MỞ ĐẦU Hiện nay, dầu khí được khai thác chủ yếu từ khối đá móng Granitoid hang hốc nứt nẻ trước Kainozoi với sản lượng 20 triệu tấn/ năm tương đương với 80% tổng sản lượng khai thác từ bể Cửu Long. Trầm tích Mioxen dưới và Oligoxen là đối tượng khai thác lớn thứ hai. Mặc dù là đối tượng khai thác dầu khí lớn thứ hai, các vỉa chứa Mioxen dưới thuộc hệ tầng Bạch Hổ và Oligoxen trên có đặc tính thấm tốt nhất của bể Cửu Long. Nhưng một khó khăn lớn nhất đối với các nhà địa chất, địa vật lý là các vỉa chứa dầu có điện trở suất thấp và đang chiếm một tỷ trọng lớn ở một số mỏ Tê Giác Trắng, Hải Sư Trắng, Rồng….
Điều này đã gây ra những khó khăn trong việc nhận định, đánh giá vỉa chứa phục vụ cho công tác phát triển và quản lý mỏ. Lô 16-1 có phát hiện dầu khí tại mỏ Tê Giác Trắng vào năm 2002 và công bố thương mại vào năm 2006, dòng dầu đầu tiên được khai thác vào năm 2010. Hiện tại mỏ Tê Giác Trắng thuộc lô 16-1 đang khai thác với lưu lượng 20-25 nghìn thùng ngày đêm, có những thời gian sản lượng đỉnh lên đến 55.000 thùng/ngày đêm từ hai đối tượng chính là Oligoxen trên (C, D) hệ tầng Trà Tân và Mioxen dưới hệ tầng Bạch Hổ. Từ những kết quả đạt được trong quá trình khai thác và nghiên cứu đã mở ra một tiền đề mới, làm thay đổi quan niệm về phương pháp luận để đánh giá tiềm năng dầu khí cho tầng chứa dầu điện trở suất thấp.
Các trầm tích thuộc hệ tầng Trà Tân và Bạch Hổ chủ yếu được lắng đọng trong môi trường trầm tích lục địa, lục địa biển nông. Chính vì sự phức tạp của tướng trầm tích, sự phân bố phức tạp của các thành phần khoáng vật sét, khoáng vật dẫn điện, phân lớp mỏng, xen kẹp… đã gây ra điện trở suất của vỉa chứa dầu thấp dẫn đến những khó khăn trong việc xác định độ bão hòa dầu- khí cũng như các tham số chiều dày hiệu dụng vỉa chứa dầu khí thuộc Mioxen dưới, Oligoxen trên (C). Với các phương pháp đánh giá tham số độ bão hòa dầu khí vỉa truyền thống còn một số hạn chế như: không loại trừ ảnh hưởng do điện trở suất thấp của vỉa chứa, sự ảnh hưởng của các khoáng vật dẫn điện không đồng đều dọc theo thân giếng khoan, sét phân tán trong đá chứa… Chính vì thế tác giả đã chọn 2 đề tài nghiên cứu: “Đánh giá tiềm năng thấm chứa dầu khí trầm tích điện trở thấp lô 16-1 bể Cửu Long”. Kết quả nghiên cứu này là tiền đề cho công tác đánh giá trữ lượng dầu khí tại chỗ, hoạch định mở vỉa khai thác trong giai đoạn phát triển và quản lý mỏ.
Tổng quan về tình hình nghiên cứu trước đây và những vấn đề mới của đề tài nghiên cứu này đặt ra so với các nghiên cứu trước đây Tổng quan về tình hình nghiên cứu đá chứa điện trở suất thấp. Tình hình trong nước Các phương pháp phân tích ĐVLGK truyền thống sử dụng mô hình Archie, Simandoux, Indonesian, Dual Water, Waxman-Smits… để tính toán tham số độ bão hòa nước vỉa đối với các vỉa chứa dầu điện trở thấp đã được áp dụng. Các nghiên cứu đã chỉ ra các nguyên nhân ảnh hưởng tới điện trở suất của vỉa chứa dầu như: khoáng vật dẫn điện, kiểu loại sét, phân bố sét, nồng độ khoáng hóa nước vỉa…. Mặc dù những nguyên nhân này đã được xem xét trong quá trình minh giải tài liệu ĐVLGK, tuy nhiên độ chính xác của độ bão hòa nước được tính toán chưa phản ánh đúng thực trạng đang khai thác của mỏ.
Việc xây dựng một hệ phương pháp mới để tính toán các tham số vỉa chứa phục vụ cho công tác phát triển mỏ là rất cần thiết và cấp bách. Nghiên cứu về lát cắt điện trở thấp của Ths Nguyễn Phương Thủy với đề tài “Nghiên cứu đặc điểm địa chất và tính chất vật lý của tầng chứa điện trở suất thấp Mioxen hạ, lô 01-02 bể Cửu Long” với kiến nghị chung là sử dụng dịch vụ đo địa vật lý giếng khoan ngay trong quá trình khoan, tác giả cũng đề cập tới nguyên nhân chính gây ra điện trở suất thấp là do hàm lượng nước dư cao nhưng chưa có phương pháp để tính toán, sự phân lớp mỏng, xen kẹp của các vỉa chứa và sự tồn tại của các khoáng vật tái sinh như (FeS2, Fe2O3), thành phần khoáng vật tạo đá có đặc tính dẫn điện tốt. Nghiên cứu chỉ ra một số nguyên nhân gây ra trầm tích điện trở suất thấp và phương pháp tính toán tham số vỉa chứa dựa trên đường cong điện trở suất. Một số bài báo của PGS-TS.
Lê Hải An, PGS-TS. Nguyễn Văn Phơn, Ths. Nguyễn Phương Thủy đã đề cập đến: Đặc điểm môi trường trầm tích điện trở suất 3 thấp tuổi Mioxen” để khắp phục những khó khăn trong việc tính toán các tham số ở mỏ Rồng, Sư Tử Đen được đăng tải trên tạp chí khoa học kỹ thuật trường đại học mỏ địa chất, đề tài nghiên cứu cấp bộ. Nhìn chung các nghiên cứu đã chỉ ra nguyên nhân gây ra trầm tích điện trở suất thấp và cách khắp phục để đánh giá tham số vỉa chứa.
Các nghiên cứu trên để đánh giá độ bão hòa nước của vỉa chứa nhưng vẫn chủ yếu dựa trên đường cong điện trở [2]. Các bài báo của TS. Lê Trung Tâm, TS. Cù Minh Hoàng đã đăng trên Tạp Chí Dầu Khí với đối tượng nghiên cứu chính là đá chứa hydrocarbon trầm tích Turbidite điện trở suất thấp.
Các tác giả cũng đã nêu ra các nguyên nhân gây ra điện trở suất thấp cho đá chứa dầu là do vỉa chứa phân lớp mỏng có cát sét xen kẹp, sự có mặt của khoáng vật Pyrite và tỷ lệ nước liên kết lớn. Nhóm tác giả đã đề xuất phương pháp tính toán độ bão hòa hydrocarbon dựa trên phương pháp siêu âm với Vp/Vs vs DTC, Poisson Ratio.[10] Nghiên cứu của viện dầu khí về trầm tích điện trở suất thấp chứa dầu của bể Cửu Long cũng đã chỉ ra rằng trầm tích chứa dầu điện trở suất thấp do ảnh hưởng của sét phân lớp, sét phân tán, sự có mặt của khoáng vật dẫn điện và chiều sâu đới ngấm lớn. Các nghiên cứu của các nhà thầu hoạt động thăm dò khai thác tại bể Cửu Long như: VietsovPetro, Petronas, Cuu Long JOC,… đã tiến hành nhưng vẫn còn rất khó khăn cho việc áp dụng đối với các khu vực khác nhau do điều kiện địa chất khác nhau, môi trường trầm tích khác nhau, sự ảnh hưởng của các thành phần khoáng vật sét, đất đá là không giống nhau… Bên cạnh đó, các nghiên cứu riêng lẻ chưa có nghiên cứu tổng thể để tìm ra các giải pháp tối ưu để đánh giá trầm tích điện trở thấp của đới chứa dầu. Hiện nay các công ty dịch vụ dầu khí như Schlumberger, Baker Hughes, Weatherford, Haliburton,.
đã đi tiên phong trong việc nghiên cứu các thiết bị địa vật lý giếng khoan để giải quyết vấn đề khó khăn trong trầm tích điện trở suất thấp. Các phương pháp đo điện trở suất sau khi khoan đều bị ảnh hưởng của đới ngấm, các phương pháp đo điện trở suất trong khi khoan chỉ áp dụng được cho những 4 giếng mới khoan sau này và nếu vỉa chứa dầu có chứa khoáng vật dẫn điện mà phân bố không đồng đều trong vỉa chứa dọc theo thân giếng khoan thì giá trị điện trở đo được cũng làm sai lệch kết quả độ bão hòa nước được tính toán. Do vậy trầm tích chứa dầu điện trở suất thấp khu vực bể Cửu Long vẫn đang là thách thức lớn cho các nhà địa chất, địa vật lý và đặc biệt là tại lô 16-1 - khu vực mà nghiên cứu sinh nghiên cứu. Tình hình nghiên cứu ở nước ngoài Công ty dịch vụ dầu khí Schlumberger khu vực Đông Nam Châu Á đã nghiên cứu phương pháp phát hiện ra dầu trong trầm tích điện trở suất thấp, Pierre Berger et al.
và nhóm tác giả đã tổng quan lại những nguyên nhân gây ra điện trở suất thấp do: chất lưu có điện trở suất thấp, độ bão hòa nước dư lớn, và xây dựng mối quan hệ điện trở suất với độ bão hòa nước dựa trên mẫu lõi. SPE 36150- Carolina et al. Chính xác hóa đánh giá thành hệ bằng hình ảnh giếng khoan và phân tích phân lớp mỏng. Một nghiên cứu cho đá chứa cát sét có thành phần thạch học phức tạp, khối III, vùng hồ Maracaibo, Venezuela.
Nghiên cứu đã chỉ ra phương pháp xác định chiều dày hiệu dụng cho đá trầm tích điện trở suất thấp bằng cách kết hợp tài liệu hình ảnh giếng khoan và địa vật lý truyền thống. [14] SPE-63070 Claudine Durand et al. Ảnh hưởng của khoáng vật Chlorite trong lỗ rỗng lên tính chất vật lý của trầm tích điện trở suất thấp. Nghiên cứu này đã cung cấp tính chất vật lý và thành phần khoáng vật đo đạc trong phòng thí nghiệm giúp cải thiện và nâng cao minh giải địa vật lý giếng khoan cho trầm tích điện trở suất thấp.
[16] SPE 64406 Hamada et al. Đánh giá thành hệ bằng cộng hưởng từ hạt nhân cho vỉa chứa trầm tích điện trở suất thấp mà có thể bị bỏ qua bằng phân tích địa vật lý thông thường. Nghiên cứu này đã chỉ ra có thể dùng toàn bộ số liệu NMR để đánh giá vỉa chứa: tỷ số T1/T2 để xác định chất lưu, phân bố T2 để xác định độ rỗng tổng, độ rỗng hiệu dụng và khoáng vật sét. Phân tích này đã giúp tìm ra các khoảng có khả năng khai thác, xác định độ rỗng một cách độc lập và phân tách được nước bao quanh và nước tự do trong lỗ rỗng.
[22] 5 SPE 70040: Hamada et al. Đánh giá vỉa chứa trầm tích điện trở suất thấp. Nghiên cứu này đã chỉ ra nguyên nhân gây ra trầm tích điện trở suất thấp là do đá chứa có khoáng vật sét phân tán, pyrite và độ rỗng micro. Cộng hưởng từ hạt nhân đã ứng dụng để giải quyết đánh giá thành hệ cho trầm tích điện trở suất thấp.
[21] SPE 85675: Souvick Saha Schlumberger. Đới chứa dầu điện trở suất thấp các ý tưởng để giải quyết: Nghiên cứu này đã chỉ ra là ứng dụng công nghệ mới đo điện trở, phổ quang học, cộng hưởng từ hạt nhân và hình ảnh giếng khoan để giải quyết đới chứa dầu điện trở suất thấp. [31] SPE 87001: Shkir et al. Dự đoán độ bão hòa dầu trong thành hệ điện trở suất thấp bằng phương pháp mạng neural nhân tạo cho trầm tích điện trở suất thấp.
[19] SPE 98061: Meyer et al. Chiến lược để làm sáng tỏ các đới chứa khí điện trở suất thấp.