùa mưa thường từ tháng 5 đến tháng 10, là mùa gió Tây Nam Thời gian mưatrong ngày thường không kéo dài nhưng lớn và kèm theo gió giật đạt tốc độ 25m/s.Nhiệt độ không khí từ 25-320C, độ ẩm không khí khoảng 87-89% Mùa khô kéo dài

từ tháng 11 đến tháng 4, là mùa gió Đông Bắc với tốc độ có thể đạt tới 20m/s Nhiệt

độ không khí từ 25-300C

Tốc độ dòng chảy ở độ sâu 15-20m đạt 85cm/s, lớp nước gần đáy đạt 20-30 cm/

s Nhiệt độ nước trong năm thay đổi từ 25-300C Độ mặn nước biển thay đổi từ

33-35 g/l Chiều sâu nước biển ở vùng mỏ khoảng 50m có thể sử dụng các giàn khoan

tự nâng Mức địa chấn ở vùng mỏ không vượt quá 6 độ Richter

Việc vận chuyển hàng hóa nặng từ các cơ sở sản xuất đến mỏ được thực hiệnbằng tàu biển Hàng hóa, vật liệu nhẹ và nhân viên được vận chuyển bằng máy baytrực thăng từ sân bay Vũng Tàu Thời gian thuận lợi cho việc hoạt động trên biển làgiai đoạn gió mùa Đông Nam từ tháng 6 đến tháng 9 cũng như thời kỳ chuyển mùatrong tháng 4, tháng 5 và tháng 11

Nguồn năng lượng phục vụ cho giàn khoan là động cơ điện đặt trên giàn, phục

vụ cho cơ sở sản xuất của xí nghiệp trên bờ là đường điện 35 Kv dẫn từ trạm điệnthành phố Hồ Chí Minh và từ các nhà máy điện khí Bà Rịa và Phú Mỹ

I.2 ĐẶC ĐIỂM ĐỊA TẦNG – CẤU KIẾN TẠO VÀ ĐẶC TRƯNG THẠCH HỌC CỦA MỎ BẠCH HỔ

I.2.1 Đặc điểm địa tầng

Hình 1.2.1.1 Mặt cắt địa chấn qua vòm Bắc Bạch Hổ

Hình 1.2.1.2 Mặt cắt địa chấn qua vòm trung tâm mỏ Bạch Hổ

Hình 1.2.1.3 Mặt cắt địa chấn qua vòm Nam mỏ Bạch Hổ

Trong phạm vi mỏ Bạch Hổ, phát hiện hai tầng cấu trúc: Móng trước Kainozoi

và trầm tích Kainozoi Đá móng trước Kainozoi là đá xâm nhập granitoide có cấutạo khối, và các đai mạch diabaz và basalt xuyên cắt Trầm tích Kainozoi chia làmhai phụ tầng trên và dưới

Phụ tầng dưới gồm: Trầm tích tuổi Eocene, trầm tích Oligocen sớm và trầm tíchTrà Tân sớm Là những trầm tích phân bố xiên chéo, không ổn định, được kết thúcbằng các pha nâng và bị phân cắt nhiều bởi các hệ thống đứt gãy Đặc điểm nàyphản ảnh giai đoạn phá hủy kiến tạo mạnh và các trầm tích tích tụ vào các hố sụtgần kề

Phụ tầng trên gồm: Trầm tích Trà Tân giữa và muộn, trầm tích Miocene,Pliocene và Đệ Tứ Là những trầm tích nằm ngang hoặc lớp có góc dốc nhỏ ở cáctập dưới (Oligocene trên) Đặc điểm này phản ánh quá trình lấp đầy bể trầm tíchtrong giai đoạn tương đối ổn định

Cơ sở phân chia hai phụ tầng này là mức độ phá hủy kiến tạo, yếu tố này mạnhhơn ở phụ tầng dưới, biểu hiện bằng sự xuất hiện các đứt gãy phát triển đến nóc của

tập trầm tích Trà Tân sớm Ranh giới phân chia hai phụ tầng là bề mặt bất chỉnh

hợp giữa Trà Tân sớm và Trà Tân giữa, tức là tầng địa chấn SH-10 (Hình 1.2.1.1).

I.2.2 Đặc điểm cấu – kiến tạo và đặc trưng thạch học mỏ Bạch Hổ

Theo cột địa tầng thạch học mỏ Bạch Hổ (Hình 1.2.2) thì địa tầng ở mỏ Bạch

Hổ gồm các tập trầm tích tuổi từ Eocene (Phân bố ở phần cánh), Oligocene đếnPleistocene, các tập trầm tích này nằm phụ lên khối đá móng kết tinh trướcKainozoi

Hình 1.2.2 Cột địa tầng mỏ Bạch Hổ

I.2.2.1 Móng trước Kainozoi

Kết quả phân tích thạch học, thạch địa hóa, tuổi đồng vị phóng xạ và sự đốisánh với các thành tạo magma xâm nhập trên lục địa cho thấy, móng trước Kainozoi

của mỏ Bạch Hổ được cấu tạo bởi ba phức hệ xâm nhập (bảng 1.2.2.2)

Phức hệ Hòn Khoai, tuổi T-J1, từ 253 đến 188 triệu năm

 Phức hệ Định Quán, tuổi J2-K1, từ 178 đến 108 triệu năm

 Phức hệ Cà Ná, tuổi K2-E1, từ 97 đến 59 triệu năm

Phức hệ Hòn Khoai được Huỳnh Trung và Nguyễn Xuân Bao xác lập năm

1979, trên cơ sở nghiên cứu các thành tạo xâm nhập tuổi Trias phân bố ở khu vựcquần đảo Hòn Khoai và Hòn Đá Bạc (Nam Bộ)

Trong phạm vi mỏ Bạch Hổ, các phức hệ này gặp chủ yếu ở khu vực Đông Bắcvòm Bắc, cũng như rìa Tây vòm Bắc và phía Bắc vòm trung tâm

Thành phần các đá thuộc phức hệ này chủ yếu là diorite thạch anh, một ítgradiorite hornblende biotite, gradiorite biotite hạt mịn đến hạt trung và một ít lẫnhornblend hạt mịn Phức hệ gồm 3 pha xâm nhập

biotite hornblend, diorite thạch anh và diorite hornblend-biotite Thành phần khoángvật chính bao gồm: Plagioclase natri 60-68%, feldspar kali 0-3%, thạch anh 5-15%,biotite 13-15%, horblende 0-18%, amphibol <10% Các khoáng vật phụ hay gặp cóapatite, sphen và quặng, đôi khi có zircon Các khoáng vật thứ sinh thường gặp làcalcide, epidot, zeolite và chlorite

vật chính bao gồm: Plagioclas natri 43-63%, feldspar kali 10-27%, thạch anh 17%, biotite 5-13%, amphibol 3-8%

những đá monzonite biotite thạch anh sáng màu Thành phần khoáng vật chính baogồm plagioclase 40-49%, feldspar kali 30-36%, thạch anh 16-18%, biotite 5-7%

Khoáng vật phụ: Apatite, sphen, zircon, và khoáng vật quặng Khoáng vật thứ sinhEpidot, chlorite, muscovite.

Tuổi của phức hệ Hòn Khoai được giả định là sát trước Triat muộn đến đầu Jurasớm

Phức hệ Định Quán được Huỳnh Trung và Nguyễn Xuân Bao xác lập năm 1979trên cơ sở nghiên cứu và thành tạo xâm nhập tuổi Menozoi muộn phân bố ở đới ĐàLạt Gồm các đá acid vừa phải: Granodiorite và diorite gabro-diorite

Đá móng Bạch Hổ, các thành tạo xâm nhập Định Quán phân bố khá rộng chủyếu trên bề mặt móng ở các khu vực Bắc vòm trung tâm, phía Nam vòm Bắc Đặcđiểm thạch học gồm hai pha xâm nhập

phần khoáng vật chính bao gồm: Plagioclas 40-54%, feldspar kali 16-28%, thạchanh 18-24%, biotite 6-10% Khoáng vật phụ: Apatite và quặng, đôi khi có ortite vàsphen Khoáng vật thứ sinh với hàm lượng rất ít là muscovite Có cả monzodioritebiotite thạch anh đa sắc màu chứa 47-58% plagioclase, 17-28% feldspar kali, 12-17% thạch anh, 5-10% biotite

Thành phần khoáng vật chính: Plagioclase 40-47%, feldspar kali 21-33%, thạch anh24-28%, biotite 3-7% Khoáng vật phụ: Apatite, magnetite, sphen Khoáng vật thứsinh với hàm lượng rất ít là muscovite chlorite, carbonate, epidot

Tuổi phức hệ được giả định từ Jura đến Krate sớm

Phức hệ Cà Ná được Huỳnh Trung và Nguyễn Xuân Bao xác lập năm 1979 trên

cơ sở nghiên cứu các thành tạo xâm nhập có thành phần acid, siêu acid tuổi Kratemuộn phân bố ở đới Đà Lạt Ở mỏ Bạch Hổ, phức hệ này phân bố rộng khắp vòmtrung tâm và phía Bắc của vòm Bắc

đai mạch bao gồm: Granite sáng màu, granite 2 mica và granite biotite Hàm lượngkhoáng vật chính: Plagioclase axit-oligoclase 25-35%, feldspar kali microlin 25-

35%, thạch anh 28-40%, biotite 2-10%, muscovite 0-4% Khoáng vật phụ Apatite,ortit, granat, zircon, quặng Khoáng vật thứ sinh: Sericite, muscovite, anbite,lomontite, chlorite, epidot, thạch anh thứ sinh, kaolinite, calcite, pyrite…Pha đaimạch có thành phần là granite phoocphia Thành phần khoáng vật Oligoclas 50%,thạch anh 20-25%, feldspar kali 25%, muscovite và biotite.

Tuổi phức hệ Cà Ná được giả định từ Kreta đến Paleocene

Bảng 1.2.2.1 Thành phần khoáng vật và sự phân bố các đá móng ở mỏ Bạch Hổ

Khoáng vật

%

Vòm trung tâm

Phức hệ

Granit Gradiori

MonzodioriteBiotite thạchanh

MonzoniteBiotitethạch anhsáng màu

MonzonitBiotitethạch anh

DioriteThạch anhsáng màu

Đứt gãy trong trầm tích Neogene có số lượng không nhiều, phương á kinh tuyến

và Đông Bắc, biên độ không quá 100m, thường ít khi dài quá 3-4km Tuy nhiên,chúng thường là màn chắn kiến tạo của một số thân dầu trong lát cắt Miocene.Đứt gãy trong móng phần lớn đều không có vai trò chắn nên ít ảnh hưởng đếncấu trúc thân dầu, ngoại trừ các đứt gãy nghịch ở phía Tây và một số khối phía Bắc.Nhưng ở trầm tích Oligocene các đứt gãy lại là các yếu tố quyết định cho sự hìnhthành các thân dầu có dạng chắn kiến tạo

b.Phụ thống Miocene giữa

Nằm giữa tầng địa chấn SH-3 và SH-2 Chiều dày trầm tích khoảng 900m Thành phần thạch học chủ yếu là cát kết arkoz, đôi chỗ là cát xen lớp khôngđều với bột kết, sét, các vỉa mỏng dăm kết, sét vôi và than nâu Các lớp trầm tíchgắn kết chưa tốt, có nơi còn bở rời

850-c.Phụ thống Miocene trên

Nằm giữa tầng địa chấn SH-2 và SH-1 Hệ tầng có chiều dày khoảng 500-750m, vớithành phần thạch học chủ yếu là các kết thạch anh lẫn sỏi, xen kẽ với bột sét và sét.Mức độ gắn kết yếu và bở rời Vỉa mỏng, dạng thấu kính

 Thống Eocene, Oligocene

Hệ tầng tuổi Oligocene sớm, ranh giới trên là tầng địa chấn SH-11, chiều dày

từ 0m (vòm trung tâm) đến 400m (vòm Bắc) và dày hơn ở hai cánh Thành phầnthạch học gồm: Cuội, sạn, sỏi xen lẫn với lớp cát hạt thô, sét màu Trầm tích nóichung được tạo thành trong điều kiện lục địa với các tướng sông, hồ và đầm lầy,phát triển không đều theo diện tích cũng như chiều sâu, có dạng thấu kính

Tuổi Oligocene muộn, nằm giữa tầng địa chấn SH-11 và SH-10 Chiều dàythay đổi từ 400-600m, thành phần thạch học gồm các lớp sét kết chiếm từ 40-70%,các lớp sét than dày từ 5-7m, bột kết và cát kết Đá có màu xám, xám sẫm và nâu

đỏ Bị phá hủy kiến tạo mạnh, tồn tại nhiều đứt gãy

Tuổi Oligocene muộn, nằm giữa tầng địa chấn SH-10 và SH-7 Chiều dày từ400-800m, chủ yếu là sét và sét kết Ở phần trên, sét kết màu đen có hàm lượng vậtchất hữu cơ cao Trong nhiều giếng khoan gặp các vỉa đá bazo nguồn gốc núi lửadày tới 20m và đôi khi là các vỉa than mỏng Trầm tích được thành tạo trong điềukiện lục địa, tướng sông, hồ, đầm lầy và cả biển nông

I.3 CƠ CHẾ HÌNH THÀNH ĐÁ MÓNG NỨT NẺ TRƯỚC KAINOZOI MỎ BẠCH HỔ

Đá móng được hình thành qua nhiều giai đoạn và quá trình địa chất rất phứctạp, các quá trình có thể diễn ra riêng lẻ hoặc đồng thời nhưng luôn có mối quan hệqua lại, có tăng cường hoặc làm suy giảm và cũng có thế xóa nhòa vai trò của từngquá trình riêng biệt

I.3.1 Quá trình hình thành khối đá móng

Đá móng Bạch Hổ hình thành qua ba giai đoạn xâm nhập: Triat muộn (Phức

hệ Hòn Khoai), Jura muộn (Phức hệ Định Quán), Creta (Phức hệ Cà Ná) Quá trìnhnguội lạnh, co ngót, biến chất tiếp xúc và các hoạt động nhiệt dịch tạo ra các hệthống lỗ rỗng và các khe nứt nhưng do khối móng nằm ở độ sâu lớn nên mức độliên thông rất hạn chế vì vậy đá móng chưa thể trở thành đá chứa Thành phần của

đá và các khoáng vật thứ sinh có ảnh hưởng đến mức độ biến đổi đá sau này và khảnăng rỗng thấm của đá móng.

I.3.2 Các quá trình phá hủy kiến tạo sau khi hình thành khối móng

Sự hình thành và phát triển của các nứt nẻ đứt gãy trong móng Bạch Hổ xảy ratrong 5 giai đoạn kiến tạo từ D1 đến D5, trong đó pha nén ép D4 trong Oligoxenmuộn tạo ra các hệ thống đứt gãy nghịch và cấu trúc nhô cao của móng Bạch Hổ.Pha kiến tạo này đóng vai trò quan trọng nhất quyết định khả năng chứa dầu khí củamóng mỏ Bạch Hổ cũng như hầu hết các khối nhô móng khác của bể Cửu Long

I.3.3 Tác động do sự nén kết của đá trầm tích

Một phần khối móng nằm chờm nghịch lên trên trầm tích ở phía Tây khối Bắc

và khối trung tâm mỏ Bạch Hổ Do mức độ nén kết của đất đá trầm tích lớn, nênchúng bị co ngót thể tích đáng kể và làm cho đá móng phía trên bị sụt xuống tạo racác đứt gãy và khe nứt mới đồng thời làm mở rộng các hệ thống, đứt gãy có trước

I.3.4 Tác động của quá trình giảm tải

Khi khối đá móng Bạch Hổ lộ ra và thoát khỏi sự nén ép rất lớn của đất đá phủtrên, các khe nứt do giảm tải trong móng xuất hiện và có thể phát triển xuống sâuhơn 200m so với mặt móng

I.3.5 Quá trình phong hóa

Quá trình phong hóa xuất hiện khi khối móng Bạch Hổ nhô lên bề mặt đất vàchịu tác động của các hoạt động bề mặt, quá trình này xảy ra mạnh nhất trongkhoảng đầu Oligoxen muộn khi khối móng Bạch Hổ bị nén ép, nâng cao và bịxuyên cắt bởi đứt gãy nghịch Phần diện tích móng bị ảnh hưởng mạnh nhất của quátrình này gần như trùng với phần thiếu vắng trầm tích Trà Cú Quá trình biến đổiphong hóa được coi là có vai trò quan trọng thứ hai sau yếu tố kiến tạo

I.3.6 Quá trình thủy nhiệt

Dòng lưu chuyển thủy nhiệt là một yếu tố quan trọng khống chế sự biến đổi đámóng mỏ Bạch Hổ, chúng hòa tan các khoáng vật không bền vững, tích tụ nhữngkhoáng vật thứ sinh và có thể lấp đầy các hang hốc, lỗ rỗng và khe nứt Hoạt độngthủy nhiệt có thể chia ra làm ba giai đoạn Giai đoạn đầu khi khối móng lộ ra bề mặttạo ra hệ thống mở Phần nhô khỏi bề mặt hoạt động thủy nhiệt yếu, phần dưới cũng

như phần trầm tích phủ hoạt động thủy nhiệt mạnh mẽ hơn Giai đoạn ba, móng bịtầng sét phủ tạo ra hệ thống kín Hoạt động thủy nhiệt trong móng không đều, tăngtheo chiều sâu và theo các đứt gãy sâu tái hoạt động.

Hình 1.3.6 Hoạt động thủy nhiệt trong đá móng

I.3.7 Quá trình tích tụ dầu trong móng

Dầu khí ít có phản ứng với các thành phần đất đá, nên khi chúng tích tụ vàthay thế nước trong các lỗ rỗng đã làm cho các phản ứng tạo các khoáng vật thứsinh giảm thiểu do vậy các lỗ rỗng được bảo tổn

Khi khối đá móng bị tập sét phủ kín và dầu bắt đầu tích tụ dần trong mónghoạt động thủy nhiệt có sự giảm dần Về tổng thể, hoạt động thủy nhiệt có vai tròtiêu cực trong việc bảo tồn đá chứa, bằng chứng là khu vực khối Bắc và khối Namcũng như phần dưới lát cắt móng hoạt động thủy nhiệt mạnh nhưng khả năng thấmchứa kém

I.4 MÔ HÌNH NỨT NẺ CỦA ĐÁ MÓNG BẠCH HỔ

Mô hình đá chứa trong khối móng nâng mỏ Bạch Hổ được nhiều tác giả côngnhận nhất là mô hình sau:

Hình 1.4 Mô hình nứt nẻ của đá móng Bạch Hổ

bố rộng rãi trong toàn bộ khối móng nâng mỏ Bạch Hổ Các đới nứt nẻ macro đượchình thành bởi các hoạt động kiến tạo Đường kính đới ngấm của dung dịch khoantrong đới nứt nẻ macro phụ thuộc chủ yếu vào sự chênh áp hay năng lượng vỉa Cácđới phá hủy này có độ dày thay đổi từ vài mét cho đến 60m, tuy nhiên chiều dày cácđới nứt nẻ lớn chủ yếu thay đổi trong khoảng 2-4m, khoảng cách giữa các đới pháhủy dao động trong khoảng từ vài mét đến 100m, thậm chí có nơi quan sát thấyhàng trăm mét Tham số này cần được nghiên cứu nhiều hơn nữa bởi chúng phảnánh mức độ phá hủy của hoạt động kiến tạo đối với đá móng mỏ Bạch Hổ

theo bề mặt các nứt nẻ macro Đối với nứt nẻ macro, nước lọc mùn khoan (Filtrate)hoặc chất lưu chỉ có thể thấm được bằng lực mao dẫn, chính vì vậy các đới nàykhông có khả năng cho dòng khi tạo chênh áp nhất định Các đới này rất khó pháthiện theo tài liệu địa vật lý giếng khoan Tuy nhiên các đới này đặc trưng bởi sự giatăng một chút giá trị thời gian theo độ rỗng neutron

Hang hốc thứ sinh: Hệ thống hang hốc thứ sinh được hình thành và phát

triển dọc các bề mặt nứt nẻ lớn, nơi giao nhau của các nứt nẻ Sự có mặt của hệthống hang hốc thứ sinh đã làm gia tăng đáng kể khả năng thấm chứa trong thân dầucủa đá móng

Đới đá magma rắn chắc không có khả năng thấm chứa hydrocacbon

CHƯƠNG II CÁC PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU VÀ ỨNG DỤNG CỦA

CHÚNG TRONG ĐIỀU KIỆN ĐÁ MÓNG

Chương này sẽ giới thiệu các phương pháp địa vật lý (ĐVL) và ứng dụng củachúng để nghiên cứu nứt nẻ-hang hốc trong đá móng mỏ Bạch Hổ

II.1 NHÓM CÁC PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ĐỘ RỖNG

II.1.1 Phương pháp siêu âm

II.1.1.1 Giới thiệu phương pháp

a.Cơ sở của phương pháp

Phương pháp siêu âm hay còn gọi là phương pháp sóng âm xuất hiện muộnhơn các phương pháp địa vật lý nghiên cứu giếng khoan khác như phương phápđiện từ, phương pháp điện, phương pháp phóng xạ, nhưng lại có phạm vi ứng dụngkhá rộng rãi Nguyên lý của phương pháp sóng âm là nghiên cứu, khảo sát tính đànhồi của các lớp đất đá xung quanh thàng giếng khoan dựa trên cơ sở của sự lantruyền sóng đàn hồi trong các lớp đá đó Khi lan truyền trong các lớp đá khác nhausóng âm truyền với tốc độ khác nhau và suy giảm năng lượng ( biên độ của nó trongtừng lớp đá cũng khác nhau) Các đặc điểm nêu trên là cơ sở để tiến hành các phép

đo siêu âm khác nhau như phương pháp tốc độ, phương pháp biên độ…Để nghiêncứu các tham số của đất đá chúng ta giới hạn ở phạm vi phương pháp tốc độ sóngsiêu âm

Vì sóng đi cả trong lỗ rỗng và trong khe nứt nên độ rỗng đo được sẽ là độ rỗngthực cộng độ rỗng khe nứt Do đó độ rỗng tính theo phương pháp này luôn lớn hơn

độ rộng thực của đá Để hạn chế sự sai khác này Schlumberger sử dụng phươngpháp đo gồm một Zond đo dài và một Zond đo ngắn Việc sử dụng hai Zond đo rất

có ý nghĩa vì khi trong đá móng có rất nhiều rạn nứt hoặc hang hốc ra không thể đođược

Sự sắp xếp của các hạt đá và lỗ rỗng của đã có ảnh hưởng rất lớn đến tốc độtruyền sóng siêu âm trong đá Nhiều công trình nghiên cứu đã chỉ ra rằng : Hìnhdáng, kích thước và sự phân bố sắp xếp của lỗ rỗng đều tác động lên tốc độ truyền

sóng âm Thông thường khi độ rỗng đạt đến khoảng 5-10% thì thời gian lan truyềnsóng thực sự không thay đổi lớn Vì vậy, phương pháp siêu âm trong giếng khoanđược xem là không thể hiện rõ độ rỗng thứ sinh trong điều kiện hang hốc.

Hiện nay đế giảm ảnh hưởng của dung dịch khoan và đường kính giếng khoan

và tăng độ chính xác thì người ta thiết kế nhiều chấn tử thu, phát cùng một lúc vớicác sắp xếp vị trí khác nhau

Hình 2.1.1.1 Sơ đồ đo ghi của phương pháp Sonic

Sóng đàn hồi được phát ra từ chấn tử (T) qua dung dịch khoan (a), khúc xạ vàlan truyền trong thành hệ (b), sau đó lại bị khúc xạ và đi qua dung dịch (c) tới chấn

tử thu (R) Chấn tử phát và chấn tử thu đặt cách nhau khoảng cố định L.Thời giantruyền sóng đàn hồi đi theo đường a, b, c goi là thời gian truyền sóng ∆t

Trong đó: ∆t: Thời gian truyền sóng âm trong đá (DTlog)

∆tf : Thời gian truyền sóng âm trong chất lưu (DTf)

∆tma : Thời gian truyền sóng âm trong khung đá (DTma)

Ø: Độ rỗng của đá

b Ứng dụng của phương pháp

 Xác định độ rỗng đá chứa

 Kết hợp các phương pháp độ rỗng khác để xác định độ rỗng nứt nẻ trongcarbonate

 Minh giải địa chấn

 Xác định dị thường áp suất

 Xác định chất lượng trám xi măng

c Yếu tố ảnh hưởng đến phương pháp

 Khí trong dung dịch khoan : các bọt khí trong dung dịch khoan sẽ làm phântán và hấp thụ năng lượng sóng âm, sự suy yếu tín hiệu đôi khi làm máy thu khôngnhận được hoặc không đáng kể gây nên nhầm lẫn đến kết quả đo

 Giếng khoan có đường kính lớn : trong các giếng khoan có đường kính đủlớn, khoảng thời gian để sóng dọc hoặc sóng ngang đi từ máy phát – lớp sét – thành

hệ - lớp mud cake – máy thu của sóng dọc Nếu điều này xảy ra nghĩa là ta không

có được dữ liệu đo chính xác

 Sự biến đổi trong đới thấm : quá trình khoan và sự xâm nhập trong đới thấmnhiễm của dung dịch khoan có thể làm biến đổi đất đá xung quanh thành giếngkhoan Có một số khoáng vật sét (monmorilonit chẳng hạn) khi gặp nước sẽ trương

nở, vì thế làm ảnh hưởng đến kết quả đo

I.1.1.2 Áp dụng của phương pháp siêu âm trong điều kiện đá móng

Đá móng mỏ Bạch Hổ được đặc trưng bởi các đới nứt nẻ hang hốc chủ yếuthay đổi trong khoảng 2-4m, khi sóng siêu âm qua những đới này thì sẽ gia tăngthời gian truyền sóng ∆t, tuy nhiên độ mở các khe nứt thường nhỏ phổ biến là vàichục đến vài trăm micro-metre (μm) nên sự gia tăng thời gian truyền sóng ∆t nàym) nên sự gia tăng thời gian truyền sóng ∆t nàykhông lớn, phương pháp này nhận diện tốt những đới nứt nẻ với tỷ lệ khe nứt có độ

mở lớn Độ phân giải của phương pháp thường từ 0.6-0.8m, vì vậy với những đớinứt nẻ nhỏ hơn 0.6m và những nứt nẻ đơn thì phương pháp không thể nhận diệnđược

Phương pháp siêu âm là phương pháp có độ nhạy cao với nứt nẻ nên nó được

sử dụng để lọc độ rỗng hiệu dụng, phân loại nứt nẻ Giá trị DT đưa vào phân loạigồm:

DTblock: Các khoảng có giá trị DTlog < DTblock tương ứng với đá rắn chắc,trong đá móng Bạch Hổ đối với các đá rắn chắc thì DTlog < 50 μm) nên sự gia tăng thời gian truyền sóng ∆t nàys/ft

DT* : Giá trị tới hạn đới nứt nẻ lớn Khi DT* > DTlog > DTblock tương ứng vớiđới đá chỉ gồm vi nứt nẻ, trong đá móng Bạch Hổ đối với đá vi nứt nẻ thì 60μm) nên sự gia tăng thời gian truyền sóng ∆t nàys/ft ≥

DTlog ≥ 50μm) nên sự gia tăng thời gian truyền sóng ∆t nàys/ft Khi DTlog ≥ DT* tương ứng với nứt nẻ lớn, trong đá móng Bạch Hổđối với đá chứa nứt nẻ lớn thì DTlog ≥ 60μm) nên sự gia tăng thời gian truyền sóng ∆t nàys/ft

Do máy đo dựa trên nguyên tắc siêu âm nên kết quả thu được phụ thuộc rấtnhiều vào điều kiện đo Cụ thể đó là độ định tâm của máy, sự gồ ghề của thànhgiếng khoan, cũng như khối lượng vật thể rắn có trong dung dịch Các điều kiệnkhông thuận lợi trên rất hay gặp trong quá trình khảo sát đá móng, vì vậy khi minhgiải tài liệu của phương pháp siêu âm cần chú ý đến những ảnh hưởng đó để cóphương pháp hiệu chỉnh hợp lý

II.1.2 Phương pháp mật độ

II.1.2.1 Giới thiệu phương pháp

a.Cơ sở của phương pháp

Phương pháp gamma mật độ còn gọi là phương pháp gamma gamma Trongquá trình đo người ta thả máy với bộ nguồn phát ra tia gamma Tia gamma phát ra

sẽ tương tác với môi trường đất đá Trong quá trình tương tác này chúng sẽ gây ra 3

hiệu ứng chính ( hình 2.1.2.1).

 Hiệu ứng hấp thụ quang điện Trong trường hợp này chùm tia gamma phóng

ra bị hấp thụ hoàn toàn bởi các nguyên tử của các nguyên tố cấu thành đất đá khiếncho một hoặc vài điện tử bị tách ra khỏi quỹ đạo thành quang điện tử

 Hiệu ứng tán xạ Compton Trong hiệu ứng này chùm tia gamma trong quátrình chuyển động và tương tác với các nguyên tử của các nguyên tố cấu thành đất

đá bị mất năng lượng và chuyển động lệch hướng

 Hiệu ứng tạo cặp Trong hiệu ứng này chùm tia gamma sau khi tương tác vớicác nguyên tử của các nguyên tố cấu thành đất đá, bị mất hoàn toàn năng lượng, bắn

ra cặp điện tử trái dấu nhau e+( poziton) và e-

Hình 2.1.2.1 Các hiệu ứng tương tác tia gamma với môi trường

Trong phương pháp này dùng nguồn phóng xạ gamma chứa các đồng vị phóng

xạ, thường dùng hai nguồn chính là Co60 và Cs137

Thiết bị đo ghi được đặt giữa giếng khoan hay áp sườn Các khối nguồn vàkhối đo của máy giếng được đặt trong ống trụ bằng hợp kim nhẹ có đường kính nhỏhơn đường kính định danh của giếng khoan Áp sườn nhờ một hệ lò xo và cánh taygạt Detector và nguồn phóng xạ được đặt trong màn chì có các khe rãnh hướng tớithành giếng khoan ở phía áp sườn nhằm tăng độ nhạy của kết quả với mật độ củađất đá Detector ghi cường độ tia gamma tán xạ đặt cách nguồn một khoảng L (

hình 2.1.2.2) Cuối cùng người ta thấy rằng mật độ electron liên quan đến mật độ

khối của đất đá ( bulk density)

Hình 2.1.2.2 Mô hình tổng quát thiết bị đo gamma mật độ

Mật độ khối ρb có quan hệ với chỉ số mật độ electron Pe ( Hệ số hấp thụ quangđiện) là:

Pe = 2 ρb

Trong đó: Z: Số nguyên tử

A: Khối lượng nguyên tử

Đối với các nguyên tố cấu tạo nên vỏ Trái Đất thì tỷ số

Mật độ ρb có quan hệ với năng lượng gamma phát và thu là:

Ln Iᵧ = ln I0 – μm) nên sự gia tăng thời gian truyền sóng ∆t nàymρbx

Trong đó: I0: Cường độ bức xạ gamma tại nguồn

Iᵧ: Cường độ bức xạ gamma tại điểm thu

X: Khoảng các từ nguồn phát đến ống đếm

μm) nên sự gia tăng thời gian truyền sóng ∆t nàym: Hệ số hấp thụ khối với cùng mức năng lượng tia tới μm) nên sự gia tăng thời gian truyền sóng ∆t nàym của cácvật chất khác nhau xấp xỉ bằng nhau.

Trong môi trường có lỗ rỗng, mật độ khối ρb có quan hệ với các thành phầntạo đá theo cộng hưởng:

b.Yếu tố ảnh hưởng lên kết quả đo gamma gamma

Đường cong gamma mật độ đo được chịu ảnh hưởng bởi:

 Mật độ đất đá

 Chiều dày vỉa hay mật độ các lớp đất đá xung quanh

 Đường kính thực của giếng khoan

 Xác định ranh giới vỉa

 Kiểm tra trạng thái kỹ thuật sau khi chống ống

II.1.2.2 Áp dụng của phương pháp mật độ trong điều kiện đá móng

Mật độ được đo từ các khảo sát ĐVLGK được xem như một phương pháp độrỗng Độ rỗng thành hệ xác định được sau khi xác định mật độ khung đá, mật độchất lưu

Bảng 2.1.2.2 cho thấy đặc điểm biến đổi mật độ khung đá móng qua nghiên

cứu mẫu lõi trong khu vực Bạch Hổ Sự thay đổi mật độ khung đá này chủ yếu liên

quan đến sự biến đổi thạch học, giá trị mật độ khung đá thường cao (2.75-2.9g/cm3), tương ứng với các nhóm đá trung tính (Diorite) do sự thay thế Na bằng Catrong khoáng vật Plagioclas và ngược lại mật độ giảm trong nhóm đá axit (2.6-2.75g/cm3).

Bảng 2.1.2.2 Kết quả phân tích mật độ khung đá theo mẫu lõi

Từ bảng 2.1.2.2.cho thấy sự biến đổi mật độ khung đá trong dải rất rộng

(2.6-2.9 g/cm3) điều này cũng có nghĩa là việc xác định mật độ khung đá trong quá trìnhxác định độ rỗng của đá là nhiệm vụ rất quan trọng Như vậy bằng phép đo mật độđộc lập cũng chỉ cho phép nhận dạng định tính nứt nẻ Mặt khác, với đặc tính hanghốc nứt nẻ của đá móng thì việc nhận dạng, xác định mức độ nứt nẻ không chỉ phụthuộc vào độ nhạy của máy đo và còn phụ thuộc vào độ phân giải của máy Trong

đá móng, tại những vùng mức độ phá hủy, nứt nẻ cao (Độ rỗng 5-10%) thì có thểnhận biết dễ dàng bằng máy mật độ thạch học này

II.1.3 Phương pháp neutron-neutron nhiệt

II.1.3.1 Giới thiệu phương pháp

a.Cơ sở của phương pháp

Phương pháp notron được thực hiện theo nguyên tắc bắn phá môi trườngnghiên cứu xung quanh giếng khoan bằng một luồng các hạt notron nhanh(En>Kev) và thu nhận các notron có năng lượng thấp (notron nhiệt En< 0,025 eV)

Có 2 phương pháp notron là phương pháp notron nhiệt và notron trên nhiệt(En=0,025eV – 100 eV)

Trong quá trình tương tác các notron với hạt nhân của các nguyên tố cấu thànhđất đá xảy ra các tương tác khác nhau, trong đó tương tác của notron với các hạtnhân của các nguyên tố khiến năng lượng của notron suy giảm nhanh chóng thànhnotron nhiệt Một hàm lượng nhất định notron nhiệt này đi vào ống đếm của máynotron Còn một số lượng notron khác sau khi tương tác với hạt nhân của nguyên tố

cấu thành đất đá, bị mất năng lượng hoàn toàn và bị hấp thụ bởi các nguyên tố cấuthành đất đá Tương tác suy giảm một phần năng lượng của các hạt notron xảy ramạnh nhất giữa các hạt notron với nguyên tố hydro, nơi mật độ hạt nhân xấp xỉbằng mật độ hạt notron

Môi trường nhiều lỗ rỗng thì sẽ có nhiều nguyên tử hydro hơn vì các lỗ rỗngthường chứa đầy nước hoặc hydrocacbon, do vậy kết quả đo của phương pháp nàyphụ thuộc vào độ rỗng của môi trường Số lượng notron nhiệt thu được trong ốngđếm tỷ lệ với số lượng nguyên tử hydro chứa trong đá hay độ rỗng của đá

Hình 2.1.3.1 Mô hình thiết bị đo Neutron

Trong đó: Ø: Độ rỗng của đất đá

W: Chỉ số hydro đo được của vỉa

Wf : Chỉ số hydro của filtrate dung dịch khoan (Bằng thực nghiệm

Wf=0.991)

Wma: Chỉ số hydro của khung đá (Chọn Wma=0.03)

b.Các yếu tố ảnh hưởng tới phương pháp

 Đường kính thực của giếng khoan

 Thành phần thạch học của đất đá

 Số lượng và loại hydrocacbon

 Hàm lượng sét

 Chiều dày của lớp vỏ sét

 Nồng độ khoáng hóa của giếng khoan

 Nồng độ khoáng hóa của hệ đá vôi

 Tỷ trọng của dung dịch khoan

 Nhiệt độ của giếng khoan

c.Ứng dụng của phương pháp

 Xác định độ rỗng của đá chứa

 Kết hợp các phương pháp khác để xác định thạch học và độ rỗng

 Xác định vỉa khí

 Xây dựng lát cắt thành giếng khoan

 Xác định ranh giới nước dầu, dầu khí

II.1.3.2 Áp dụng của phương pháp neutron trong điều kiện đá móng

Khả năng phân giải của lát cắt theo phương thẳng đứng của các phương phápneutron thường khá cao khoảng 0.25-0.5m, chiều sâu nghiên cứu khoảng 0.2-0.3m.Như vậy với đặc điểm thân dầu của đá móng Bạch Hổ (Các đới nứt nẻ hang hốc 2-4m) thì phương pháp neutron-neutron nhiệt phát hiện tốt các đới nứt nẻ hang hốcnày Tuy nhiên mica là nhóm khoáng vật ngậm nước trong mạng tinh thể của chúngdưới dạng kết tinh, dạng nước này không liên quan đến độ rỗng nhưng chúng vẫnđược thể hiện trên kết quả đo Bên cạnh đó sự có mặt của các nguyên tử bắt giữneutron với tiết diện bắt giữ cao như: Cl, Li…thì số đếm ở ống đếm bị ảnh hưởngrất lớn bởi sự hiện diện của chúng Các nguyên tố khác tuy khả năng làm chậmneutron thấp nhưng vẫn ảnh hưởng đến phép đo

II.2 NHÓM PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU THẠCH HỌC VÀ KHE NỨT

II.2.1 Phương pháp gamma tự nhiên

II.2.1.1 Giới thiệu phương pháp

a.Cơ sở của phương pháp

Phương pháp đo bức xạ gamma tự nhiên là đo cường độ bức xạ gamma tựnhiên của các lớp đất đá theo chiều sâu giếng khoan để nghiên cứu lát cắt địa chấtxung quanh thành giếng khoan Như ta đã biết giữa các đá, đặc biệt là đá trầm tích

có cường độ phóng xạ gamma tự nhiên khác nhau do khả năng hấp thụ các nguyên

tố phóng xạ khác nhau như Uran (U92238, U92235), Thori (Tho90232) và Kali (K1940).Ngoài các nguyên tố trên còn có các nguyên tố như: Rubi (Rb5787) và các nguyên tốđất hiếm (La57238, Lu71176) Các nguyên tố và đồng vị phóng xạ này có đời sống rấtdài, bức xạ chủ yếu các tia gamma tự nhiên

Hàm lượng các nguyên tố phóng xạ được hấp thụ trong đá tỷ lệ thuận với diện tích

bề mặt riêng của hạt đá, mà diện tích bề mặt riêng của đá tỷ lệ nghịch với độ hạt.Nghĩa là hạt càng mịn thì hàm lượng phóng xạ gamma tự nhiên càng cao

Trong tìm kiếm dầu khí sử dụng thiết bị đo phóng xạ GR dựa trên nguyên tắchoạt động của ống đếm Geiger-Mueller và ống đếm nhấp nháy (hình 2.2) Ngàynay, hầu hết các thiết bị đo log GR sử dụng ống đếm nhấp nháy thay cho ống đếmGeiger-Mueller, thiết bị có chứa tinh thể Sodium Iodide (NAI) lớn Các thiết bị đo

đã không ngừng được nghiên cứu và phát triển nhưng xét về nguyên lý hoạt độngthì vẫn không thay đổi

Khi tia gamma đập vào tinh thể, một photon được bứt ra và đến đập vào quang

âm cực (được chế tạo bằng hợp kim Cesium – Antimony hay Ag – Magnesium).Mỗi photon đập vào quang âm cực lại giải phóng một chùm electron, và cácelectron này lại được gia tốc đập vào các điện cực khác Tiến trình này được lặpmột số lần đủ để điện cực tạo ra một dòng xung điện đủ để nhận biết sự có mặt củaphóng xạ môi trường

Máy đo phổ gamma NGR được thiết kế để đo cường độ phóng xạ tổng và hàmlượng phóng xạ thành phần của các nguyên tố U, Th, và K dựa vào phổ năng lượngcủa chúng

+K40 có năng lượng 1,46Mev

+U238 có năng lượng 1,76Mev

+Th232 có năng lượng 2,62Mev

Hình 2.2.1.1 Nguyên lý hoạt động của thiết bị đo Gamma Ray

*Đặc điểm của ưu điểm của đường cong GR:

-Đối xứng ở vỉa đồng nhất

-Biên độ phụ thuộc vào chiều dày của vỉa

-Một trong những ưu điểm của phương pháp GR là có thể đo ở mọi môi trường,mọi điều kiện, trong giếng khoan đã chống ống, trong giếng khoan bằng dung dịchgốc dầu, nước

b.Các yếu tố ảnh hưởng đến phương pháp

Đường cong gamma đo được chịu ảnh hưởng bởi:

 Hàm lượng các nguyên tố, đồng vị phóng xạ, trong đó quan trọng nhất làUran,Thori và Kali chứa trong các loại đất đá khác nhau

 Chiều dày vỉa hay hàm lượng các nguyên tố trên của các lớp xung quanh

 Đường kính thực của giếng khoan

 Dung dịch khoan

 Số lớp và chiều dày ống chống

 Tốc độ kéo cáp khi đo ghi

c.Ứng dụng của phương pháp

Phân chia tỉ mỉ các lớp đất đá thành giếng khoan

 Xác định ranh giới và chiều dày của các vỉa cát sét (hình 2.3)

và có hàm lượng cao gấp 3.5-4 lần Uran Kết quả phân tích mẫu khu vực mỏ Bạch

Hổ xác định hàm lượng Thori thay đổi 4.5-8.1ppm Đồng vị phóng xạ K40 trogmóng thường có mặt trong các nhóm khoáng vật felspar-kali, nhóm mica Chính vìvậy sự thay đổi hàm lượng các nguyên tố phóng xạ trong đá móng liên quan đến tỷphần khoáng vật tạo đá, chúng thường có xu hướng nhiều hơn về nhóm đá axit Mối

liên hệ giữa hàm lượng uran, thor, pota với các khoáng vật tạo đá khác như ở (bảng 2.2.1.2).

Phương pháp đo trường phóng xạ gamma tự nhiên không thể thiếu trong mỗilần đo ĐVLGK, trước hết để liên kết tài liệu giữa các lần đo Sự thay đổi cường độphóng xạ tự nhiên trong đá móng thay đổi theo đặc điểm thạch học của đá móng.Chúng đạt độ phóng xạ khoảng 40-60 API trong các đá trung tính (Diorite) và đạttới 100-200 trong đá axit (Granit)