Phương pháp dự đoán dị thường áp suất trong công tác thi công xây dựng giếng khoan thăm dò dầu khí thuộc lô h, bồn trũng cửu long

Tuy nhiên việc dự đoán trước hai thông số này luôn là 1 việc làm cấp thiết vì nó phục vụ cho công tác thiết kế giếng khoan, kiểm soát giếng khoan Luận văn sẽ giới thiệu sơ ược qua các ph

TÓM TẮT LUẬN VĂN

p suất thành hệ (PP) và áp suất n t vỡ thành hệ (FP) à hai thông số có thể được xác định, dự đoán trước hoặc trong quá trình thực hiện khoan một giếng khoan thăm dò dầu khí Tuy nhiên việc dự đoán trước hai thông số này luôn là 1 việc làm cấp thiết vì nó phục vụ cho công tác thiết kế giếng khoan, kiểm soát giếng khoan

Luận văn sẽ giới thiệu sơ ược qua các phương pháp đo, dự đoán áp suất thành hệ, áp suất n t vỡ thành hệ, bao gồm các phương pháp trước khi khoan-trong khi khoan, các phương pháp trực tiếp cũng như gián tiếp

Việc tính toán và dự đoán giá trị PP và FP trong những v ng thăm dò dầu khí hầu hết vẫn dựa trên những mối quan hệ thực nghiệm của những thông số khoan, các đặc điểm địa chất khu vực, tuy nhiên vì địa tầng địa chất rất ph c tạp và có thể thay đổi theo thời gian nên việc tính toán, dự đoán áp suất vẫn phải được thực khi thực hiện khoan một giếng khoan thăm dò dầu khí mới

Có nhiều phần mềm có thể được sử dụng để tính toán giá trị PP và FP như DXC, Drillwork, các phần mềm này đều có những ưu nhược điểm rõ rệt, và điểm chung của hai phần mềm này đều phải tốn chi phí để thuê bản quyền sử dụng, do đó phương pháp tính toán từ việc tổng hợp công th c của Eaton trên bảng tính Excel là công việc hết s c ý nghĩa, có thể thay thế được những phần mềm thương mại với kết quả đáng tin cậy

Luận văn đã tổng quan cái nhìn chung về tính toán áp suất thành hệ, áp suất

n t vỡ thành hệ, dự đoán áp dị thường áp suất, à cơ sở cho việc ng dụng thực hiện thiết kế giếng khoan, lên kế hoạch khoan, kiểm soát giếng khoan

Luận văn gồm có: 1 chương mở đầu, 3 chương nội dung và 1 chương kết luận-kiến nghị, được tác giả thực hiện trong khoảng thời gian tháng 01/2016 đến tháng 06/2016 với sự hướng dẫn của TSKH Trần Xuân Đào, TS Đỗ Quang Khánh

THESIS ABSTRACT

Pore pressure (PP) and fracture pressure (FP) are the two parameters can be determined, anticipated in the process of implementing a borehole drilling oil and gas exploration But predicting these two parameters are always prior work because

it serves for the design of wells, control wells

The thesis will be briefed through the measurement, prediction of pore pressure, fracture pressure, including prior drilling methods-while drilling, the method of direct and indirect

The calculation and prediction PP and FP in oil and gas exploration areas are still mostly based on empirical relationships of the parameters of drilling, geological characteristics of the area, but because of geological strata are complex and can change over time, so the calculation, predicted pressure still must be taken when implementing a borehole drilling new oil and gas exploration

There are many software can be used to calculate the value of PP and FP as DXC, Drillwork, these software offers distinct advantages and disadvantages, and their common point of this software are the need to pay for rent the right to use, so the calculation method from the synthetic formulas on Excel spreadsheets Eaton is very meaningful work, can replace commercial software with reliable results

Thesis overview of the method calculated pore pressure, fracture pressure, predicting apply pressure anomalies, is the basis for the implementation of design applications wells, drilling plans, control wells

The thesis including: the opening chapter, 3 content chapter and 1 conclusion- proposal chapter, it was done by Author during January 2016 to June

2016 with the guidance of Dr Sc Tran Xuan Dao and Dr Do Quang Khanh

MỤC LỤC

Nhiệm vụ luận văn thạc sĩ i

Lời cám ơn ii

Tóm tắt luận văn iii

Lời cam đoan v

Mục lục vi

Cấu trúc luận văn x

Chương mở đầu xii

Chương 1: TỔNG QUAN LÔ H, BỒN TRŨNG CỬU LONG 1

1.1 Vị trí bồn trũng Cửu Long 1

1.2 Vị trí lô H thuộc bồn trũng Cửu Long 2

1.3 Đặc điểm địa chất lô H thuộc bồn trũng Cửu Long 3

1.3.1 Cấu trúc địa chất 3

1.3.2 Đá sinh 5

1.3.3 Sự trưởng thành và di cư 6

1.3.4 Đá ch a 8

1.3.5 Đá chắn 10

1.3.6 Bẫy ch a 12

1.3.7 Trữ ượng tại chổ ban đầu 12

Chương 2: LÝ THUYẾT VỀ ÁP SUẤT, NGUYÊN NHÂN GÂY DỊ THƯỜNG

ÁP SUÂT, SỰ ẢNH HƯỞNG CỦA DỊ THƯỜNG ÁP SUẤT VÀ CÁC CÔNG

TRÌNH ĐO ĐẠC ÁP SUẤT Ở LÔ H 14

2.1 Lý thuyết về áp suất và dị thường áp suất 14

2.1.1 Áp suất 14

2.1.2 Áp suất thủy tĩnh 15

2.1.3 Áp suất địa tĩnh 16

2.1.4 Áp suất lổ rỗng 16

2.1.5 Áp suất vỡ vỉa 18

2.1.6 Građient áp suất lỗ rỗng 18

2.1.7 Građient áp suất địa tĩnh 18

2.1.8 Građient chất ưu 19

2.1.9 Dị thường áp suất 20

2.2 Các nguyên nhân gây ra dị thường áp suất 20

2.2.1 Do nén ép 20

2.2.2 Độ liên thông giữa các vỉa 20

2.2.3 Nhiệt động lực học 20

2.2.4 Sự thẩm thấu 21

2.2.5 Quá tình tạo đá 22

2.2.6 Quá trình kiến tạo 22

2.2.7 Băng kỳ 23

2.3 Sự ảnh hưởng của dị thường áp suất trong quá trình thi công xây dựng giếng khoan dầu khí 23

2.4 Một số công trình đo đạc và đánh giá đặc điểm áp suất trong khu vực lô H 28

Chương 3: PHƯƠNG PHÁP DỰ ĐOÁN DỊ THƯỜNG ÁP SUẤT TRONG CÔNG TÁC THI CÔNG XÂY DỰNG GIẾNG KHOAN THĂM DÒ DẦU KHÍ THUỘC LÔ H, BỒN TRŨNG CỬU LONG 31

3.1 Các phương pháp đo, dự đoán dị thường áp suất 31

3.1.1 Các phương pháp trước khi khoan 31

3.1.1.1 Phân tích bồn trầm tích 31

3.1.1.2 Địa chấn-địa vật lý 32

3.1.2 Các phương pháp trong khi khoan 34

3.1.2.1 Các phương pháp đo áp suất trực tiếp 34

3.1.2.2 Các phương pháp dự đoán áp suất gián tiếp 36

3.1.2.3 Các dấu hiện nhận biết dị thường áp suất trong quá trình thi công xây dựng giếng khoan dầu khí 36

3.2 Đặc điểm dị thường áp suất trong khu vực lô H, bồn trũng Cửu Long 41

3.2.1 Đặc điểm dị thường áp suất thuộc cấu tạo M và vùng lân cận 41

3.2.2 Những ph c tạp gặp phải do dị thường áp suất khi thi công xây dựng giếng khoan M-1X thuộc lô H, bồn trũng Cửu Long 49

3.3 Các phương pháp tính toán dự đoán áp suất vỉa 58

3.3.1 Phần mềm DXC 49

3.3.2 Phần mềm Drillwork 56

3.3.3 Áp dụng phương pháp Eaton tính giá trị áp suất dựa trên phần mềm Microsoft Excel 62

3.3.4 Tổng hợp kết quả từ việc sử dụng phần mềm DXC, phương pháp Eaton trên phần mềm Excel, nhận xét và đánh giá đặc điểm áp suất lô H 67

Chương 4: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 70

Tài liệu tham khảo xviii

Danh mục các từ viết tắt xix

Lý lịch trích ngang và quá trình đào tạo, quá trình công tác xxi

CẤU TR C LUẬN VĂN CHƯƠNG MỞ ĐẦU

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN LÔ H, BỒN TRŨNG CỬU LONG

Chương đầu tiên này sẽ trình bày sơ ược về vị trí địa ý, các đặc điểm cấu trúc địa chất, tầng sinh-ch a-chắn, sự trưởng thành và di cư của dầu khí

CHƯƠNG 2: LÝ THUYẾT VỀ ÁP SUẤT, NGUYÊN NHÂN GÂY DỊ THƯỜNG ÁP SUẤT, SỰ ẢNH HƯỞNG CỦA DỊ THƯỜNG ÁP SUẤT VÀ CÁC CÔNG TRÌNH ĐO ĐẠC ÁP SUẤT Ở LÔ H

Định nghĩa về áp suất, và tên gọi các loại áp suất trong ngành địa chất cũng như địa chất dầu khí, nêu các công th c tính toán (nếu có) theo các tên gọi

Nêu định nghĩa về dị thường áp suất, và các nguyên nhân gây ra dị thường áp suất

Sự ảnh hưởng của dị thường áp suất trong công tác thi công thực hiện giếng khoan thăm dò dầu khí, các công trình đã đo đạc và đánh giá đặc điểm áp suất trong khu vực

CHƯƠNG 3: PHƯƠNG PHÁP DỰ ĐOÁN DỊ THƯỜNG ÁP SUẤT TRONG CÔNG TÁC THI CÔNG XÂY DỰNG GIẾNG KHOAN THĂM DÒ DẦU KHÍ THUỘC LÔ H, BỒN TRŨNG CỬU LONG

Nêu các phương pháp đo, dự đoán áp suất thành hệ-áp suất n t vỡ thành hệ trước và trong khi thực hiện 1 giếng khoan thăm dò dầu khí

Các phương pháp trực tiếp và các phương pháp gián tiếp nhằm xác định và đánh giá áp suất thành hệ, áp suất n t vỡ thành hệ

Các dấu hiệu nhận biết dị thường áp suất khi đang thực hiện một giếng khoan

Nêu đặc điểm áp suất trong khu vực lô H và những ph c tạp gặp phải đối với những giếng trong khu vực hoặc vùng lân cận

Giới thiệu các phương pháp tính toán, trình bày các công th c à cơ sở tính toán của hai phần mềm thương mại được sử dụng phổ biến hiện nay là phần mềm Drillwork và phần mềm DXC, áp dụng phần mềm có tính thương mại tính toán áp suất thành hệ, áp suất n t vỡ thành hệ

Thực hiện tổng hợp các công th c từ phương pháp Eaton, tiến hành tính toán dựa trên bảng tính excel, dựa vào số liệu là những thông số khoan thực tế của giếng

đã khoan trong khu vực

Tổng hợp kết quả áp suất đo được từ thiết bị của giếng đã khoan, kết quả tính toán áp suất từ phần mềm thương mại, kết quả do học viên thực hiện áp dụng phương pháp Eaton tính trên bảng tính Exce , so sánh và đánh giá đặc điểm áp suất khu vực, dự đoán đị thường áp suất cho công tác khoan thăm dò các giếng tiếp theo

CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

CHƯƠNG MỞ ĐẦU

1 Tính cấp thiết của đề tài

Dầu khí được coi à “vàng đen”, đóng vai trò quan trọng nhất của xã hội hiện đại dung để sản xuất điện và cũng à nhiên iệu của tất cả các phương tiện giao thông vận tải, và dầu mỏ cũng được sử dụng trong công nghiệp hoá dầu để sản xuất các chất dẻo và nhiều sản phẩm khác

Dầu mỏ mang lại lợi nhuận siêu ngạch cho các quốc gia và dân tộc trên thế giới đang sở hữu và tham gia trực tiếp kinh doanh nguồn tài nguyên trời cho này

Hiện nay, trong cán cân năng ượng, dầu mỏ vẫn giữ vai trò quan trọng nhất

so với các dạng năng ượng khác, cùng với than đá thì dầu mỏ cùng các loại khí đốt khác chiếm tới 90% tổng tiêu thụ năng ượng toàn cầu

Không ít các cuộc chiến tranh, các cuộc khủng hoảng kinh tế và chính trị có nguyên nhân sâu xa từ các hoạt động cạnh tranh sản xuất kinh doanh trong ĩnh vực dầu mỏ, không phải ngẫu nhiên mà giá cổ phiếu của các công ty sản xuất kinh doanh dầu mỏ biến động tuỳ thuộc rất lớn vào những kết quả tìm kiếm thăm dò của chính các công ty đó trên thế giới Lợi dụng hiện tượng biến động này, không ít các những thông tin không đúng sự thật về các kết quả thăm dò dầu mỏ được tung ra

àm điêu đ ng những nhà đầu tư ch ng khoán trên ĩnh vực này, thậm chí làm khuynh đảo cả chính sách của các quốc gia

Đối với nước ta, vai trò và ý nghĩa của dầu khí nói chung trong đó có dầu mỏ càng trở nên quan trọng trong thời kỳ đẩy mạnh sự nghiệp công nghiệp hoá, hiện đại hoá Không chỉ là vấn đề thu nhập kinh tế đơn thuần, trong những năm qua dầu

mỏ đã góp phần đáng kể vào ngân sách quốc gia, àm cân đối hơn cán cân xuất nhập khẩu thương mại quốc tế, góp phần tạo nên sự phát triển ổn định nước nhà trong những năm đổi mới đất nước

Hơn thế nữa, với sự ra đời của dầu mỏ đã giúp chúng ta chuyển sang thế chủ động trong việc thu hút vốn đầu tư trực tiếp, tiếp thu công nghệ hiện đại của nước ngoài, phát triển ngành nghề dịch vụ, giải quyết công ăn việc àm Đồng thời, dầu

mỏ có thể chủ động đảm bảo cung cấp nhiên liệu cho các ngành kinh tế quốc dân, cung cấp nhiên liệu cho các ngành công nghiệp khác

Vì dầu khí và sản phẩm của dầu khí có tầm quan trọng như vậy nên nay công tác tiềm kiếm thăm dò và khai thác dầu khí đang được mở rộng phát triển trên toàn thế giới nói chung cũng như Việt Nam nói riêng, khi sản ượng khai thác ở các khu vực trên đất liền, vùng biển gần bờ suy giảm hoặc không còn cho những dòng sản phẩm có giá trị thương mại thì mục tiêu của công tác tiềm kiếm thăm dò à ở những vùng biển xa, vùng có mực nước sâu, thời tiết khắc nghiệt, đặc điểm địa chất ph c tạp

Trên đất liền hoặc ở những v ng nước biển nông, việc thực hiện những giếng khoan dầu khí thường rất là ph c tạp, và việc thực hiện khoan một giếng khoan thăm dò dầu khí ở mực nước biển sâu đặc biệt ph c tạp, không chỉ đòi hỏi những công nghệ mới mà còn đòi hỏi những đội ngũ àm việc có kinh nghiệm, vì ở những giếng khoan thăm dò dầu khí đa phần là những giếng khoan sâu và xuyên qua nhiều tầng địa chất nên dễ bắt gặp hiện tượng dị thường áp suất

Với một giếng khoan thăm dò dầu khí, việc dự đoán dị thường áp suất hết

s c quan trọng, nó quyết định tỷ lệ thành công, tiết kiệm chi phí, cũng như bảo vệ được tài sản và tính mạng của con người, bảo vệ môi trường

Từ những lý do trên, nhận thấy việc phát triển đề tài: “Phương pháp dự đoán

dị thường áp suất trong công tác thi công xây dựng giếng khoan thăm dò dầu khí thuộc lô H, bồn trũng Cửu Long” à cần thiết

Như chúng ta đã biết dầu, khí hầu hết được tìm thấy trong đá trầm tích và đá móng n t nẻ, và chủ yếu ch a trong đá trầm tích, khi đó việc khảo sát áp suất thành

hệ đóng vai trò không thể thiếu trong việc kiểm soát cũng như điều khiển, thay đổi

các thông số khoan cho phù hợp với điều kiện khoan, từ đó có thể sớm phát hiện các yếu tố bất thường nhằm đưa ra các biện pháp cần thiết, qua việc xác định áp suất thành hệ và áp suất n t vỡ thành hệ có thể xác định, thiết kế các cấp ống chống phù hợp Việc khảo sát giá trị áp suất này cần thiết kể từ khi tiến hành thăm dò và

kể cả trong khi đang tiến hành quá trình khoan vì đôi khi nhiều giá trị được dự đoán không chính xác và sự biến đổi không ngừng của các ớp đất đá thành hệ dưới ảnh hưởng của quá trình chôn v i trầm tích

Trong suốt quá trình thăm dò, sự phân bố theo không gian của áp suất thành

hệ có thể được sử dụng để phát triển và đưa ra các mô hình mô phỏng ưu chất trong

lỗ rỗng đất đá thành hệ, khảo sát đặc điểm đá ch a, tầng chắn và từ đó phục vụ cho cho quá trình thăm dò, khoan và khai thác dầu khí

Việc ước tính áp suất thành hệ trước khi thực hiện công tác khoan à bước quyết định cho công tác khoan và thăm dò dầu khí Từ việc ước tính trước giá trị áp suất thành hệ, áp suất n t vỡ thành hệ sẽ cho phép xác định các thông số dung dịch khoan, chế độ khoan, thiết kế quỹ đạo giếng khoan sao cho ph hợp và an toàn nhất

Trong quá trình khoan, nhờ vào việc dự đoán áp suất thành hệ trước khi khoan cho phép xác định lựa chọn dung dịch khoan để tuần hoàn với khối ượng riêng và các đặc tính phù hợp, quá trình chống ống sẽ được tối ưu hóa do đó quá trình khoan sẽ an toàn và mang tính tiết kiệm hơn

2 Mục tiêu nghiên cứu, đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu của uận v n

Mục tiêu nghiên cứu

Luận văn sẽ tập trung vào những phương pháp dự đoán áp suất thành hệ thông qua việc thu thập các thông số khoan iên quan đến tính toán áp suất thành hệ,

áp suất n t vỡ thành hệ từ đó xác định những độ sâu bắt gặp dị thường áp suất

Hình thành cái nhìn tổng quan về những phương pháp hiện tại để tính toán

Tổng hợp công th c tính toán từ phương pháp Eaton, tính toán giá trị áp suất thành hệ, áp suất vỡ vỉa trên phần mềm Excel

Đối tƣợng nghiên cứu

Các tương quan thực nghiệm, khảo sát và phân tích dữ liệu đo được từ dữ liệu log, dữ liệu thực tế nhằm dự báo kiểm soát áp suất thành hệ trong quá trình khoan và khai thác nhằm ngăn chặn sự cố ngoài ý muốn

Trọng tâm của luận văn và đề cập các phương pháp tính toán áp suất thành

hệ, áp suất n t vỡ thành hệ (áp suất vỡ vỉa), so sánh kết quả của các phương pháp

Sử dụng phần mềm DXC tính toán kết quả, áp dụng phương pháp Eaton tính toán kết quả áp suất thành hệ và áp suất vỡ vỉa

Phạm vi nghiên cứu

Tìm hiểu về đặc điểm áp suất thành hệ, áp suất n t vỡ thành hệ, tổng hợp tài liệu và dự đoán dị thường áp suất khu vực lô H, bồn trũng Cửu Long

3 Nội dung nghiên cứu

Luận v n sẽ tập trung nghiên cứu các nội dung sau

Tổng quan cơ sở lý thuyết các dạng áp suất cần cho việc khảo sát cho đề tài Khảo sát các thông số cần thu thập cho quá trình đánh giá đặc điểm áp suất Các phương pháp dự đon áp suất thành hệ

Các dấu hiệu nhận biết khi bắt gặp dị thường áp suất

Tìm hiểu về một số phương pháp thông dụng dùng trong đo ường áp suất

n t vỡ vỉa

Tìm hiểu và khảo sát các ng dụng của phần mềm Dri work, DXC cho quá trình tính toán áp suất thành hệ, áp suất n t vỡ thành hệ

Tìm hiểu và tổng hợp các công th c tính toán áp suất thành hệ, áp suất n t

vỡ thành hệ trong phương pháp Eaton

4 Phương pháp nghiên cứu

5 Tình hình nghiên cứu có iên quan đến đề tài

Những nghiên cứu có iên quan

Pore Pressure Prediction in a Cacbornate Reservoir – SPE March 30th

2012 Bài báo đề cập vấn đề cần hiệu chỉnh cũng như nghiên c u vỉa cacbornate và

1 nghiên c u iên quan ở Iran, một phương pháp mới về việc tính toán áp suất hữu hiệu đã được đưa ra

Recent Advances in Pore Pressure Prediction in Complex Geologic Environments – SPE –March 20 to 23rd 2011, đề xuất phương pháp yêu cầu đầy đủ

dữ iệu thông tin địa chấn của nhiều đặc tính nhằm xác định ranh giới phân chia, và

đủ dữ iệu của những giếng khoan iền kề ng dụng vào quá trình hiệu chỉnh đường

Meeting Subsalt Challenge – Schlumberger – Oct 1st 2008, khi công nghệ khoan còn chưa phát triển, công tác khoan rất o ngại vấn đề khoan qua đoạn có nhiều cát và việc xác định áp suất thành hệ rất ph c tạp Ngày nay, dưới quá trình đổi mới và nghiên c u, việc khoan vào những tầng này đang được chú trọng để có thể khoan theo chiều th ng đ ng hoặc kể cả những giếng định hướng qua ớp cát rất dày nhưng dưới nó à tầng ch a giàu hydrocarbon

6 Ý nghĩa thực tiễn

Việc ng dụng phương pháp Eaton tính toán giá trị áp suất thành hệ và áp suất n t thành hệ, từ đó dự đoán dị thường áp suất là công việc hết s c ý nghĩa và phù hợp với thực tại hiện nay, từ kết quả của phương pháp có thể so sánh đối chiếu với kết quả của các phần mềm thương mại khác, hoặc so sánh đối chiếu với kết quả

đo đạc từ những giếng lân cận và cho ta kết quả đáng tin cậy Có thể d ng phương pháp Eaton tính toán trên excel để thay thế cho các phần mềm thương mại, giá dầu sụt giảm nên công tác thực hiện tiết kiệm chi phí tối đa mà vẫn đảm bảo an toàn và

tỷ lệ thành công cao trong công tác thi công thực hiện giếng khoan thăm dò dầu khí

là rất cần thiết

Chương 1 TỔNG QUAN LÔ H, BỒN TRŨNG CỬU LONG 1.1 Vị trí bồn trũng Cửu Long

Bể trầm tích Cửu Long nằm chủ yếu trên thềm lục địa phía Nam Việt Nam với tọa độ địa lý 90 đến 110 Vĩ độ Bắc, 106030-1090 Kinh độ Đông, kéo dài dọc theo

bờ biển từ Phan Thiết đến cửa Sông Hậu (Hình 1.1)

Hình 1.1: Vị trí bồn trũng Cửu Long

B ON TRŨNG PHÚ KHÁNH

Bể cửu Long có diện tích khoảng 60.000 km2, tiếp giáp với đất liền về phía Tây Bắc, ngăn cách với bể Nam Côn Sơn bởi đới nâng Côn Sơn, phía Tây Nam à đới nâng Khorat-Natura và phía Đông Bắc à đới cắt trượt Tuy Hòa ngăn cách với

bể Phú Khánh, Bể bao gồm các lô: 9, 15, 16, 17 và một phần của các lô: 1, 2, 25 và

31, bể được bồi lấp chủ yếu bởi trầm tích lục nguyên Đệ Tam, chiều dày lớn nhất của chúng tại trung tâm bể có thể đạt tới 7-8 km

1.2 Vị trí lô H thuộc bồn trũng Cửu Long

Lô H tiếp giáp với các lô 09-2 và lô 15-1, thuộc bồn trũng Cửu Long (hình 1.2)

Hình 1.2: Vị trí lô H thuộc bồn trũng Cửu Long

Cấu tạo M ở góc phía Đông Nam của lô H và giáp với phía bắc lô 09-2/09, cách 10km so với giếng RD-3X thuộc mỏ Rạng Đông

1.3 Đặc điểm địa chất lô H thuộc bồn trũng Cửu Long

1.3.1 Cấu trúc địa chất

Cấu tạo M một phần cấu tạo nhỏ thuộc cấu tạo Kình Ngư Trắng, nằm ở vị trí phía Đông Nam của lô 15-2 và dọc theo phía Đông Bắc-Tây Nam của bồn trũng Cửu Long (hình 1.3), với một kểu bể trầm tích được hình thành trong thời kỳ Đệ Tam trên thềm lục địa Việt Nam

Hình 1.3: Vị trí cấu tạo M thuộc bồn trũng Cửu Long Bên dưới tập trầm tích tuổi Cenozoic à đá móng đ t gãy granite tuổi tiền Đệ

T , có ch c năng à một tầng ch a cực kỳ quan trọng cho bồn trũng Cửu Long nói

Sự phát triển cấu tạo M cũng như cấu tạo bồn trũng Cửu Long có thể được chia thành 3 thời kỳ chính đó là: Thời kỳ tiền tách giãn, thời kỳ tách giãn và thời kỳ sau tách giãn (chủ yếu xãy ra do sự lún xuống)

- Thời kỳ tiền tách giãn: đá móng của bồn trũng Cửu Long được hình thành

từ thời kỳ Triassic (kỷ Tri at, cách đây khoảng 200-250 triệu năm) cho đến thời kỳ Cretaceous (kỷ Creta, hay còn gọi là kỷ phấn trắng) do hoạt động núi lửa phun trào

Đá móng bị tái cấu trúc do các hoạt động phong hóa, sự xâm thực và đ t gãy Theo những tài liệu nghiên c u nhận thấy thời gian hình thành cũng như thành phần thạch học của đá móng ở bồn trũng Cửu Long trùng với đá granite ở một số vùng của Việt Nam như: Hòn Khoai thuộc Côn Đảo, Định Quán thuộc Đồng Nai, Cà Ná thuộc Ninh Thuận…

-Thời kỳ tách giãn: chủ yếu xãy ra theo hướng Đông Bắc-Tây Nam dọc theo bồn trũng Cửu Long, bồn trũng Cửu Long được mở rộng theo hướng Tây Bắc- Đông Nam, sự mở rộng này tạo điều kiện tích tụ và phát triển bồi tích tuổi Oligocene, trầm tích sông cũng như trầm tích môi trường đầm hồ Những đối tượng trầm tích tuổi Oligocene này là mục tiêu cũng như đối tượng vỉa ch a chính của cấu tạo M Thời kỳ tách giản được dừng lại vào cuối O igocene và được thay thế với một thời kỳ nén ép cũng diễn ra nhanh chóng trong thời kỳ cuối Oligocene này, bởi

vì dựa trên những kết quả phân tích địa chấn chỉ rõ có những đặc điểm th tự trầm tích bị đảo ngược cũng như không chỉnh hợp tại các tập trầm tích tuổi Oligocene thuộc bồn trũng Cửu Long, đặc biệt là các khu vực mỏ Rạng Đông, Bạch Hổ, Rồng… cấu tạo M cũng à một cấu tạo xuất hiện bất chỉnh hợp trong thời kỳ này

-Thời kỳ hậu tách giãn: thời kỳ này diễn ra sự sụt lún và lắng đọng kết hợp trầm tích trên một diện rộng, hình thành những tập trầm tích dày được phát triển từ Miocene sớm cho đến hiện tại Trầm tích sông và gần bờ xãy ra và hình thành, cũng như phát triển các vỉa ở bể Cửu Long được bắt đầu vào Miocene sớm lúc hiện tượng biển tiến xuất hiện, đặc trưng cho hiện tượng này là tập sét Bạch Hổ được tạo thành sau khi kết thúc quá trình trầm tích

Hình 1.4: Bản đồ đ ng dày cấu tạo M thuộc bồn trũng Cửu Long

1.3.2 Đá sinh

Theo như kết quả thực hiện khoan cũng như iên kết tài liệu địa chất thì đá sinh ở khu vực cấu tạo M là các tập trầm tích như tập C, tập D với tổng hàm ượng cacbon hữu cơ ban đầu (TOC) và chỉ số hydrocacbon (HI) cao, cộng với kerogen loại I-II được tìm thấy trong những tập trầm tích này (kerogen loại I-II tạo nên dầu thô vào úc trưởng thành và tạo khí vào thời kỳ sau trưởng thành) Ở tập oligocene dưới (tập E), là tập sét được hình thành do sự lắng đọng trong môi trường đầm hồ ở

vị trí trung tâm v ng trũng cũng được quan tâm và có thể là một tầng đá sinh tiềm năng

Hình 1.5: Đồ thị biểu hiện mối liên hệ giữa HI và Tmax

1.3.3 Sự trưởng thành và di cư

Hệ số phản xạ vitrinit (một dạng mexaran có nguồn gốc thực vật cao cấp như

lá, cành, rễ bị than hóa) là một thông số nhiệt phân rất quan trọng d ng để xác định ngưỡng nhiệt độ trưởng thành của đá mẹ, khi lấy mẫu lõi giếng khoan ở tập D thuộc cấu tạo M đêm phân tích thì nhận thấy nhiệt độ nhiệt phân từ 4330C đến 4350

C, còn

ở tập E nhiệt độ Tmax dao động từ 4350C đến 4480C và được thể hiện như hình 1.5

Hình 1.6: Đồ thị biểu hiện mối liên hệ giữa PI và Tmax

Ở cấu tạo M thang địa nhiệt dao động khoảng 2.6-2.80

C/100m, và kết quả chạy mô phỏng mô hình được thể hiện như hình 1.6, tập sét E dưới có cửa sổ tạo dầu tại 19Ma, tập sét E trên tại 13Ma và tập D tại 9 Ma

Có thể nói rằng cấu trúc M có tầng chắn được hình thành sau thời kỳ Oligocene, thời gian di chuyển được xem là thuận lợi cho hydrocarbon tích tụ trong cấu trúc M

Hình 1.7: Mô hình 1D mô phỏng thời gian thành tạo dầu tại cấu tạo M

1.3.4 Đá chứa

Tập E là tầng ch a chính tuổi Oligocene của cấu tạo M-Kình Ngư Trắng, nhìn chung thì tập E được trầm tích lắng đọng trên phần rìa của đá móng, nên có độ dày trầm tích và thường không bao phủ phần đỉnh của đá móng Tập E có thể được chia thành 2 tập nhỏ đó à tập E trên (upper part) và tập E dưới (lower part), và ranh giới giữa 2 tập này được phân định là một bất chỉnh hợp

Theo kết quả phân tích địa chấn cho thấy đỉnh tập E dưới là một bất chỉnh hợp khi biên độ địa chấn thay đổi từ cao sang thấp, tính liên tục và cường độ sóng cũng có sự thay đổi khác biệt Việc phân định cho đỉnh tập E dưới à khó khăn so với đỉnh tập E trên bởi vì đặc điểm giống nhau giữa đỉnh tập E dưới và đỉnh móng,

sự dao động biên độ sóng ở tập E cao hơn so với đá móng, hoặc có biên độ sóng lớn

và đ t gãy ph c tạp xuất hiện trong tập E dưới, do sự hiện diện của đá núi lửa xâm nhập trong tập E dưới cũng thu được kết quả phản xạ lớn khi đo địa chấn, những lý

do trên khi minh giải tài liệu địa chấn cũng gặp sự khó khăn cho việc phân định rạch ròi giữa tập E dưới với các tập E trên hay tập C, tập D

Tập E trên thành phần chính yếu là cát kết được đánh giá à rất đặc sít và khả năng ch a không cao tuy nhiên cũng à đối tượng quan tâm th hai của cấu trúc M, trong khi tập E dưới à “Arkose sand” và “Basa sand” được cho là tầng ch a tiềm năng của cấu trúc Kình Ngư Trắng dựa trên kết quả phát hiện dầu khí khi thực hiện thử vỉa tại 2 giếng KTN-2X và KTN-3X Tập E dưới à đối tượng ch a được quan tâm hàng đầu của cấu trúc M

Hình 1.8: Đánh giá tầng ch a cấu tạo M dựa vào kết quả phân tích địa chấn

và DST

Trong quá trình thực hiện các giếng khoan KTN-2X, KTN-3X phát hiện dấu hiệu dầu từ mẫu vụn (oil show), mất dung dịch khoan trong đá móng, vậy nên đá móng cũng à một đối tượng tầng ch a được quan tâm ở cấu trúc M và mong sự

hiện diện của những phát triển đ t gãy trong khu vực này giống như đá móng mỏ Rạng Đông

Hình 1.9: Môi trường trầm tích tập E, cấu tạo M Môi trường trầm tích tập E à môi trường bồi tích sông, theo như kết quả thực hiện thăm dò và thu thập số liệu, nghiên c u của PVEP (Tổng công ty thăm dò

và khai thác dầu khí) thực hiện từ năm 2008 đến 2012 (Hình 1.9) Trầm tích lắng đọng từ môi trường này tạo nên cát kết và phân bố giới hạn, do đó cũng à 1 nguyên nhân không dám chắc chắn là 1 tầng ch a tốt

Hình 1.10: Tập D dày và được đánh giá à tầng chắn tốt

Ở cấu tạo triển vọng M, đ t gãy hình thành và phát triển theo hướng Đông Bắc-Tây Nam tuy nhiên tập D vẫn được xem là tập chắn tốt khi mà không tìm thấy tính hiệu hydrocacbon được tìm thấy theo hướng đ t gãy này, d t gãy hướng Đông Bắc-Tây Nam qua cấu trúc M cũng như cấu trúc Kình Ngư Trắng được thể hiện trong hình 1.11

Hình 1.11: Hệ thống đ t gãy khu vực lô H và cấu tạo M

1.3.6 Bẫy chứa

Kết quả phân tích địa chấn cho thấy cấu tạo triển vọng M được ghi nhận là cấu tạo có bẫy ch a liên kết giữa tập E với đá móng qua đ t gãy, với ranh giới đ t gãy mở rộng về phía nam với lô 09-2/09, bẫy ch a có hình thành và tồn tại bởi đ t gãy theo hướng Đông Bắc-Tây Nam và đ t gãy hướng Đông Nam được hình thành

ở phía Nam, do đó sẽ hình thành sự khép kín 2 phía cho “Arkose sand” và 3 phía cho “Basa sand” và đá móng

Thời điểm bẫy hình thành là sự đảo ngược của tập trầm tích tuổi Oligocene nên thuận lợi cho hydrocacbon di chuyển và tích tụ

1.3.7 Trữ ƣợng tại chổ ban đầu

Theo kết quả các giếng khoan thực hiện trong lô H, và dựa vào kết quả địa chấn cũng như iên kết tài liệu thì có thể đánh giá có sự hiện diện của dầu trong tập

E trên, tập E dưới và đá móng n t nẻ cấu tạo M, và các thông số vỉa ch a như độ

rỗng-độ bảo hòa nước được thể hiện trong bảng 1.1

Bảng 1.1: Đánh giá trữ ượng tại chổ ban đầu của cấu tạo M-KNT

P: áp suất (psi)

ρ: tỉ trọng chất ưu (ppg)

z: chiều cao cột chất ưu (ft)

2.1.2 Áp suất thủy tĩnh

Là áp suất được tạo ra bởi dung dịch đ ng yên gây nên tại một điểm và nó phụ thuộc vào tỷ trọng và chiều sâu th ng đ ng của cột dung dịch, với công th c tính như sau:

Trong đó,

Ph: là áp suất thủy tĩnh (psi)

ρ: à tỷ trọng dung dịch (ppg)

TVD: là chiều sâu th ng đ ng của cột dung dịch (ft)

Hình 2.1: Hình vẽ thể hiện áp suất thủy tĩnh chỉ phụ thuộc tỷ trọng và chiều cao th ng đ ng

Từ công th c (2.4) và hình vẽ (2.1) cho ta thấy áp suất thủy tĩnh chỉ phụ thuộc vào chiều sâu th ng đ ng và tỷ trọng của cột dung dịch Tại một vị trí nhất

định theo chiều sâu của cột dung dịch thì áp suất thủy tĩnh theo mọi hướng là bằng nhau

2.1.3 Ứng suất địa tĩnh

Là ng suất của một thành hệ đất đá tạo ra do trọng ượng của tất cả các lớp đất đá phủ bên trên Trọng ượng này bao gồm tất cả các thành phần chất rắn của khung đá và chất lưu bên trong các ỗ rỗng của đất đá, tỷ trọng của tất cả thành phần này được gọi chung là tỷ trọng tổng ρb, ng suất địa tĩnh có thể được tính theo công

th c

Trong đó,

Pđt: à ng suất địa tĩnh (psi)

ρb: à tỷ trọng tổng của thành hệ đất đá bên trên (ppg)

z: là chiều sâu th ng đ ng (ft)

2.1.4 Áp suất lỗ rỗng

Hay còn được gọi là áp suất thành hệ, là áp suất gây ra bởi sự nén ép của các chất ưu (dầu, khí, nước) có trong không gian lỗ rỗng của đất đá, ượng áp suất này được hình thành chủ yếu bởi lực nén ép của lớp phủ trầm tích nằm phía trên lên chất

ưu (hay còn gọi là áp suất địa tĩnh có đơn vị bar, kPa, psi) Trong điều kiện nén ép bình thường, tùy thuộc vào tốc độ trầm tích, độ rỗng sẽ giảm một cách từ từ theo độ sâu, đồng thời chất ưu trong thành hệ cũng bị ép ra ngoài khi chiều dày và khối ượng của lớp phủ trầm tích tăng dần lên, áp suất thành hệ do vậy cũng tăng ên do trọng ượng đè ên thành hệ ngày càng lớn

Việc dự đoán và xác định áp suất thành hệ rất quan trọng, nó rất có ý nghĩa quyết định sự thành công của một giếng khoan thăm dò, giếng khoan đánh giá trữ

ượng, vì nếu dự đoán chính xác hoặc biết trước được áp suất thành hệ sẽ sử dụng một dung dịch khoan với tỷ trọng hợp lý, áp dụng bơm hợp ý để tạo ra một tỷ trọng dung dịch tuần hoàn tương đương ph hợp với áp suất thành hệ sẽ giúp khoan thuận lợi

Hình 2.2: Hình vẽ thể hiện mối quan hệ của độ rỗng theo chiều sâu của thành hệ đất đá

Dự đoán được áp suất thành hệ cũng giúp ích trong việc kiểm soát giếng, thực hiện công tác kiểm soát an toàn và hiệu quả, tiết kiệm được thời gian và chi phí khi thực hiện thi công giếng khoan thăm dò, đánh giá trữ ượng và khai thác dầu khí

Là giá trị áp suất địa tĩnh tại một độ sâu nhất định chia cho chiều sâu th ng

đ ng tính từ bề mặt đến điểm đó, đơn vị là bar/m, psi/ft, kPa/m, hoặc được biểu diễn theo tỉ trọng dung dịch tương đương g/cc, ppg, kg…

Công th c (2.6) tính gradient áp suất địa tĩnh:

σovg= 0.433[(1 – φ)ρma + (φxρf)] (2.6)

Trong đó,

σovg: à gradient áp suất địa tĩnh (psi/ft)

φ: à độ rỗng biểu diễn dạng phân số

ρma: mật độ khung đá (gm/cc)

ρf: à tỷ trọng chất ưu (gm/cc)

Gradient áp suất địa tĩnh không phải là một giá trị cố định cho một khu vực nhất định nào đó mà giá trị này thay đổi phụ thuộc vào thành phần thạch học cũng như à mật độ chất ưu trong ỗ rỗng đất đá, thêm vào đó à trình độ nén ép càng tăng theo độ sâu làm cho mật độ khung tăng, cũng àm gia tăng áp suất địa tĩnh

2.1.8 Građient chất ƣu

Là mật độ của chất ưu tính trên một đơn vị chiều dài

Bảng 2.1: Giá trị građient của một số chất ưu cơ bản ở các hệ đơn vị khác nhau

2.1.9 Dị thường áp suất

Là giá trị áp suất cao hơn hoặc thấp hơn áp suất bình thường theo quy luật trầm tích tại một độ sâu xác định, nếu áp suất tại độ sâu cho trước nhỏ hơn áp suất thông thường thì gọi là áp suất dị thường âm, áp suất tạo ra do một khối chất lỏng

có mật độ cho trước tại một độ sâu bất kì được gọi là áp suất bình thường, áp suất dị thường còn được gọi à địa áp

2.2 Các nguyên nhân gây ra dị thường áp suất

2.2.1 Do nén ép

Là nguyên nhân phổ biến nhất và có liên quan đến tốc độ trầm tích của vật liệu trầm tích, sét ch a khoảng 70% à nước và tỉ lệ này giảm nhanh chóng trong quá trình nén ép đối với nước inh động, áp suất dị thường cao xảy ra khi tốc độ bị đẩy ra khỏi thành hệ của nước vỉa nhỏ hơn tốc độ tăng dần của áp suất phủ, nước vỉa hấp thụ một phần áp suất phủ làm cho áp suất chất ưu tăng ên trong quá trình trầm tích, khi có 1 lực tác động ên đất đá thì độ rỗng sẽ giảm giần theo độ lớn dần của lực tác dụng

2.2.2 Độ liên thông giữa các vỉa

Các vỉa ch a nằm ở phần nông hơn được nạp từ các nguồn sinh có áp suất cao hơn nằm ở sâu với điều kiện các vỉa này liên thông với nhau, sự liên thông này được tao ra do đ t gãy trong quá trình kiến tạo, quá trình trầm tích Sự hiện diện của các đ t gãy mở tạo điều kiện thuận lợi cho chất ưu dịch chuyển trong các đới có áp suất dị thường cao, trong trường hợp hệ thống khe n t mở và liên thông, hydrocacbon sẽ dịch chuyển đến và đẩy nước ra khỏi vỉa ch a, sự liên thông của các vỉa còn phụ thuộc vào đặc điểm cấu tạo, độ rỗng của đất đá hình thành nên vỉa

2.2.3 Nhiệt động lực học

Hình 2.4: Ảnh hưởng của nhiệt lên thành phần chất ưu vỉa Khi ở nhiệt độ cao từ 100-1200C, chuỗi phân tử hydrocacbon bị phá vỡ do quá trình cracking làm thể tích tăng, nếu ượng chất ưu di chuyển ra khỏi vỉa ch a

ít hơn so với ượng hydrocacbon được hình thành trong vỉa ch a có thể tích xác định, sẽ gây ra hiện tượng áp suất tăng Mối quan hệ giữa nhiệt độ-độ sâu-quá trình sinh dầu khí trong 1 tầng khép kín (không có liên thông với một tầng khác), građient địa nhiệt tăng sẽ làm áp suất thành hệ tăng theo do sự trương nở của nước

Hệ số nhiệt của chất ưu ớn hơn so với hệ số nhiệt của đất đá và được xác định từ thực nghiệm

2.2.4 Sự thẩm thấu

Là quá trình di chuyển đồng thời của nước có độ khoáng hóa khác nhau qua màn bán thấm trong vỉa ch a, nồng độ của 2 vỉa gần nhau được duy trì cân bằng nhờ quá trình duy chuyển của nước từ vỉa có nồng độ thấp đến vỉa có nồng độ cao hơn, quá trình di chuyển này phụ thuộc vào độ khoáng hóa của hai vỉa, nhiệt độ và đặc tính của màng thấm