Xây dựng mô hình mô phỏng vỉa có xem xét đến giải pháp nứt vỉa thủy lực tầng Oligoxen E mỏ Hồng Hạc bồn trũng Cửu Long

TÊN ĐỀ TÀI: XÂY DỰNG MÔ HÌNH MÔ PHỎNG VỈA Ó XE XÉ ĐẾN GIẢI PHÁP NỨT VỈA THỦY LỰC TẦNG OLIGOXEN E MỎ HỒNG HẠC BỒN RŨNG ỬU LONG NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG: Xây dựng mô hình mô phỏng dựa trên

Cán bộ hướng dẫn khoa học:TS Mai Cao Lân

Cán bộ chấm nhận xét 1:

Cán bộ chấm nhận xét 2:

Luận văn thạc sĩ được bảo vệ tại Trường Đại học Bách khoa, ĐHQG Tp HCM ngày tháng năm

Thành phần Hội đồng đánh giá luận văn thạc sĩ gồm: (Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị của Hội đồng chấm bảo vệ luận văn thạc sĩ) 1

2

3

4

5

Xác nhận của Chủ tịch Hội đồng đánh giá luận văn và Trưởng Khoa quản lý chuyên ngành sau khi luận văn đã được sửa chữa

ii

THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH -

NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ

Họ tên học viên: Nguyễn Đức Hạnh MSHV : 11360638

Sinh ngày : 09/9/1978 Nơi sinh: TT-Huế

Chuyên ngành : Địa chất Dầu khí ứng dụng Mã số : 605351

I TÊN ĐỀ TÀI:

XÂY DỰNG MÔ HÌNH MÔ PHỎNG VỈA Ó XE XÉ ĐẾN GIẢI PHÁP NỨT VỈA THỦY LỰC TẦNG OLIGOXEN E MỎ HỒNG HẠC BỒN RŨNG ỬU LONG

NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG:

Xây dựng mô hình mô phỏng dựa trên các số liệu đầu vào làm nền tảng cho việc dự báo khai thác gồm đưa ra những thông số được thay đổi và sơ đồ tổng thể của quá trình hiệu chỉnh mô hình phù hợp với số liệu lịch sử khai thác

Khảo sát hiệu quả của nứt vỉa thủy lực dựa trên mô hình mô phỏng với các phương

án tăng độ thấm theo hướng mở vỉa và ứng suất đất đá vùng cận đáy giếng đối tượng E

- tầng Oligoxen, mỏ Hồng Hạc

II NGÀY GIAO NHIỆM VỤ: ngày 19 tháng 8 năm 2013

III NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: ngày 20 tháng 6 năm 2014

IV CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: TS MAI CAO LÂN

TRƯỞNG KHOA

Sau một thời gian học tập, nghiên cứu nghiêm túc, đề tài nghiên cứu “XÂY DỰNG

MÔ HÌNH MÔ PHỎNG VỈA Ó XE XÉ ĐẾN GIẢI PHÁP NỨT VỈA THỦY LỰC TẦNG OLIGOXEN E MỎ HỒNG HẠC BỒN RŨNG ỬU LONG” chuyên ngành Địa

chất dầu khí ứng dụng với của học viên Nguyễn Đức Hạnh đã hoàn tất Trong quá trình học tập và nghiên cứu, tác giả đã nhận được sự giúp đỡ rất nhiều và nhiệt tình trong việc truyền đạt kiến thức, kinh nghiệm và chỉ dạy của các thầy cô giáo trong khoa Kỹ thuật Địa chất & Dầu khí - trường Đại học Bách khoa TPHCM, các thầy hướng dẫn, cán bộ phản biện và bạn

bè đồng nghiệp trong công ty

Tác giả xin phép được nói lời cảm ơn chân thành đối với sự giảng dạy đầy nhiệt huyết của các thầy cô giảng viên khoa Kỹ thuật Địa chất & Dầu khí trường Đại học Bách khoa Thành phố Hồ Chí Minh trong suốt quá trình học tập tại trường

Đặc biệt xin chân thành cảm ơn sự giúp đỡ và hướng dẫn nhiệt tình, tận tâm của cán bộ hướng dẫn: TS Mai Cao Lân đã hướng dẫn tác giả từ lúc lập đề cương và hoàn thành bản luận văn này

Thành phố Hồ Chí Minh, tháng 6 năm 2014

Học viên Nguyễn Đức Hạnh

iv

thông số kinh tế để đạt lợi nhuận tối ưu là rất quan trọng Trong đó, việc xây dựng mô hình mô phỏng để đưa ra dự báo sản lượng khai thác làm đầu vào cho tính toán kinh tế đóng vai trò quyết định đến kế hoạch phát triển mỏ

Trong quá trình khoan 4 giếng thăm dò thẩm lượng thì đối tượng E - tầng Oligoxen

mỏ Hồng Hạc, các rủi ro liên quan đến các yếu tố không chắc chắn về thông số đất đá thành hệ, mối quan hệ giữa chất lưu và đất đá, tầng chứa nước vẫn chưa được đánh giá một cách toàn diện Lý do chính là mức độ bất đồng nhất của đất đá trong thành hệ khá cao, tính chất chất lưu phức tạp, độ dày vỉa phân bố không đồng đều Để giảm thiểu rủi ro trong quá trình phát triển mỏ, nhà điều hành đã đưa ra kế hoạch khai thác sớm nhằm thu thập thêm tối đa thông tin để đưa ra kế hoạch phát triển mỏ dài hơn và chi tiết hơn

Dựa trên cơ sở dữ liệu có sẵn của 4 giếng đã khoan, tác giả đã xây dựng mô hình

mô phỏng mỏ (thủy động lực) với số lượng giếng khai thác như trong kế hoạch khai thác sớm của nhà điều hành Tuy nhiên, tác giả đã đi sâu vào khảo sát tính hiệu quả của nứt vỉa thủy lực trong quá trình mở vỉa vào trong mô hình mô phỏng

Nội dung nghiên cứu của luận văn gồm 3 nội dung chính:

1 Kiểm tra và xử lý dữ liệu đầu vào: Các tính chất của đất đá và chất lưu tầng Oligoxen E để tăng mức độ tin cậy cho việc xây dựng mô hình mô phỏng

2 Xây dựng mô hình mô phỏng dựa trên các số liệu đầu vào làm nền tảng cho việc dự báo khai thác gồm đưa ra những thông số được thay đổi và sơ đồ tổng thể của quá trình hiệu chỉnh mô hình phù hợp với số liệu lịch sử khai thác

3 Khảo sát kết quả nứt vỉa thủy lực cho đối tượng E – tầng Oligoxen, mỏ Hồng Hạc dựa trên mô hình mô phỏng vùng mở vỉa nhằm đánh giá tính hiệu quả của giải pháp nứt vỉa thủy lực đối với vỉa trước khi tiến hành nứt vỉa

Kết quả của việc khảo sát nứt vỉa thủy lực trong mô hình mô phỏng cho thấy việc nứt vỉa thủy lực cho vỉa chặt xít như đối tượng E - tầng Oligoxen, mỏ Hồng Hạc có thể gia tăng trữ lượng thu hồi cho giếng

nghiên cứu tiền khả thi của giải pháp nứt vỉa thủy lực

Based on database acquired from four wells available, one simulation dynamic model was builded with all producers in EPS and focus on hydraulic fracturing in simulation model

There are three main contents of thesis as below:

1 Quality control the input data: formation properties of matrix and fluid of Oligocene E, simultaneous with increasing the reliability of input data

2 Run history match and adjust some parameters the simulation model to get reliable model and to predict production

3 Run simulation model by applying hydraulic fracturing to Oligocene E in Hong Hac field to evaluate the effect on hydraulic fraturing

The analogue study results from other fields in applying hydraulic fracturing in simulation model showed it will be gain more reserves for well HH-3P, one producer

in Oligocene E reservoir Because it is new production target and tight reservoir, the hydraulic fracturing and production results of HH-3P well will be use to update the simulation model

Tôi xin cam đoan luận văn thạc sỹ “XÂY DỰNG MÔ HÌNH MÔ PHỎNG VỈA CÓ XEM

XÉ ĐẾN GIẢI PHÁP NỨT VỈA THỦY LỰC TẦNG OLIGOXEN E MỎ HỒNG HẠC BỒN RŨNG CỬU LONG” là công trình nghiên cứu của cá nhân tôi Các số liệu trong luận

văn là các số liệu trung thực

Thành phố Hồ Chí Minh, tháng 6 năm 2014

NGUYỄN ĐỨC HẠNH

Chuyên ngành Địa chất dầu khí ứng dụng Trường Đại học Bách khoa TP Hồ Chí Minh

Nhiệm vụ luận văn thạc sĩ ii

Lời cảm ơn iii

Tóm tắt luận văn iv

Lời cam đoan của tác giả vii

Mục lục viii

Danh sách hình vẽ và bảng biểu xi

Mở đầu xiv

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ VÙNG MỎ ĐANG NGHIÊN CỨU 1

1.1 Đặc điểm địa chất bồn trũng Cửu Long 1

1.1.1 Vị trí địa lý và lịch sử phát triển bồn trũng Cửu Long 1

1.1.2 Địa tầng bồn trũng Cửu Long 2

1.2 Đặc điểm địa chất mỏ Hồng Hạc 7

1.2.1 Tổng quan 7

1.2.2 Đặc điểm địa chất 9

1.2.3 Tiềm năng dầu khí mỏ Hồng Hạc 14

1.3 Đặc điểm đối tượng E – tầng Oligoxen 15

1.3.1 Môi trường trầm tích 15

1.3.2 Trữ lượng dầu và khí 18

1.3.3 Mô hình địa chất 18

CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT XÂY DỰNG MÔ HÌNH MÔ PHỎNG 24

2.1 Giới thiệu chung về xây dựng mô hình mô phỏng 24

2.2 Các phương trình cơ bản sử dụng trong quá trình mô phỏng vỉa 25

2.2.1 Phương trình cân bằng vât chất 25

2.2.2 Phương trình Darcy 27

2.2.4 Định luật mô tả trạng thái của vật chất 29

2.2.5 Phương trình dòng chảy chất lưu vỉa 30

2.3 Giải phương trình dòng chảy vỉa 31

2.3.1 Phương pháp hiện 33

2.3.2 Phương pháp ẩn 33

2.3.3 Phương pháp bán ẩn 34

2.4 Xây dưng mô hình mô phỏng có sự trợ giúp của bộ phần mềm ECLIPSE 35

2.4.1 Giới thiệu chung 35

2.4.2 Dữ liệu đầu vào 35

2.4.3 Nội dung cho mỗi từ khóa của dữ liệu đầu vào 35

2.4.4 Mô tả chi tiết cho mỗi từ khóa 37

2.4.5 Chạy mô phỏng mô hình với ECLIPSE 100 43

CHƯƠNG 3: XÂY DỰNG MÔ HÌNH MÔ PHỎNG CHO TẦNG OLIGOXEN E, MỎ HỒNG HẠC, BỒN TRŨNG CỬU LONG 45

3.1 Dữ liệu đầu vào 45

3.1.1 Lưới mô hình 46

3.1.2 Xây dựng quan hệ độ rỗng – độ thấm 46

3.1.3 Phân chia loại đất đá 49

3.1.4 Xây dựng biểu đồ độ thấm pha 51

3.1.5 Các thông số PVT của chất lưu vỉa 54

3.1.6 Ranh giới dầu khí 55

3.2 Xây dựng mô hình mô phỏng ban đầu cho đối tượng E 57

3.3 Hiệu chỉnh mô hình mô phỏng ban đầu phù hợp số liệu lịch sử khai thác 58

3.3.1 Sơ đồ tổng thể của quá trình phù hợp số liệu lịch sử khai thác 58

3.3.2 Hiệu chỉnh áp suất đáy và hàm lượng nước 60

– TẦNG OLIGOXEN, MỎ HỒNG HẠC TRÊN MÔ HÌNH MÔ PHỎNG 64

4.1 Mô hình mô phỏng sử dụng trong quá trình khai thác sớm 64

4.2 Lựa chọn phương pháp áp dụng giải pháp nứt vỉa thủy lực vào mô hình mô phỏng 65

4.3 Áp dụng LGR trên các giếng khai thác tầng E 69

4.4 Khảo sát nứt vỉa thủy lực thông qua ứng suất vùng mở vỉa 73

Kết luận & kiến nghị 80

Tài liệu tham khảo 82

Lý lịch trích ngang 83

Hình 1.1: Vị trí địa lý bồn trũng Cửu Long

Hình 1.2 Vị trí lô X bồn trũng Cửu Long

Hình 1.3: Các yếu tố cấu trúc chính của lô X

Hình 1.4: Cột địa tầng Mỏ Hồng Hạc

Hình 1.5: Tài liệu giếng khoan trong môi trường delta

Hình 1.6 Phân bố môi trường trầm tích theo cột địa tầng

Hình 1.7: Trình tự xây dựng mô hình địa chất của đối tượng E

Hình 1.8: Mặt cắt địa tầng qua các giếng thăm dò của đối tượng E

Hình 1 : Mô hình đứt gãy tầng chứa cát kết E - Oligoxen , mỏ Hồng Hạc, bồn trũng

Hình 1.12: Mô hình tướng, độ rỗng, độ thấm và độ bão hòa nước của nóc tầng cát kết

E - Oligoxen, mỏ Hồng Hạc, bồn trũng Cửu Long

Hình 2.1: Các bước tiến hành trong suốt quá trình mô phỏng vỉa

Hình 2.2: Mô hình 1D minh họa cho dòng chảy trong vỉa

Hình 2.3: Vị trí tương quan ô lưới thứ i và các ô lân cận

Hình 2.4: Sơ đồ minh họa phương pháp hiện

Hình 2.5: Sơ đồ minh họa phương pháp ẩn

Hình 3.1: Các bước tiến hành cho việc xây dựng mô hình mô phỏng đối tượng E Hình 3.2: Lưới mô hình cho đối tượng E - tầng Oligoxen, mỏ Hồng Hạc

Hình 3.3: Quan hệ độ rỗng - độ thấm ngang cho đối tượng E, mỏ Hồng Hạc

Hình 3.4: Họ đường cong áp suất mao dẫn từ kết quả phân tích mẫu lõi HH-2X

Hình 3.6: Biểu đồ độ thấm pha dầu - khí từ phòng thí nghiệm của mẫu lõi HH-2X Hình 3.7: Biểu đồ độ thấm pha dầu - khí sau quá trình tổng quát hóa

Hình 3.8: Mối quan hệ độ thấm pha dầu - nước cho các loại đất đá của đối tượng E -

tầng Oligoxen, mỏ Hồng Hạc

Hình 3 Kết quả phân tích MDT tầng Oligoxen E giếng HH-3X, mỏ Hồng Hạc Hình 3.10 Kết quả phân tích PVT tầng Oligoxen E giếng HH-3X, mỏ Hồng Hạc Hình 3.11 Kết quả đo MDT đối tượng E, F - tầng Oligoxen, mỏ Hồng Hạc

Hình 3.12: Phù hợp số liệu lịch sử khai thác chưa hiệu chỉnh của giếng HH-1P

Hình 3.13: Phù hợp số liệu lịch sử khai thác chưa hiệu chỉnh của giếng HH-2P

Hình 3.14: Sơ đồ tổng thể của quá trình phù hợp số liệu lịch sử khai thác

Hình 3.15: Kết quả phân tích DST giếng HH-1X tầng Oligoxen E

Hình 3.16: Kết quả phân tích DST giếng HH-4X tầng Oligoxen E

Hình 3.17: Kết quả phân tích PBU giếng HH-2P

Hình 4.1 Khoảng mở vỉa dự kiến bằng nứt vỉa thủy lực nhiều giai đoạn (Multi-stage

Hydraulic Fracturing)

Hình 4.2 Đặc tính thấm của các vỉa Oligoxen E&F trong mỏ Hồng Hạc

Hình 4.3 Định nghĩa LGR tại vị trí ô chứa giếng khoan

Hình 4.4 Mô hình giả định phần ảnh hưởng của quá trình nứt vỉa thủy lực

Hình 4.5 So sánh kết quả chạy thử mô hình có và không nứt vỉa thủy lực với độ thấm

ban đầu

Hình 4.6 Nguyên lý tính trường ứng suất thông qua mô hình sonic log

Hình 4.7 Nguyên lý tính trường ứng suất kết hợp phân bố tướng trầm tích và ứng suất Hình 4.8 Nguyên lý ảnh hưởng nứt vỉa thủy lực vùng cận đáy giếng khi mở vỉa

Hình 4.9 Mô hình chất lưu nứt vỉa tác động vào vùng ảnh hưởng

Hình 4.10 Mô tả quá trình ảnh hưởng nứt vỉa thủy lực trong mô hình

Bảng 1.1: Thống kê các tướng trầm tích trong tầng chứa cát kết E - Oligoxen

Bảng 1.2: Trữ lượng dầu khí tại chỗ và thu hồi cho đối tượng E- tầng Oligoxen

Bảng 2.1: Các thông số và ký hiệu sử dụng trong PTCBVC

Bảng 3.1: Kết quả phân tích mẫu lõi truyền thống từ các nút mẫu HH-2X tầng E Bảng 3.2: Kết quả thí nghiệm áp suất mao dẫn của mẫu lõi HH-2X đối tượng E

Bảng 3.3: Thành phần PVT của giếng HH-1X tầng Oligoxen E, mỏ Hồng Hạc

Bảng 3.4: Kết quả PVT từ mẫu đáy của tầng Oligoxen E, mỏ Hồng Hạc

Bảng 4.1 Thay đổi độ thấm (độ dẫn thủy) cho vùng cận đáy giếng trong mô hình Bảng 4.2 Đặc tính vỉa áp dụng nứt vỉa thủy lực

1 1 Ý nghĩa và tính cấp thiết của đề tài

Thềm lục địa Việt Nam chứa một trữ lượng dầu rất lớn trong tầng cát kết tuổi Oligoxen nhưng chưa được chú ý khai thác nhiều chủ yếu do tính bất đồng nhất cao và tính chặt xít rất lớn Chính vì vậy, việc nghiên cứu khai thác dầu khí trong tầng cát kết này và tối ưu khai thác trong tầng sản phẩm này có ý nghĩa cực k quan trọng trong việc quản lý khai thác mỏ, trong đó công việc mô phỏng vỉa chứa bằng cách xây dựng

mô hình vỉa là một trong những hướng nghiên cứu đáng tin cậy để dự báo khai thác

- Mô hình rỗng thấm (Petrophysical model): tính không chắc chắn về phân bố rỗng thấm (global distribution), mô hình variogram được chọn trong mô hình,

- Mô hình mô phỏng (dynamic model): không chắc chắn từ các kết quả phân tích mẫu chất lưu (PVT), phân tích mẫu đặc biệt ( đồ thị quan hệ giữa độ thấm tương đối và độ bão hòa), vị trí aquifer,…

Từ thực tiễn khai thác của tầng Oligoxen mỏ Hồng Hạc cho thấy vỉa có tính chặt xít rất cao Chính vì vậy, cần phải nghiên cứu các giải pháp để gia tăng độ rỗng, thấm vỉa cát kết này, trong đó giải pháp nứt vỉa thủy lực là một trong các giải pháp khả thi

2 Mục tiêu nghiên cứu

Mục tiêu chính của nghiên cứu là khảo sát ảnh hưởng của nứt vỉa thủy lực trong mô hình mô phỏng ảnh hưởng như thế nào đến khu vực cận đáy giếng và có thể nâng

cao trữ lượng thu hồi cho giếng, vì vậy tác giả chọn đề tài X y ng m hình m

ph ng v a có m t đến giải pháp nứt v a thủy l c tầng Oligoxen E - m

quả khai thác dầu tầng Oligoxen E

3 Nội ung nghiên cứu

a Tóm tắt, đánh giá đặc trưng địa chất và công nghệ mỏ của vùng mỏ đang khai thác

b Khảo sát mô hình tĩnh và động của tầng Oligoxen E Chạy dự báo khai thác với các kịch bản khác nhau giữa các thông số đầu vào của mô hình

c Khảo sát mức độ ảnh hưởng của việc nứt vỉa thủy lực dựa vào mô hình để đưa đến khả năng có thể tiến hành nứt vỉa thủy lực hay không

4 Phương pháp nghiên cứu:

a Hệ thống hóa các nghiên cứu về địa chất và công nghệ mỏ của các chuyên gia đầu ngành đánh giá về vùng mỏ

b Tham khảo kế hoạch phát triển mỏ cùng các thông số đầu vào cho mô hình mô phỏng như cơ sở nền tảng lý thuyết về xây dựng mô hình mô phỏng cộng với kiểm tra và xử lý dữ liệu đầu vào như: quan hệ độ rỗng – độ thấm, quan hệ giữa

độ bão hòa chất lưu, độ thấm pha và áp suất mao dẫn, mô hình tầng chứa nước…mà làm ảnh hưởng đến chất lượng của mô hình mô phỏng (QC mô hình)

c Tham khảo, sử dụng mô hình động đã khớp lịch sử (history matching) để dự đoán các ứng xử của mô hình khai thác với các giả định khe nứt vùng cận đáy giếng được thực hiện nứt vỉa thủy lực với các kịch bản khác nhau

5 Tình hình nghiên cứu liên quan đến đề tài

5.1 V Việt Hưng, y ng mô hình mô ph ng (mô hình dòng chảy) tầng Mioxen hạ m Sư T Đ n l 15-1, b n tr ng C u Long Luận văn thạc sĩ, đại học Bách Khoa, 7/2008: nhằm xây dựng kế hoạch phát triển mỏ và dự báo

sản lượng khai thác Đối với vỉa Mioxen hạ B10 đang khai thác dưới áp suất bão hòa cho sản lượng khai thác cao nên cần duy trì năng lượng vỉa thông qua

mô hình thủy động lực với việc bơm ép nước Qua nghiên cứu này để rút ra được phương pháp và kinh nghiệm trong việc xây dựng mô hình thủy động lực

áp dụng cho các tầng clastic bồn trũng Cửu Long

Mioxen m Topaz, lô 01 & 02 phục vụ công tác phát triển m Tuyển tập báo cáo hội nghị khoa học công nghệ “Viện Dầu Khí Việt Nam: 30 năm phát triển và hội nhập”

Đã xây dựng mô hình tĩnh như mô tả đặc tính vật lý vỉa, xây dựng mô hình cấu trúc, chuyển đổi tỷ lệ mô hình (upscaling) và xây dựng mô hình động để tối ưu hóa vị trí, số lượng giếng nhằm đạt hệ số thu hồi tối ưu Nhưng một vấn đề mà

02 tác giả đã đề cập nếu không có năng lượng đáy hỗ trợ thì hầu hết các giếng

bị dừng khai thác là do áp suất đáy giảm xuống quá nhanh” và đã chạy những trường hợp của phương pháp khí nâng để kéo dài đời sống của các giếng khai thác Vậy tại sao khi kích thước và hướng hỗ trợ của tầng nước đáy vẫn còn là một trong những rủi ro rất lớn đối với mô hình, 02 tác giả đã không xem xét thêm các biện pháp bơm ép và khảo sát thêm về tầng chứa nước để tất cả nhằm phục vụ công tác phát triển mỏ và tối ưu hệ số thu hồi

5.3 Gokhan Coskuner, numerical simulation of infill drilling with horizontal and vertical wells: A case Haudy of partial bottom water drive reservoir, SPE 37104

Mô hình mô phỏng đã được hiệu chỉnh phù hợp với lịch sử khai thác Số lượng trường hợp dự báo khai thác đã được chạy với mô hình này Nghiên cứu đã cho thấy sự tăng hệ số thu hồi của việc khoan thêm với giếng ngang hay giếng đứng

so với điều kiện thực tại và tối ưu tình trạng khai thác thực tại Thêm vào đó, là

sự so sánh giữa trường hợp khoan giếng ngang cộng giếng đứng và một trường hợp khoan toàn bộ là giếng đứng cả về mặt tối ưu hệ số thu hồi và mặt phân tích tính kinh tế, chi phí khoan và hoàn thiện giếng Nói chung, một nghiên cứu các trường hợp dự báo khai thác gần như đầy đủ được áp dụng cho đối tượng trầm tích cát kết turbidite Chỉ một vấn đề cần được tác giả làm rõ ở nghiên cứu

là tất cả các giếng đều dừng khai thác khi hàm lượng ngập nước của các giếng tăng cao, tác giả cũng đã đề cập lưỡi nước trong vỉa sẽ nhiều hơn báo cáo thực tại của tác giả bởi vì mạng lưới được sử dụng trong nghiên cứu đã thô do chuyển đổi tỷ lệ mô hình Vì thế, cần sử dụng chia nhỏ ô mạng lưới tỏa hướng xung quanh giếng khoan để phù hợp lịch sử khai thác và hiệu chỉnh hàm lượng nước thực tại cũng như thấy được thời gian nhanh, chậm của lưỡi nước trong

đề cần kiến nghị làm rõ hơn

5.4 .J.D Bredehoeft, R g wolff , W S Keys and Eugene Shuter , Hydraulic fracturing to determine the regional in situ stress field, Piceance Basin, Colorado, Geological Society of America

Nhằm đánh giá khả năng thực hiện và ảnh hưởng nứt vỉa thủy lực lên hệ thống nứt n th ng đứng thuộc các đứt gãy thuận trong bồn Piceance Oil Shale ở vùng Tây Bắc Clolorarado, Mỹ Về cơ bản đây là một bồn trũng khá đơn giản với hệ thống đứt gãy thuận Áp dụng vào bồn trũng Cửu Long có hệ thống đứt gãy phức tạp hơn như nhiều hướng, cát kết chặt xít…

5.5 Keith H Coats, Simulation of Gas Condensate reservoir performance, SPE 10512, Intercomp Resource development and engineering, Inc.

Mô tả phương trình trạng thái (EOS) bậc 3, nhằm áp dụng phương trình cân bằng vật chất 2 thành phần (black oil) áp dụng cho vỉa khí condensat trong việc chạy chương trình mô phỏng Sai số có thể chấp nhận được đối với những vỉa khí giàu condensat và

áp suất vỉa khá cao hơn áp suất điểm sương (dew point pressure) do thành phần C7+

tách h n ra khỏi các thành phần Hydrocacbon còn lại

5.6 Qivind Fevang, Kameshwar Singh, Curtis H.Whitson, Guidelines for choosing compositional and black oil models for volatile oil and gas condensate reservoirs, SPE 63087, NTNU/PERA

Tác giả hướng dẫn việc chọn mô hình PVT, black oil hay phương trình trạng thái áp dụng vào mô hình mô phỏng Đối với việc mô phỏng vỉa khí condensate (compositional model) thường tốn rất nhiều bộ nhớ và thời gian chạy (CPU time), vì vậy nếu có thể sử dụng mô hình Black oil thì việc tính toán trong mô hình đơn giản hơn nhiều mà sai số có thể chấp nhận được Việc này được giả định condensat như là 1 loại dầu khá nhẹ và áp dụng 2 bảng PVT trong mô hình

5.7 Ibrahim S Nassar, Ahmed H El-Banbi and Mohamed H Sayyouh, Modified Black Oil PVT properties correlations for Volatile Oil and gas condensate reservoirs, SPE 164712, GUPCO and Cairo University

Hướng dẫn sử dụng mô hình black oil hiệu chỉnh (MBO) các giá trị PVT như

Rs, Rv, Bo và Bg cho dầu nhẹ và khí condensat Phương pháp tương quan mới

(EOS) mà chỉ quan tâm đến hiệu ứng của điều kiện bình tách phân đoạn, nhiệt

độ của các thí nghiệm và áp suất nhằm sử dụng các phần mềm ứng dụng phổ biến để mô phỏng

5.8 Lujun Ji, A (Tony) Settari, R.B Sullivan, Methods for modeling dynamic fractures in coupled reservoir and geomechanics simulation, SPE 90874, University of Calgagy and Anadarko Corp, Houston

Các phương pháp mô hình hóa nứt n trong một số phần mềm bình thường mô

tả nứt n theo 1 đường th ng khi nứt vỉa thủy lực Tuy nhiên, trong thực tế một

số mô hình đòi hỏi tính hội tụ của nứt n theo lưới khi bơm ép với lưu lượng lớn Vấn đề đặt ra là làm thế nào để mô phỏng lưới nứt n nhân tạo này trong

mô hình mô phỏng vỉa và so sánh dòng chảy của vỉa trong trường hợp có và không có những khe nứt nhân tạo Tác giả đề xuất chỉnh sửa độ dẫn thủy (transmissibility) trong hệ thống lưới của mô hình để phân tích các ảnh hưởng của nứt vỉa thủy lực

5.9 Shirley Indriati, Xiuli Wang, Micheal J Economides, Adjustment of Hydraulic Fracture design in gas - condensate wells, SPE 73751, Schlumberger, BP and University of Houston

Nứt vỉa thủy lực là giải pháp can thiệp chính để khai thác các vỉa khí condensat tương đối phổ biến bằng cách tạo ra các khe nứt nhân tạo thông qua việc ép dung dịch và hạt chèn vào vỉa và làm gia tăng độ thấm ở vùng cận đáy giếng Tác giả của nghiên cứu này dự đoán những ảnh hưởng của nứt vỉa thủy lực trong vỉa khí condensat nhằm điều chỉnh thiết kế chương trình nứt vỉa và tối ưu hóa phương pháp khai thác bằng cách lựa chọn áp suất khai thác vỉa vùng cận đáy giếng tương ứng với độ thấm vỉa cao hơn

6 Các tài liệu s ụng trong luận văn:

- Dữ liệu khai thác: Áp suất đáy (BHP),áp suất đầu giếng WHP, lượng nước xâm nhập (Water cut), lưu lượng dầu (oil rate), sản lượng dầu khai thác công dồn (Cummulative oil production), tỷ số khí dầu, độ thấm, độ bão hoà dầu, ranh giới dầu nước…

- Kết quả phân tích DST của các giếng thăm dò, thẩm lượng

vỉa

- Mô hình mô phỏng (dynamic model) và mô hình địa chất (geological model) của tầng Oligoxen

- Kết quả phân tích mẫu lõi đặc biệt (special core analysis): các đường cong quan

hệ giữa độ bão hòa và độ thấm tương đối

7 Cấu trúc luận văn

Luận văn bao g m các chương chính sau

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ VÙNG MỎ ĐANG NGHIÊN CỨU

- Giới thiệu tổng quát về đối tượng nghiên cứu như đặc tính địa chất của cả bồn trũng Cửu Long, đặc tính vùng mỏ đang nghiên cứu

- Hiện trạng khai thác và các vấn đề khó khăn còn tồn đọng trong thiết kế khai thác của tầng Oligoxen Khó khăn lớn nhất chính là sự phức tạp của các tầng trầm tích và tính chặt xít của vỉa

CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT XÂY DỰNG MÔ HÌNH MÔ PHỎNG

- Trình bày các cơ sở lý thuyết và phương pháp cơ bản trong quá trình xây dựng

- Đánh giá và kiểm soát các thông số đầu vào như mô hình địa chất, PVT, quan

hệ rỗng thấm, độ thấm pha, tính chất của đất đá, áp suất và nhiệt độ vỉa

- Khớp lịch sử với số liệu khai thác, làm thô (upscaling) và hiệu chỉnh mô hình

- Sử dụng mô hình để dự báo khai thác

CHƯƠNG 4: KHẢO SÁT NỨT VỈA THỦY LỰC CHO ĐỐI TƯỢNG E – TẦNG OLIGOXEN, MỎ HỒNG HẠC TRÊN MÔ HÌNH MÔ PHỎNG

- Khảo sát ảnh hưởng của nứt vỉa thủy lực bằng các phần mềm Eclipse và Stimplan

- Dự đoán lưu lượng khai thác và trữ lượng thu hồi theo nhiều kịch bản khác nhau do ảnh hưởng của nứt vỉa thủy lực

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ VÙNG MỎ ĐANG NGHIÊN CỨU

Trên cơ sở tham khảo tài liệu từ báo cáo phát triển mỏ Hồng Hạc của nhà thầu HHJOC lập năm 2010 (Long Term Production Test Program – LTPTP 2010) do nhiều tác giả đang công tác trong nhà thầu, tác giả trình bày phần tổng quan về địa chất – công nghệ

mỏ của vùng mỏ đang nghiên cứu

1.1 Đặc điểm địa chất b n tr ng C u Long:

1.1.1 Vị trí địa lý và lịch s phát triển b n tr ng C u Long:

Bồn trũng Cửu Long nằm ở phía Đông Bắc thềm lục địa phía Nam Việt Nam kéo dài 340km theo hướng Đông Bắc-Tây Nam và rộng 80km theo hướng Tây Bắc-Đông Nam với tọa độ địa lý: nằm giữa 0

-110 vĩ độ Bắc, 106030’-1090

kinh độ Đông Bồn trũng có hình bầu dục, vồng ra về phía biển và nằm dọc theo bờ biển Vũng Tàu-Bình Thuận Bồn trũng Cửu Long tiếp giáp với đất liền về phía Tây Bắc, ngăn cách với bồn trũng Nam Côn Sơn bởi đới nâng Côn Sơn, phía Tây Nam là đới nâng Khorat-Natuna và phía Đông Bắc là đới cắt trượt Tuy Hòa ngăn cách với bồn trũng Phú Khánh, có diện tích khoảng 56.000km2, là bồn trũng dạng rift hình thành vào Kỷ Đệ Tam sớm Cho đến nay, một khu vực khai thác dầu khí trên thềm lục địa Việt Nam được hình thành bao gồm các mỏ như: Bạch Hổ, Rồng, Sư Tử Đen, Sư Tử Vàng, Rạng Đông

Hình 1.1: Vị trí địa lý bồn trũng Cửu Long

Lịch sử phát triển bồn trũng Cửu Long có thể chia làm ba thời k chính:

- Trước tạo rift: tạo nên Móng trước Đệ Tam, bao gồm chủ yếu là đá granit

và đá núi lửa

- Đồng tạo rift: xảy ra vào thời k Eoxen – Oligoxen, hoạt động đứt gãy tạo nên các khối đứt gãy và các trũng trong bồn trũng Sự kết thúc hoạt động đứt gãy và bất chỉnh hợp trên nóc trầm tích Oligoxen đã đánh dấu sự kết thúc thời k tạo rift

- Sau tạo rift: xảy ra vào thời k Mioxen sớm – nay Các trầm tích Mioxen dưới phủ chờm lên các trầm tích cổ hơn, các tầng đá núi lửa và tầng sét biển Rotalit phân bố rộng khắp, là những nét điển hình trong thời k này

Phức hệ Hòn Khoai: Có thể được xem là phức hệ đá mắc ma cổ nhất trong

móng của bồn trũng Cửu Long, phức hệ có tuổi Trias muộn, tương ứng khoảng 1 5 đến 250 triệu năm Granitoid Hòn Khoai được ghép chung với các thành tạo mắc ma xâm nhập phức hệ Ankroet – Định Quán gồm chủ yếu là amphybol-biotit-diorit, monzonit và adamelit Đá bị biến đổi, cà nát mạnh Phần lớn các khe nứt đã bị lấp đầy bởi khoáng vật thứ sinh: calcit-epidot-zeolit

Phức hệ Định Quán: chủ yếu là đá granodiorit, đôi chỗ gặp

monzonit-biotit-thạch anh đa sắc Đá thuộc loại kiềm vôi, có thành phần axit vừa phải SiO2 dao động

63-67% Các thành tạo của phức hệ xâm nhập này có mức độ dập vỡ và biến đổi cao Hầu hết các khe nứt đều được lấp đầy bởi các khoáng vật thứ sinh: calcit, zeolit, thạch anh và clorit Trong đới biến đổi mạnh, biotit thường bị clorit hóa Phức hệ Định Quán

có tuổi Jura, tuổi tuyệt đối dao động từ 130 đến 155 triệu năm

Phức hệ Cà Ná: là phức hệ mắc ma phát triển và gặp phổ biến nhất trên toàn

bồn trũng Cửu Long Phức hệ đặc trưng là granit, thủy mica và biotit, thuộc loại kali, dư nhôm (Al=2 8%), Si (~6 %) và ít Ca Đá có tuổi tuyệt đối khoảng 0-100 triệu năm, thuộc Jura muộn Các khối granitoid phức hệ mắc ma xâm nhập này thành tạo đồng tạo núi và phân bố dọc theo hướng trục bồn trũng Đá bị dập vỡ, nhưng mức

natri-độ biến đổi thứ sinh yếu hơn so với hai phức hệ trên

Thành phần bao gồm: cuội kết, sạn, sỏi kết, cát hạt thô sáng màu xen lẫn với các tập sét màu xám dày

Môi trường trầm tích lục địa có bề dày khoảng 400m

Các hóa thạch bào tử phấn hoa được tìm thấy trong tầng trầm tích này bao gồm: Soagnum, Pteridaceae, Cyaphidites, Foramea, …

Đây là tầng trầm tích mới được phát hiện nên chưa có nhiều nghiên cứu

1.1.2.2.2 Hệ Paleogen - Thống Oligo n

tc), tuổi Oligoxen sớm

Thành phần chủ yếu là cát kết màu trắng xám (hạt trung) lẫn cuội thạch anh hạt nhỏ, kẹp một số lớp sét kết mỏng, màu xám, trong đó có lẫn nhiều bột Xi măng chủ yếu là cacbonat

Môi trường trầm tích là sông, châu thổ, ở gần vùng cao, có thể là hồ ở phần trung tâm bồn trũng

Bề dày tối đa tổng cộng của hệ tầng Trà Cú lên đến 1500m

Hệ tầng Trà Cú được chia làm hai phần:

 Phần dưới là một tập trầm tích lục nguyên gồm các lớp cát và sét xen kẽ nhau

và có độ dày tương đối ngang nhau

 Phần trên là một lớp trầm tích hạt mịn, bao gồm sét kết và bột kết màu lam xám, xám tối và xám nâu thẫm Tầng trầm tích này có chiều dày cực đại đạt tới 120m nhưng ở một số khu vực chúng vắng mặt do bị bào mòn

Các hóa thạch bào tử phấn hoa đặc trưng cho hệ tầng này bao gồm: Trudopoll, Ephedera, Cycas, …

Đây là tập chứa dầu đáng được quan tâm do có các tập sét dày xen kẽ các lớp cát

Thành phần chủ yếu bao gồm sét kết nâu xám, bột kết màu đen (có lẫn than) cùng một số lớp cát kết xen kẽ Xi măng chủ yếu là kaolinit

Môi trường trầm tích là lòng sông, hồ, biển nông Đặc biệt là môi trường tam giác châu (do sự có mặt phấn hoa và Foraminifera)

Bề dày trầm tích tổng cộng khoảng 1300m

Hệ tầng Trà Tân được chia thành ba đới:

 Đới dưới có chiều dày từ 0m đến 880m, bao gồm các lớp cát kết mỏng màu xám sáng xen kẽ giữa các lớp sét dày Có nơi đới trầm tích này nằm trực tiếp lên tầng

đá móng trước Kainozoi

 Đới giữa có chiều dày từ 45m đến 600m chủ yếu là sét kết, có xen kẽ một vài tập cát kết mỏng không đáng kể Trong đới này có mặt các đá mắc ma phun trào

 Đới trên có chiều dày từ 0m đến 400m, là một đới bao gồm sét kết xen kẽ cát kết với tỷ lệ cát cao hơn so với hai đới dưới nó ở phần Nam của khu vực nghiên cứu, ở phần Bắc đới này, sét chiếm ưu thế

Các hóa thạch bào tử phấn hoa tìm thấy được trong hệ tầng Trà Tân này bao gồm: Rhizohone, Fussiena, …

Đây là tầng đá sinh dầu rất tốt, đặc biệt là tập D Ngoài ra, hệ tầng Trà Tân cũng

Hệ tầng này phân rõ hai phần:

 Phần trên: đặc trưng bởi tầng sét kết Rotalia có màu xám xanh, xám nâu, d o, dính, với thành phần chủ yếu là monmorilonit, giàu vi cổ sinh, có chiều dày đạt tới 150 đến 200m và theo nhiều nhà nghiên cứu tầng sét này là tầng chắn tốt mang tính khu vực

 Phần dưới: là trầm tích lục nguyên cát kết, bột kết, sét kết có màu xám, nâu hồng loang lổ xen kẽ nhau Sét ở đây chủ yếu là kaolinit, thủy mica, monmorilonit Phổ biến là cát kết arkoz có cỡ hạt từ thô đến mịn, gắn kết yếu, xi măng sét là chủ yếu

Các hóa thạch tìm thấy đặc trưng cho tầng trầm tích này bao gồm: Rotalia, Orbuline Univerca, Rhizophora Animia, đặc biệt là Florsfhuetzia Semilobata, …

Phụ thống Mio n giữa

Hệ tầng C n Sơn (N 1 2 cs) - tuổi: Mioxen giữa

Thành phần: cát kết arkoz-lithic, xen kẽ bột kết, sạn, sỏi kết (50%), màu xám vàng, xám sáng Phần dưới thường gặp các tập cát màu nâu, xám, hồng loang lổ, xen

kẽ với các tập sét vôi Thỉnh thoảng gặp các thấu kính than nâu mỏng

Bề dày: biến đổi từ 250 đến 00m

Môi trường trầm tích: chuyển dần từ biển nông sang trầm tích sông, đầm lầy ven biển

Hóa thạch bào tử phấn hoa trong tầng trầm tích khá phong phú thuộc: Florsfhuetzia, Foraminifera, Rhizophora, Levopoli, …

Hệ tầng này gần như không có triển vọng về dầu khí do không có tầng chắn khu vực mặc dù độ rỗng khá lớn (15-20%)

Phụ thống Mio n trên

Thành phần gồm: cát kết thạch anh, hạt thô đến trung bình, sạn, sỏi có lẫn lớp sét mỏng, phong phú glauconit Xi măng thường là cacbonat monmorilonit Các trầm tích sét vôi có màu xám, nâu, trắng và vàng Đôi khi gặp tầng sét và sét vôi mỏng, xen

kẽ là các thấu kính than nâu

Bề dày trầm tích: biến đổi 600 đến 00m

Môi trường trầm tích bao gồm: đầm lầy, đồng bằng ven bờ, biển nông

Hệ tầng này không có tiềm năng dầu khí do không có tầng chắn

1.1.2.2.4 Hệ N og n – Đệ Tứ

Thống Plioxen – Pleistocene

Môi trường trầm tích: biển nông

Thành phần: chủ yếu cát hạt mịn, sét kết, bột kết và chứa nhiều glauconit, xen

kẽ là sỏi, sạn màu xám, xám vàng

Hệ tầng này không có tiềm năng dầu khí

1.2 Đặc điểm địa chất m H ng Hạc:

1.2.1 Tổng quan

Lô X nằm ở phía bắc của phụ bồn trũng bắc Cửu Long, cách Thành Phố Hồ Chí Minh 180km về phía Đông Nam, trải rộng trên diện tích 4.634 km2 Các yếu tố cấu trúc của phụ bồn trũng nói chung cũng như trong phạm vi lô X nói riêng chủ yếu phát triển theo hướng Đông Bắc – Tây Nam Chiếm một nửa diện tích lô X là đơn nghiêng Tây Bắc Ở đây trầm tích có bề dày nhỏ hơn 2 km Chuyển từ đơn nghiêng Tây Bắc theo hướng Đông Bắc – Tây Nam là đơn nghiêng Trà Tân, đây là một dải cấu trúc nửa địa hào, nghiêng dốc về phía Đông Nam, là yếu tố cấu trúc quan trọng nhất trong lô Nơi đây trầm tích có bề dày trong khoảng 2 – 4 km và phát triển các cấu tạo lớn kế thừa từ các khối nhô móng granite trước Đệ Tam Phần còn lại của lô X thuộc địa hào sông Ba, nơi có bề dày trầm tích đạt tới 4 – 6 km

Trong phạm vi lô X, hệ thống đứt gãy hướng Đông Bắc – Tây Nam và Đông Tây là phổ biến nhất Đặc biệt, những đứt gãy có phương Đông Bắc – Tây Nam là các đứt gãy giới hạn cấu tạo Các đứt gãy Đông Tây được phát triển sau các đứt gãy Đông Bắc – Tây Nam Hầu hết các đứt gãy biến mất ở nóc Oligoxen

Hình 1.2 Vị trí lô X bồn trũng Cửu Long Nhà thầu được thành lập ngày 26/10/1 8 với ba năm đầu là giai đoạn thăm dò, sau đó được gia hạn thêm một năm đến 25/10/2002 Các cam kết tối thiểu của giai

Vị trí mỏ Hồng Hạc

đoạn thăm dò gồm xử lý lại 3.000 km tuyến địa chấn 2D hiện có, thu nổ - xử lý 280

km2 địa chấn 3D và khoan ba giếng tìm kiếm Nhà thầu đã thu nổ hai lần địa chấn 3D riêng biệt (337 km2 và 404 km2), tái xử lý cả địa chấn 2D và 3D, khoan bảy giếng thăm dò và thẩm lượng Mỏ Hồng Hạc là mỏ khí condensate nằm ở phía Bắc mỏ Rạng Đông (JVPC), Phía Tây-Nam mỏ Ruby (Petronas), phía Nam của lô X

- Năm 1 7 , công ty Deminex khoan giếng đầu tiên của lô G-1X Giếng khoan này có nhiều biểu hiện dầu khí trong trầm tích Mioxen và Oligoxen nhưng không đủ sâu để đánh giá đầy đủ tầng chứa trong móng

- Giếng khoan thăm dò đầu tiên (HH-1X) được khoan để đánh giá triển vọng của

mỏ Hồng Hạc Giếng được khoan đến độ sâu 402 mTVDSS Giếng khoan đã không được thử vỉa trong tầng đá móng, tuy nhiên thử vỉa trong tầng trầm tích cho thấy biểu hiện dầu khí từ 3 vỉa trong tầng cát kết Oligoxen (tập D, E, F) Kết quả thử vỉa DST#1 trong tập D cho lưu lượng 1,7 triệu bộ khối/ngày và 5 0 thùng dầu/ngày; DST#2 trong tập F cho lưu lượng khí tối đa 32 triệu bộ khối/ngày và 3604 thùng condensat/ngày; DST#3 trong tập E cho lưu lượng khí cực đại đạt 37,7 triệu bộ khối/ngày và 4033 thùng condensat/ngày Giếng được hủy và được xem như một giếng khoan phát hiện dầu, khí và condensat Hiện tượng mất dung dịch hoàn toàn trong tầng đá móng cũng được ghi nhận Hiện tượng mất dung dịch này là dấu hiệu cho thấy hệ thống nứt n /đứt gãy có khả năng cho dòng chảy có giá trị thương mại

- Giếng thẩm lượng đầu tiên, HH-2X, được khoan để đánh giá tầng đá móng nứt

n , cũng như các vỉa cát kết Oligoxen (tập E & F) Giếng được khoan đến độ sâu 4810 mTVDSS Thử vỉa DST được tiến hành tại phần nóc tầng móng cho lưu lượng khí cực đại là 10 triệu bộ khối khí/ngày và 1200 thùng condensat/ngày

- Giếng thẩm lượng thứ hai, HH-3X, được khoan để thẩm lượng phần rìa kéo dài của tập E và F và khối đứt gãy chưa thử trước đó Giếng đã được khoan đến nóc tầng móng ở độ sâu 4873 mTVDSS Các kết quả thử vỉa được tóm tắt như sau: DST#1 trong tập F cho lưu lượng khí cực đại đạt 8,7 triệu bộ khối/ngày và 1086 thùng condensat/ngày; DST#2 trong tập E cho lưu lượng khí cực đại đạt 10,8

triệu bộ khối/ngày và 1372 thùng condensat/ngày; DST#2A trong tập E có lưu lượng khí cực đại đạt 5,2 triệu bộ khối/ngày và 865 thùng condensat/ngày

- Giếng thẩm lượng HH-4X được khoan để kiểm tra cánh phía bắc của trầm tích Oligoxen cấu tạo Hồng Hạc Giếng này nằm cách giếng HH-3X khoảng 4,5 km

về phía Đông Bắc, được khoan đến độ sâu 4873 mTVDSS vào tập F để kiểm tra các tầng cát kết thuộc tập E và F Giếng HH-4X được khoan vào ngày 16 tháng

6 năm 2006, và hoàn thành vào ngày 03 tháng 10 năm 2006 Giếng gặp tầng cát kết tập E từ độ sâu 3 16 mTVDSS đến 4361, mTVDSS, gặp cát kết F từ độ sâu 4602 mTVDSS đến đáy giếng tại độ sâu 4873 mTVDSS Giếng HH-4X được thử vỉa trong tập E Lưu lượng thử vỉa cực đại của khí và dầu/condensat lần lượt là 7, triệu bộ khối/ngày và 2200 thùng/ngày (dầu có tỉ trọng 38.30 API)

- Mỏ Hồng Hạc bắt đầu khai thác từ tháng 9/2012 với lưu lượng khoảng 30 triệu

bộ khối khí và 5000 thùng condensate/ngày

1.2.2 Đặc điểm địa chất

1.2.2.1 Cấu trúc địa chất

Tập D được xem là tầng sinh dầu chính cho cả bồn trũng Cửu Long Tập C và F

là đá mẹ tốt nhưng bề dày sét mỏng hơn nhiều so với tập D Vùng sinh dầu cung cấp cho cấu tạo Hồng Hạc nằm ở phía Đông Bắc của lô X Tập sét D cũng đóng vai trò là tầng chắn tốt cho bên trên khối đá móng nứt n ở mỏ Hồng Hạc Tập sét Rotalia là tầng chắn tốt cho tầng chứa Mioxen hạ trong lô

Hình 1.3: Các yếu tố cấu trúc chính của lô X

 Cấu trúc phần móng:

Trong phần móng, các cấu tạo có dạng nửa địa lũy – hình bậc thang với phần phía bắc nghiêng thoải, được giới hạn bởi hệ thống đứt gãy thuận Đông Bắc – Tây Nam và phần phía Đông – Đông Nam nghiêng dốc bởi hệ thống đứt gãy trượt dốc đứng song song bao gồm cả đứt gãy thuận và nghịch Địa hình đỉnh cấu tạo rất thấp, nhô do sự phát triển và phá huỷ đứt gãy Về hướng Đông Bắc của các cấu tạo, tồn tại các đứt gãy thuận hoặc đứt gãy trượt nghiêng Hầu hết các đứt gãy có góc cắm về phía Tây Nam và tạo nên những bán địa hào nằm nghiêng Các bán địa hào phát triển trong những điều kiện căng giãn và liên hệ mật thiết với đứt gãy trượt bằng

 Cấu trúc trong tầng trầm tích:

Ở cấu tạo Hồng Hạc, trong tầng Mioxen hạ, cấu tạo khép kín, ít bị cắt bởi đứt gãy Còn trong tầng Oligoxen, các thành tạo trầm tích bị chia cắt bởi các đứt gãy và chồng phủ lên khối đá móng nhô cao

Trên các cấu tạo này có phát hiện dầu khí lớn, tầng sản phẩm nằm cả trong đá móng nứt n và cả trong trầm tích Oligoxen – Mioxen hạ

Tầng đá móng trước Đệ Tam

Kết quả minh giải địa chấn cho thấy tầng móng có độ sâu phân bố tại 3883m, 3976m và 4861m (TVDSS) tương ứng với các giếng HH-1X, HH-2X và HH-3X Ngoại trừ giếng HH-2X phát hiện đá móng gồm đá granite và granodiorite, những giếng khác có thể là cuội kết – một loại đá núi lửa chứa các mảnh vỡ tròn và góc cạnh

bị hòa tan trong khung đá phun trào hạt mịn Mảnh vỡ chủ yếu bao gồm granite, andesite, monzonite, diorite, monzodiorite, rhyolite, cát kết và một ít khoáng vật

Móng bị nứt n mạnh và có đới phong hóa nhẹ Đới phong hóa bị giới hạn từ 20-80m So sánh thạch học trong các giếng ở mỏ Hồng Hạc với một số vết lộ quan sát có liên quan đến địa tầng của đới Đà Lạt, cho thấy móng ở khu vực mỏ Hồng Hạc bao gồm đá granitoid bị xuyên cắt bởi nhiều mạch xâm nhập của đá andesite, diorite, monzodiorite Những đá này trông tương tự như đá của phức hệ Định Quán, Đèo Cả, và đá trầm tích núi lửa

của thành hệ Nha Trang, tuổi Jura-Creta

Trầm tích kỷ Đệ Tam

Trầm tích Cenozoic trong mỏ Hồng Hạc từ già nhất đến tr nhất được miêu tả như sau:

Eoxen muộn– Oligoxen sớm: Thành hệ Trà Cú ưới / Tập F

Tầng F được xem là phần dưới của thành hệ Trà Cú, được xác định đầu tiên ở giếng HH-1X trên đất liền Trầm tích tập F đều hiện diện trong tất cả 4 giếng của mỏ Hồng Hạc với chiều dày thay đổi từ 207m tại đỉnh đến hơn 500m ở phía sườn Bề mặt màu xanh nhạt xác định ranh giới trên của thành hệ này Nó gần như trùng khớp với móng trước Đệ Tam nằm bên dưới và bị bào mòn tại phần đỉnh của cấu trúc Từ bên sườn đổ xuống, sự phủ chờm lên móng là dấu hiệu xác định tập F rõ ràng hơn Tài liệu giếng cho thấy tập F được chia thành 2 phần Phần trên (còn gọi là tập sét F”) dày khoảng 62-300m gồm sét kết và bùn kết Phần dưới (hay tập cát kết F”) bao gốm chủ yếu là cát kết xen kẽ với một ít sét kết, bột kết và đá

vôi (limestone hay dolomitized limestone) Ngoài ra, đá núi lửa cũng có mặt trong F-sand (từ tài liệu giếng HH-1X)

Oligoxen sớm: Thành hệ Trà Cú trên / Tập E

Tập E được xem là phần trên của thành hệ Trà Cú, được xác định bởi giếng CL-1X trên đất liền Trong 4 giếng khoan mỏ Hồng Hạc, chiều dày tập E thay đổi từ 185m tại đỉnh cho đến hơn 550m dọc theo sườn của cấu trúc Trầm tích tập E phủ chờm lên phần trên cùng tập F với ranh giới trên cùng được xác định bởi bề mặt màu nâu Đó là bề mặt bào mòn, được minh giải như là ranh giới dưới của tập sét D nằm bên trên Vì vậy, phần trên cùng của tập E có thể

bị bào mòn hoặc thiếu Thành phần thạch học chủ yếu là sét màu nâu xen kẽ với cát kết hoặc bột kết

Oligoxen muộn: Hệ tầng Trà T n / Tập C và D

Các đất đá thuộc hệ tầng Trà Tân thường được gọi là Tập D và C”, là các đá có tuổi Oligoxen, bao gồm các đá phiến màu đen và bột kết với một vài lớp cát kết Đây là tầng sinh rất tốt trong khu vực đồng thời là tầng chắn trên móng kết tinh nứt n

Hệ tầng Bạch Hổ:

Các đất đá thuộc hệ tầng Bạch Hổ thường được gọi là ”Tập BI”, là các đá có tuổi Miocene sớm, bao gồm các phiến sét màu nâu, xám xanh xen lẫn các tập cát kết và bột kết Các đá phiến sét này là tầng chắn rất tốt mang tính khu vực Các tập cát kết tuy có độ rỗng lớn nhưng không phân bố liên tục Tuy vậy, chúng vẫn cho một sản lượng khai thác hàng năm không nhỏ

Hệ tầng C n Sơn:

Các đất đá thuộc hệ tầng Côn Sơn thường được gọi là Tập BII”, chủ yếu là các lớp cát kết hạt thô xen kẹp bột kết có tuổi Miocene trung Tài liệu thu được từ các giếng khoan cho thấy hệ tầng Côn Sơn không có tiềm năng dầu khí

Hệ tầng Đ ng Nai:

Các đất đá thuộc Hệ tầng Đồng Nai thường được gọi là ”Tập BIII”, chủ yếu là các tập cát có độ hạt trung bình, rất giàu glauconite có tuổi Miocene muộn Tương tự hệ tầng Côn Sơn, hệ tầng Đồng Nai cũng không thấy các dấu hiệu dầu khí

Hệ tầng Biển Đ ng:

Bao gồm các trầm tích Tập A” với thành phần chủ yếu là cát hạt mịn rất giàu sinh vật biển và glauconite màu vàng

Hình 1.4: Cột địa tầng Mỏ Hồng Hạc

Đá basalt và/hoặc andesite: Thường có kiến trúc pocfia với ban tinh (5-25%)

mà chủ yếu là plagioclase, hiếm orthoclase, pyrocene và olivine; nền chiếm 75-85% gồm chủ yếu là các vi tinh plagioclase, thủy tinh và ít orthoclase, pyrocene

1.2.3 Tiềm năng ầu khí m H ng Hạc

Các kết quả phân tích địa hoá từ các giếng khoan cho thấy đá sét tuổi Oligoxen rất giàu vật chất hữu cơ và có tiềm năng sinh hydrocarbon rất cao Tổng hàm lượng carbon hữu cơ (TOC) trong các mẫu sét tuổi Oligoxen thường cao hơn 1%, phổ biến các mẫu cao hơn 2% Giá trị S2 và HI của các mẫu này khá cao

Sét tập D có các thông số địa hoá cao nhất, phản ánh khả năng sinh tốt đến rất tốt Hơn nữa, sét tập D cũng có bề dày lớn nhất Vì vậy, sét tập D có thể được coi là tầng sinh chủ yếu của bể Cửu Long cũng như của lô X và cấu tạo Hồng Hạc

Sét tập C và E cũng là đá sinh tốt nhưng bề dày mỏng hơn nhiều so với sét tập

D Khu vực sinh dầu chính của cấu tạo Hồng Hạc nằm ở Đông Nam của bể, ngoài ra còn có một khu vực sinh dầu khác nằm ở phía Đông Bắc lô X

Một số lớp sét mỏng trong trầm tích Mioxen hạ cũng có tiềm năng sinh dầu nhưng độ trưởng thành kém Đá sinh tuổi Mioxen không có vai trò lớn đối với tiềm năng hydrocarbon của lô X cũng như mỏ Hồng Hạc

Trong phạm vi lô X đã phát hiện hai loại đá chứa tiềm năng là đá móng nứt n granitoid trước Đệ Tam và các đá cát kết trong các tầng trầm tích vụn thô tuổi Oligoxen muộn - Mioxen sớm

Việc liên kết và phân chia các tầng chứa trong mặt cắt trầm tích vụn thô trong

lô X dựa trên khái niệm về thạch địa tầng, qua các tài liệu địa chất giếng khoan, tài liệu phân tích thạch học và đặc biệt là dựa trên các phân tích tướng qua các log địa vật lý giếng khoan Nóc và đáy của mỗi đơn vị tầng chứa thường là ranh giới của các nhịp và/hoặc ranh giới chu k trầm tích Các ranh giới này có thể là những bề mặt cùng thời hoặc không cùng thời Tên các vỉa chứa bắt đầu được đặt bằng tên tập địa chấn (tập B thuộc Mioxen; các tập C, D, E, F thuộc Oligoxen) rồi đến số được đặt theo thứ tự tăng dần từ nóc tập đến đáy tập Đá chứa là cát kết, thuộc các tướng cát lòng sông, cửa sông, đảo chắn ven biển Trong lô X, trên cấu tạo Hồng Hạc và các cấu tạo khác đã

phát hiện một số vỉa sản phẩm có giá trị Chúng là các tập cát kết có độ rỗng, độ thấm tốt trong tập C, tập D, tập E và F

Tập sét Bạch Hổ (sét chứa Rotalia) là một tầng chắn khu vực rất tốt cho các vỉa chứa trong Mioxen hạ Khả năng chắn của tập sét Bạch Hổ khi phủ ngang qua các đứt gãy cũng rất tốt do có bề dày lớn (trung bình khoảng 20 m) và phát triển rộng

Ở phần thấp của trầm tích Mioxen hạ và Oligoxen, khả năng chắn của các lớp sét xen kẹp kém hơn vì các lớp sét mỏng hơn và chứa nhiều cát hơn Điều này là do trầm tích tập BI có xu hướng độ hạt mịn dần về phía trên theo kiểu biển tiến; còn tập C lại có tỉ lệ cát/sét cao Do vậy, mức độ rủi ro về khả năng chắn của trầm tích khi phủ ngang qua đứt gãy trong những khoảng này sẽ cao hơn

Đá chắn cho các vỉa chứa thuộc các tập D, E và tầng chứa móng nứt n chính là

đá sét tập D, phủ trực tiếp trên móng Chúng có khả năng chắn cả theo chiều th ng đứng và cả theo chiều nằm ngang Chiều dày tập này từ 340 – 600m, chủ yếu là sét kết màu nâu sẫm giàu vật chất hữu cơ xen kẹp với cát kết, bột kết, đá vôi mỏng và đôi khi

có than

Thời gian sinh dầu trong khu vực được cho là vào khoảng Mioxen giữa đến Mioxen muộn Các khối nhô móng granitoid nứt n Hồng Hạc và các cấu tạo Hồng Hạc được hình thành chủ yếu trước Oligoxen Sau đó, trầm tích Oligoxen và Mioxen sớm bao phủ qua móng trong suốt thời gian này đã tạo những yếu tố thuận lợi để hydrocarbon dịch chuyển khỏi đá sinh và nạp vào bẫy

Trong khu vực lô X các dạng bẫy chứa được xác định là các dạng khép kín bởi

hệ thống đứt gãy, bẫy kiến cấu trúc, bẫy nếp lồi, bẫy vòm với cao độ thấp

1.3 Đặc điểm đối tượng E - tầng Oligo n:

1.3.1 M i trường trầm tích:

Qua kết quả phân tích và tổng hợp các tài liệu ĐVLGK (cụ thể là sử dụng đường cong Gamma-Ray), kết quả phân tích mẫu thạch học mẫu lõi, kết quả phân tích thạch học lát mỏng mẫu sườn và mẫu mùn khoan; dấu vết cổ sinh bào tử phấn hoa và

các tài liệu thực địa, có thể kết luận được môi trường trầm tích của tầng cát kết Oligoxen, mỏ Hồng Hạc là môi trường sông-delta chịu ảnh hưởng của thủy triều, gồm các tướng môi trường sau:

mô hình tướng Các kết quả phân tích ra tướng trầm tích từ tài liệu ĐVLGK được đối sánh lại với mô hình analog và cuối cùng là hiệu chỉnh với tài liệu mẫu lõi (HH-2X)

Hình 1.5: Tài liệu giếng khoan trong môi trường delta (theo Allen and Chambers, 1988)

Dựa vào mô hình tương tự, các tướng trầm tích riêng l được nêu ra cụ thể trong hình 1.6 cho tầng cát kết Oligoxen Đới trên của khoảng có thể là trầm tích lạch

bỏ với trầm tích sét trong nhánh sông và cồn cát hoạt động theo chu k (do ảnh hưởng của thủy triều hoặc nhánh sông phân lưu) Ở tầng chứa cát kết E - Oligoxen, hệ thống các sông hoạt động bị chồng lấp chiếm ưu thế ở đới dưới Hướng lên đới trên, tỷ lệ sông giảm và sét chiếm ưu thế Quá trình biển tiến có thể tham gia vào phần trên dẫn đến hiện tượng xuất hiện lạch bỏ Delta gồm các tướng riêng biệt được thống kê trong bảng 1.1

Hình 1.6 Phân bố môi trường trầm tích theo cột địa tầng

Bảng 1.1: Thống kê các tướng trầm tích trong tầng chứa cát kết E - Oligoxen

Đới Tướng % Chiều dày hiệu dụng (m)

Để tiến hành xây dựng mô hình tướng cho tầng cát kết E - Oligoxen, mỏ Hồng Hạc, cần phải chọn lựa các thông số cơ bản như hướng trầm tích vật liệu, hướng dòng chảy, hệ thống kênh dẫn, chiều dài và độ phủ rộng của sông…Các thông số này sẽ được cung cấp từ việc đối chiếu kết quả phân tích thạch học, mẫu lõi của tầng cát kết E

- Oligoxen với những nghiên cứu về đặc tính môi trường trầm tích sông ngòi trên thế giới (theo A.D.Reynolds)

ô ì địa c ất 3D được xem ư là c í x c và dữ liệu đầu vào để p ục

vụ c o iệm vụ chính của luậ vă là xây dự mô ì mô p ỏ k i tiế à

HH-4X HH-3X HH-2X HH-1X

Hình 1.8: Mặt cắt địa tầng qua các giếng thăm dò của đối tượng E

Hình 1.9: Mô hình đứt gãy tầng chứa cát kết E - Oligoxen , mỏ Hồng Hạc, bồn trũng

Cửu Long