tìm kiếm và thăm dò các tích tụ dầu khí

CÁC PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ĐƯỢC SỬ DỤNG TRONG TÌM KIẾM KHU VỰC * Trong tìm kiếm dầu khí khu vực thì gần như sử dụng tất cả các phương pháp địa chất, địa vật lý, địa hóa cũng như khoan ch

TÌM KIẾM VÀ THĂM DÒ CÁC TÍCH TỤ DẦU KHÍ

A TÌM KIẾM CÁC TÍCH TỤ DẦU KHÍ

1 Nhiệm vụ

Tìm ra các đới và các vùng chứa dầu khí mới ở trong khu vực mà còn ít được nghiên cứu

Tìm ra các vùng chứa dầu khí mới và các đới tích tụ dầu khí

Phát hiện các mỏ dầu khí mới ở phạm vi các đới dầu khí dầu khí khu vực đã biếtPhát hiện các vỉa dầu khí mới có trong phạm vi các mỏ dầu khí đã phát hiện

Hình 1: Các thế nằm của các tích tụ dầu khí trong lòng đất

2 Các giai đoạn tìm kiếm

Để tìm kiếm các tích tụ dầu khí, tùy thuộc vào khu vực nghiên cứu, đặc điểm địa chấtkhu vực, quy mô của khu vực nghiên cứu… mà phân ra các giai đoạn tìm kiếm chính:

1 Giai đoạn tìm kiếm khái quát

2 Giai đoạn tìm kiếm khu vực

3 Giai đoạn tìm kiếm chi tiết

I TÌM KIẾM KHÁI QUÁT

- Quá trình tìm kiếm khái quát được tiến hành ở những vùng còn ít hiểu biết Công việc

được thực hiện theo các tuyến

- Tỉ lệ phổ biến trong công tác tìm kiếm khái quát là 1/1.000.000 đến 1/500.000

* Đây là 2 tỉ lệ được dùng nhiều trong quá trình tìm kiếm khái quát, thường trên một diện tích tương đối rộng, tiến hành tìm kiếm tổng quát trên vùng rộng

 Xác định sự có mặt của các biểu hiện dầu khí trực tiếp và gián tiếp với sự xác định

vị trí địa tầng của chúng

Hình 2 Hoạt động kiến tạo và lịch sử diễn

ra của chúng có ảnh hưởng quan trọng đến sự hình thành các tích tụ dầu khí

II TÌM KIẾM KHU VỰC

- Tỉ lệ phổ biến trong công tác tìm kiếm 1/500.000 đến 1/200.000

- Tỉ lệ được tìm kiếm chi tiết ở một vùng nhỏ hơn so với quá trình tìm kiếm khái quát

 Đặc tính trầm tích – tướng của các đá trầm tích và tính chứa của chúng

 Các phức hệ chứa dầu khí khu vực, cũng như điều kiện phân bố của seri khôngthấm (màn chắn)

 Vị trí các địa tầng đặc biệt và phân chia các tầng cấu tạo riêng biệt

 Các nhân tố cấu tạo, thạch học và địa tầng ở vùng nghiên cứu ảnh hưởng đến

sự thành tạo các đới chứa dầu khí

 Điều kiện ĐCTV của mỗi phức hệ thạch địa tầng với đặc tính của các biểu hiệndầu khí trực tiếp và gián tiếp trong phức hệ này

Hình 3: Nghiên cứu đặc tính, tướng trầm tích là một trong các nhiệm vụ quan

trọng của công tác tìm kiếm thăm dò dầu khí

Trên cơ sở phân tích tổng hợp các nhân tố vừa kể trên có thể đánh giá tiềm năng của vùng nghiên cứu và tính trữ lượng dự đoán dầu khí ở mỗi đơn vị địa tầng cấu tạo lớn, cùng với việc vạch ra các vùng ưu tiên cho các giai đoạn tiếp theo

- Các mặt cắt thạch địa tầng của mỗi đơn vị kiến tạo

- Bản đồ trầm tích tướng đá và cổ địa lýcủa mỗi phức hệ địa tầng cùng với sự biến đổi bề dày của chúng

- Bản đồ biến đổi bề dày và tính chứa của từng phức hệ có khả năng chứa dầu

- Bản đồ thủy địa chất, thủy hóa và BĐ ĐCTV cổ

- Bản đồ địa vật lý khu vực

- Các mặt cắt chuẩn và cổ cấu tạo đặc trưng cho vị trí của cấu tạo lớn của vùng Việc đánh giá tìm năng và tính trữ lượng dự đoán được thực hiện theo mỗi phân vịcấu tạo lớn và mỗi đơn vị địa tầng là các đơn vị chứa dầu khí độc lập

III CÁC PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ĐƯỢC SỬ DỤNG TRONG TÌM KIẾM KHU VỰC

* Trong tìm kiếm dầu khí khu vực thì gần như sử dụng tất cả các phương pháp địa chất, địa vật lý, địa hóa cũng như khoan chuẩn, khoan thông số và khoan khu vực…

1 Nhóm phương pháp Địa Chất

a Phương pháp đo vẽ bản đồ địa chất

Phương pháp này được chia thành các cấp:

- Theo lộ trình

+ Tỉ lệ 1/1.000.000: Khoảng cách giữa các tuyến là 10-20km

+ Tỉ lệ 1/500.00: Khoảng cách giữa các tuyến là -9km

- Theo khu vưc

+ Cấp độ khảo sát này với tỉ lệ lớn hơn cấp độ theo lộ trình, thường từ 1/100.00 trở lên, khoảng cách giữa các tuyến cũng tăng Ở tỉ lệ 1/200.00 thì khoảng cách giữa các tuyến là 2.5 - 3.5km

+ Đối với các vùng có đứt gãy, cấu tạo cục bộ, các vết lộ dầu khí thì khoảng cách giữacác tuyến tăng lên

- Đo vẽ chi tiết

+ Thường tỉ lệ lớn, từ 1/50.000 đến 1/10.000 tùy thuộc vào độ phức tạp khu vực và giai đoạn nghiên cứu Khoảng cách giữa các tuyến thường từ 0.5 – 0.75 km

+ Ở cấp độ này cần sử dụng phương pháp theo dõi ranh giới địa tầng dọc theo phương kết hợp với phương của mặt cắt chéo để có kết quả chi tiết và chính xác hơn

b Phương pháp không ảnh

- Là phương pháp rất hữu ích đối với những vùng ít bị che phủ

- Thường tỉ lệ đo vẽ phổ biến là 1/1.000.000 đến 1/200.000 Tuy nhiên ở những vùng lộ rõhoặc các vùng có biểu hiện dầu khí cao thì tỉ lệ này tăng lên từ 1/100.000 đến 1/25.000

- Ứng dụng rất tốt đối với việc xác định thế nằm của lớp, ranh giới các phức hệ thạch địa tầng, các cấu tạo uốn nếp, các đứt gãy cũng như các phức hệ magma xâm nhập, phun trào

Hình 4: Giải đoán ảnh để xác định cấu trúc địa chất

c Phương pháp địa chất – địa mạo

- Phương pháp này có tác dụng trong việc xác định các đới nâng khu vực cũng như các cấu tạo cục bộ, phát hiện các cấu tạo bị vùi lấp sâu và bị phủ bởi các thành tạo trẻ cũng như phân tích hệ thống sông

có thể xác định được khối nâng sụp

- Ngoài ra cũng có thể xác định phương đứt gãy, các cấu tạo cục bộ, vòm muối

b Phương pháp trọng trường

- Đây là phương pháp giúp xác định các dị thường trọng lực liên quan đến sự biến đổi mật

độ đất đá => tìm hiểu được cấu trúc của khu vực nghiên cứu

- Phương pháp này còn giúp phân vùng địa kiến tạo, móng uốn nếp và các đơn vị địa kiến tạo lớn, tìm các cấu tạo trong lớp phủ trầm tích của nền, các thành tạo ám tiêu, các thành tạo muối đồng thời qua đó phát hiện và xác định các đứt gãy khu vực

- Một vài điều cần phải chú ý khi áp dụng phương pháp nghiên cứu này

+ Thông thường những vùng nân lên thì có dị thường +, vùng sụp xuống có dị thường

âm, đối với đá magma và biến đất có mật độ thấp hơn đá trầm tích

+ Ở những vùng nếp uốn lồi thì thường có dị thường (+) nhưng khi bị nứt nẻ thì làm cho mật độ giảm => dị thường thay đổi phải áp dụng phương pháp khác để xác định

c Nghiên cứu địa điện

- Đây là phương pháp giúp ích cho việc thực hiện vẽ Bản Đồ Địa Chất các vùng bị phủ bởi aluvi, vùng biển có độ sâu dưới 200m

- Phương pháp này còn giúp phát hiện các đới nâng và cấu tạo đơn lẻ cự ly không nhỏ hơn10-15% giả thuyết chứa dầu

- Ngoài ra nó còn giúp ta có thể vẽ được bản đồ cấu tạo nhằm nắm rõ các đơn vị cấu tạo đồng thời phát hiện và xác định phương của các đới biến vị

d Phương pháp địa chấn

- Tìm kiếm địa chấn sơ bộ

+ Tìm các đới nâng khu vực và các cấu tạo cục bộ có triển vọng về mặt dầu khí

+ Xác định các biến vị, các bất chỉnh hợp, và các đới biến đổi thạch học rõ ràng của từng lớp và phức hệ hoặc các đới vát nhọn của chúng

- Tìm kiếm địa chấn chi tiết

+ Tìm kiếm các cấu tạo cục bộ và kích thước của chúng để đặt giếng khoan

+ Trong điều kiện thuận lợi có thể xác định đặc tính của cấu tạo, điều kiện thành tạo củacác cấu tạo này

Hình 5: Cấu trúc địa chất của vùng khảo sát sau quá trình xử lý các tín hiệu thu

được từ việc thu nổ địa chấn

* Liên kết các kết quả nghiên cứu địa điện và địa chấn với các mặt cắt giếng khoan sâu cho phép vạch ra độ sâu của tầng chuẩn và vị trí địa tầng của chúng

* Nhờ kết quả nghiên cứu tốt về địa vật lý mà có thể giải quyết tốt những vần đề sau:

- Hiểu được cấu kiến tạo của vùng với việc phân vùng các đơn vị kiến tạo lớn và giải

thích các mối quan hệ giữa chúng.

- Hiểu được các đới đứt gãy khu vực, trong đó có các đứt gãy sâu có liên quan với chúng.

- Giải thích được các điều kiện cấu tạo, độ sâu móng, xác định mối quan hệ của dạng cấu tạo với kiến tạo lớp phủ.

- Xác định trong lớp phủ các gián đoạn trầm tích khu vực cùng với việc phân chia các tầng cấu tạo

- Hiểu được các nhân tố làm biến đổi bề dày của các phức hệ thạch địa tầng

3 Nhóm phương pháp địa hóa

- Nghiên cứu địa hóa được tiến hành cùng với nghiên cứu địa chất, địa vật lý và địa chất

thủy văn Nhiệm vụ chính của nó là tìm hiểu các điều kiện địa hóa của quá trình trầm tích các thành tạo nhằm tách ra những seri đá mẹ, xác định các thông số dầu, khí, nước và đá liên quan đến chúng

- Trên cơ sở các nghiên cứu này có thể xác định sự có mặt của các HC khí, dầu và các bitum khác trong đá hoặc đất cũng như các chất được thành tạo do tác động của các hợp chất bitum lên đất, đá, nước Các tài liệu này được xem xét tổng hợp sẽ có được các tiền

đề tìm kiếm và sẽ phụ giúp cho việc phân chia các vùng triển vọng

a Đo vẽ khí

- Trong tự nhiên khí tồn tại ở 3 dạng: Dạng tự do, hòa tan trong nước và bị hấp ph5 bởi các lớp đất đá

- Đối với vùng ít được nghiên cứu, thì những nghiên cứu này mang tính chất khu vực và

có nhiệm vụ phát hiện ra các đới chứa dầu khí từ đó vạch ra hướng nghiên cứu chi tiết hơn

- Đối với vùng đã được nghiên cứu dầu khí, thì nghiên cứu này giúp cho các nhà địa chất dầu khí nghiên cứu chi tiết hơn về sự phân bố dầu khí trong khu vực

b Carota khí

- Áp dụng trong nghiên cứu dung dịch, mẫu vụn hay mẫu lõi

- Phương pháp này giúp xác định điều kiện biểu lộ vỉa và đặc tính bão hòa của khí

Hình 6: Trạm carota khí trên giàn khoan

c Các phương pháp địa hóa khác

- Ngoài những các phương pháp kể trên thì còn một số phương pháp địa hóa khác có thể ứng dụng vào việc tìm kiếm khu vực như

+ Phương pháp nghiên cứu hàm lượng khí trong mẫu lõi

+ Phương pháp vi khuẩn

+ Phương pháp đo vẽ phát quang

- Trong những năm gần đây, sự ra đời của phương pháp đo vẽ phóng xạ hàng không, biển

và trên mặt đất đã giúp ích rất nhiều cho việc tìm kiếm thăm dò

4 Phương pháp địa chất thủy văn

- Nhiệm vụ chủ yếu của phương pháp này là là nghiên cứu: thành phần nước, áp lực bão hòa và thành phần khí hòa tan, điều kiện thủy lực, điều kiện địa nhiệt, điều kiện địa chất thủy văn cổ

- Từ những nghiên cứu trên giúp ta có thể đưa ra những nhận xét cụ thể trong việc tìm kiếm

+ Khi đánh giá độ chứa dầu khí ta cần chú ý sự có mặt của các thành phần mà hàm lượng của chúng thường thấp (nhóm amon, Iot, brom ) và các chất hữu cơ hoà tan (trong các acid naphten và phenol) chúng sẽ tăng đột biến trong các vùng chứa dầu khí

+ Sự vắng mặt hoàn toàn của các Ion sunfat (hoặc nhóm hợp chất chứa S) là điều kiện thuận lợi cho việc tìm kiếm dầu khí

+ Không phải lúc nào độ khoáng hoá thấp hoặc Ion sunfat (hoặc nhóm hợp chất chứa S) cao cũng đều là chỉ tiêu âm đối với dầu khí

+ Chỉ tiêu về áp lực thủy tĩnh liên quan đến việc bảo tồn hoặc phá hủy các mỏ dầu khí Thường dầu khí liên quan đến các tầng tĩnh, khi nước vỉa chảy dẫn đến bề mặt tiếp xúc dầu – nước và khí – nước nghiêng đi ==> sự dịch chuyển của mỏ Điều này còn phụ thuộc vào độ dốc của đá mái (đá chắn)

+ Việc nghiên cứu ĐCTV cổ có ý nghĩa lớn trong việc đánh giá triển vọng dầu khí của vùng Nhờ các nghiên cứu này có thể hiểu được điều kiện hình thành nước ngầm, độ khoáng hóa và trên cơ sở đó hiểu được điều kiện thành tạo và phá hủy các mỏ dầu

5 Phương pháp địa nhiệt

- Nghiên cứu địa nhiệt có nhiệm vụ tìm hiểu các điều kiện địa nhiệt của vỏ trái đất, sự dịchchuyển của HC, sự hình thành nước ngầm Những nghiên cứu này được sử dụng trong nghiên cứu khu vực lẫn chi tiết

- Việc nghiên cứu sự ảnh hưởng của các nhân tố địa nhiệt đến các tích tụ dầu khí vẫn chưađược nghiên cứu rõ, tuy nhiên người ta nhận thấy rằng cứ tăng nhiệt độ lên 100-1200OC thì lượng khí CH4 tăng lên đáng kể do đó có thể thấy rằng nếu nhiệt độ tăng quá cao các

mỏ dầu khí có thể bị phá hủy hoàn toàn

- Trong đo vẽ bản đồ cấu tạo, người ta lợi dụng các dị thường địa nhiệt xảy ra ở trên các phức hệ chứa dầu khí liên quan với các cấu tạo cục bộ và các đới biến vị

- Việc nghiên cứu địa nhiệt thường được tiến hành đồng thời với việc nghiên cứu ĐCTV trong các giếng khoan và trong khi đo địa điện Dữ liệu có được là các tài liệu ban đầu để xây dựng các mặt cắt và các bản đồ địa nhiệt

* Có 3 loại bản đồ địa nhiệt

+ Bản đồ đẳng nhiệt

+ Bản đồ đẳng cao nhiệt

+ Bản đồ các gradient địa nhiệt bằng nhau

- Trên bản đồ địa nhiệt chi tiết, nhiều nơi có thể quan sát được ranh giới rõ ràng của các cấu tạo Thường trong các đới nâng sẽ thấy sự tăng mật độ dòng nhiệt và tăng gradient địa nhiệt

- Nghiên cứu địa nhiệt thường có ý nghĩa lớn trong các giếng khoan sâu, nhưng theo D.I Diaknov thì trong các lỗ khoan nông nó cũng có ứng dụng lớn trong việc phát hiện các nếp lồi, các cấu tạo muối và các cấu tạo vùi lấp tạo nên từ đá carbonate, biến chất và

magma nó còn giúp nhận biết được mối quan hệ địa hình giữa móng và các lớp phủ nền, đồng thời xác định được sự phụ thuộc của vùng nghiên cứu vào các đơn vị cấu tạo lớn

6 Phương pháp khoan

Có 3 loại giếng khoan

+ Giếng khoan tìm kiếm

+ Giếng khoan thăm dò

+ Giếng khoan khai thác

Ở đây ta sẽ đề cập đến giếng khoan tìm kiếm

Hình 6: Giếng khoan tìm kiếm số 04-3 - Thiên Ưng 1X thuộc lô 04-3, bồn trũng Nam

Côn Sơn

* Giếng khoan tìm kiếm

Chia làm 2 loại

- Giếng khoan tìm kiếm khu vực có mục đích tìm hiểu chính xác cấu trúc địa chất vùng

và đánh giá triển vọng chứa dầu khí các vùng lớn, đồng thời lựa chọn vùng và khu vực tìmkiếm chi tiết Thuộc nhóm này có các giếng khoan cơ bản (chuẩn), thông số và khu vực

+ Giếng khoan chuẩn

Chỉ được tiến hành ở những vùng chưa có giếng khoan sâu nhưng đã chứng minh

có khả năng chứa dầu khí

Các giếng khoan chuẩn ở các vùng nền chúng được thiết kế tới móng uốn nếp còn

ở những vùng sâu thì khoan sâu cho tới độ sâu mà kỹ thuật khoan cho phép (5-7km)

. Trong thời gian khoan giếng khoan chuẩn cần nghiên cứu toàn diện mặt cắt của nó

về mặt địa chất, địa vật lý và địa hóa

+ Giếng khoan thông số

. Trong thời nghiên cứu địa chất – địa vật lý, bên cạnh việc khoan chuẩn người ta

cần tiến hành những giếng khoan thông số

. Khoan thông số có nhiệm vụ chính là xác định tính chất vật lý và xác định các

thông số của đá ở những vùng tới nay còn chưa được khoan hoặc ít được nghiên cứu

Trong các lỗ khoan thông số cần nghiên cứu: độ đàn hồi của đá và tốc độ trung bình của sóng địa chấn, độ cảm từ do đó phải lấy mẫu lõi đầy đủ và thực hiện các nghiêncứu địa vật lý

Các lỗ khoan thông số thường đặt ở các cấu tạo đã xác định về mặt địa vật lý và các dị thường (địa chấn, trọng lực, từ ) Chúng được khoan tới móng hoặc tới độ sâu có thể được

+ Giếng khoan khu vực

- Giếng khoan tìm kiếm chi tiết có mục đích tìm hiểu chính xác cấu trúc địa chất vùng

chứa dầu khí, đồng thời tìm kiếm, phân chia từng cấu tạo và các mỏ dầu khí

IV TÌM KIẾM CHI TIẾT

1 Tìm hiểu tỉ mỉ cấu trúc địa chất hoặc lịch sử địa chất vùng

* Cấu trúc và điều kiện tạo nên các đơn vị riêng biệt.

- Địa tầng thạch học dự kiến

+ Cơ sở của thiết kế là các số liệu thực tế như : kết quả địa chất, địa vật lý, địa hóa… + Mô tả tóm tắt cột địa tầng từ dưới lên trên, đặc điểm thạch học, loại đá, độ cứng, độ mài mòn, những khó khăn khi lấy mẫu…

+ Sự phân bố trong không gian của từng đơn vị địa tầng, bề dày, diện phân bố, bất chỉnh hợp…các tầng phản xạ Thiết lập cột địa tầng dự kiến

- Kiến tạo

+ Vị trí kiến tạo của diện tích nghiên cứu trên phông kiến tạo khu vực Được minh họa

bằng bản đồ kiến tạo, bả đồ cấu trúc theo các tầng phản xạ và các mặt cắt địa chấn, địa chất, bản đồ đẳng dày của tập hay vỉa.

- Mức độ chứa dầu khí.

- Đặc điển thủy địa chất

* Địa tầng và thạch học của từng phức hệ địa tầng, quan hệ cấu tạo giữa chúng

cùng với biến đổi bề dày và tướng

- Mô tả cấu trúc địa phương theo từng tầng phản xạ Dạng cấu trúc, kích thước, đường

phương, biên độ, đặc điểm duy trì vỉa theo diện, độ sâu và địa tầng của nó…

* Các lớp và các tầng sản phẩm cũng như tính chứa của chúng

- Dựa vào vị trí diện tích nghiên cứu trong bản đồ triển vọng, chỉ ra các phức hệ, tầng triển

vọng, các tiên đề địa chất với mỗi phức hệ, các biểu hiện dầu khí ở các giếng khoan hay ở các diện tích bên cạnh

- Kết quả thử vỉa , nghiên cứu giếng, đặc điểm nhiệt áp, thành phần lý hóa của chất lưu Đánh giá chunh về triển vọng theo cấp trữ lượng

* Điều kiện địa chất thủy văn của mỗi phức hệ địa tầng

- Đặc trưng thuộc loại nào của vùng thủy địa chất, các tầng, phức hệ thủy địa chất chứa

nước, các phức hệ chắn, đặc điểm các phức hệ chứa nước , vị trí, thế nằm.

- Đặc điểm nước vỉa theo độ khoáng hóa, thành phần ion, thành phần muối, độ bão hòa

khí, áp lực vỉa, nhiệt độ vỉa và lưu lượng

2 Đánh giá tiềm năng dầu khí của chúng

- Tính trữ lượng dự kiến cấp C1 và C2 trên cơ sở các giếng khoan thiết kế ( dự kiến )

- Biện luận các thông số có thể tiến hành trên cơ sở các giếng lân cận có các kết quả nghiên cứu mẫu lõi, mẫu vụn…

- Tính trữ lượng theo phương pháp thể tích và cách tính từng cấp nói trên

- Dự tính giá trị công nghiệp của sản phẩm

3 Tìm hiểu chi tiết cấu trúc các khối nâng cục bộ triển vọng nhất để thăm dò

Các phương pháp nghiên cứu chính: địa chất, địa vật lý, địa chất thủy văn, khoan và đo vẽ bản đồ tỷ lệ 1/100.000 – 1/10.00

* Nhiệm vụ chủ yếu của phương pháp địa vật lý

+ Tìm các đới cấu tạo lồi và các đới nâng ở các khu vực khác nhau.