Chương 1: Điều kiện tự nhiên và tiềm năng dầu khí tầng Miocene, mỏ K, bồn trũng Nam Côn Sơn Chương 2: Cơ sở lý thuyết xây dựng mô hình số thủy động Chương 3: Xây dựng mô hình số thủy động tầng Miocene, mỏ K, bồn trũng Nam Côn Sơn Chương 4: Phân tích mô hình khai thác hỗn hợp đa vỉa tầng Miocene, mỏ K 7. Cơ sở tài liệu - Các sách báo, tạp chí liên quan đến lý thuyết xây dựng mô hình số thủy động. - Các tài liệu hướng dẫn sử dụng phần mềm ECLIPSE. - Các báo cáo kỹ thuật (báo cáo đánh giá trữ lượng, kế hoạch phát triển mỏ, …) của mỏ K, bồn trũng Nam Côn Sơn.
xii CHƢƠNG 1: ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN VÀ TIỀM NĂNG DẦU KHÍ TẦNG MIOCENE MỎ K, BỒN TRŨNG NAM CÔN SƠN 1.1 Điều kiện tự nhiên và tiềm năng dầu khí bồn trũng Nam Côn Sơn 1.1 Giới thiệu Bể Nam Côn Sơn có diện tích gần 100.000km2, nằm trong khoảng giữa 6000’ đến 9045’ vĩ độ Bắc và 106000’ đến 109000’ kinh độ Đông. Ranh giới phía Bắc của bể là đới nâng Côn Sơn, phía Tây và Nam là đới nâng Khorat – Natuna, còn phía Đông là bể Tư Chính - Vũng Mây và phía Đông Bắc là bể Phú Khánh.1: Sơ đồ vị trí bể trầm tích Nam Côn Sơn 1 1.2 Vị trí, giới hạn bể Nam Côn Sơn Bể Nam Côn Sơn phát triển chồng trên các kiến trúc của nền Indochina bị hoạt hóa mạnh mẽ trong Paleozoi và hoạt hóa magma kiến tạo trong Mesozoi muộn. Cộng ứng với quá trình này ở phía Đông nền Indochina - Vùng biển rìa Đông Việt Nam xảy ra quá trình tách giãn đáy biển rìa vào Oligocene với trục tách giãn phát triển theo phương Đông Bắc - Tây Nam. Quá trình tách, giãn đáy biển Đông đã đẩy rời xa hai khối vi lục địa Hoàng Sa, Trường Sa và gây nên phá hủy trên vùng thềm lục địa phía Nam, từ đó phát triển các bể trầm tích Kainozoi tương ứng.
Bể Nam Côn Sơn với hai đới trũng sâu: Trũng Bắc và trũng Trung tâm có hướng trục sụt lún cùng hướng trục giãn đáy Biển Đông là bằng chứng của sự ảnh hưởng này. Đới nâng Côn Sơn có dạng một phức nếp lồi phát triển kéo dài theo phương Đông Bắc. Ở phía Tây Nam được gắn liền với đới nâng Khorat - Natuna, nhô cao và lộ ra ở đảo Côn Sơn, sau đó chìm dần ở phạm vi các lô 02, 03, và rồi lại nâng cao ở Cù Lao Dung. Đới nâng Côn Sơn chủ yếu cấu tạo bởi các đá xâm nhập và phun trào trung tính, axit thuộc đá núi lửa rìa Đông lục địa Châu Á tuổi Mesozoi muộn.
Đới nâng Khorat – Natuna kép dài từ Thái Lan qua Tây Nam Việt Nam Borneo theo hướng Tây Bắc – Đông Nam và là một bộ phận của lục địa Sunda cổ. Đới nâng được cấu thành bởi tập hợp các thành tạo lục nguyên tuổi Carbon – Permi, Jura – Creta và các đá biến chất Paleozoi, Mesozoi cũng như các đá magma axit – trung tính tuổi Kanozoi, nằm trong đai núi lửa miền Đông Á.3 Lịch sử phát triển địa chất Lịch sử phát triển địa chất bể Nam Côn Sơn gắn liền với quá trình tách giãn Biển Đông và có thể được chia làm 3 giai đoạn chính: Giai đoạn trước tách giãn (Paleocene - Eocene), giai đoạn đồng tách giãn (Oligocene - Miocene sớm), giai đoạn sau tách giãn (Miocene giữa - Đệ Tứ). Giai đoạn trƣớc tạo rift (Paleocene - Eocene) Trong giai đoạn này chế độ kiến tạo toàn khu vực nhìn chung bình ổn, xảy ra quá trình bào mòn và san bằng địa hình cổ, tuy nhiên một đôi nơi vẫn có thể tồn tại những trũng giữa núi. Ở phần trung tâm của bể có khả năng tồn tại các thành tạo molas, vụn núi lửa và các đá núi lửa có tuổi Eocene như đã bắt gặp trên lục địa.
2 Giai đoạn đồng tạo rift (Oligocene - Miocene sớm) Đây là giai đoạn chính thành tạo bể gắn liền với tách giãn Biển Đông. Sự mở rộng của Biển Đông về phía Đông cùng với hoạt động tích cực của hệ thống đứt gãy Đông Bắc - Tây Nam đã làm xuất hiện địa hào Trung tâm của bể kéo dài theo hướng Đông Bắc - Tây Nam và dọc theo các đứt gãy này đã có phun trào hoạt động. Các thành tạo trầm tích Oligocene - Miocene sớm gồm các trầm tích vụn chủ yếu thành tạo trong các môi trường đầm hồ và đới nước lợ ven bờ với các tập sét kết, bột kết dày xen kẽ cát kết hạt mịn và môi trường đồng bằng châu thổ thấp gồm cát kết hạt mịn, bột kết, sét kết với các lớp than mỏng. Pha kiến tạo Miocene giữa đã chấm dứt giai đoạn này và làm thay đổi bình đồ cấu trúc bể.
Giai đoạn sau tạo rift (Miocene giữa - Đệ Tứ) Trong giai đoạn này nhìn chung chế độ kiến tạo khá bình ổn hơn so với giai đoạn trước. Song ở một số nơi vẫn quan sát thấy sự nâng lên bào mòn và cắt cụt một số cấu trúc dương đã có (ở các lô 04, 05). Về cơ bản chế độ kiến tạo oằn võng và lún chìm nhiệt, cũng như các pha biển tiến và ngập lụt khống chế trên diện tích toàn bể. Hầu hết các đứt gãy đều kết thúc hoạt động vào cuối Miocene.
Trong Pliocene – Đệ Tứ phát triển thềm lục địa, bình đồ cấu trúc không còn mang tính kế thừa các giai đoạn trước, ranh giới giữa các trũng gần như được đồng nhất trên toàn khu vực.4 Địa tầng, trầm tích và môi trƣờng 1.1 Thành tạo trƣớc Kainozoi Một số giếng khoan (ĐH-1X, 04-A-1X, 04-2-BC-1X, 04-3-ĐB-1X, 10-PM-1X, HONG-1X, 12-Dừa-1X, 12-C-1X, 20-PH-1X, 28-A-1X, 29-A-1X …) ở bể Nam Côn Sơn gặp đá móng không đồng nhất bao gồm: Granite, granodiorite, diorite và đá biến chất, tuổi của các thành tạo này có thể là Jura muộn – Creta. Nằm không chỉnh hợp trên móng không đồng nhất là lớp phủ trầm tích Paleogene – Đệ Tứ có chiều dày biến đổi từ hàng trăm đến hàng nghìn mét.2 Các thành tạo Kainozoi 3 Hình 1.2: Cột địa tầng tổng hợp bể Nam Côn Sơn 4 PALEOGENE Oligocene Hệ tầng Cau (E3 c) Hệ tầng Cau có thể xem tương đương với hệ tầng Bawah, Keras và Gabus (Agip 1980) thuộc bể Đông Natuna (ở phía Nam của bể Nam Côn Sơn). Hệ tầng Cau vắng mặt trên phần lớn các đới nâng: Nâng Mãng Cầu, nâng Dừa, phần Tây lô 04, phần lớn lô 10, 11-1, 28, 29 và một số diện tích ở phần Tây, Tây Nam của bể. Trầm tích của hệ tầng Cau bao gồm chủ yếu các lớp cát kết có màu xám xen các lớp sét bột kết màu nâu.
Cát kết thạch anh hạt thô đến mịn, độ lựa chọn kém, xi măng sét, carbonate. Chiều dày trung bình khoảng 360m. Mặt cắt hệ tầng Cau có thể có nơi đến hàng nghìn mét chia làm 3 phần: Phần dưới gồm cát kết hạt mịn đến thô đôi khi rất thô hoặc sạn kết, cát kết chứa cuội, và cuội kết màu xám, xám phớt nâu, nâu đỏ chứa các mảnh vụn than hoặc các lớp kẹp than. Ở một số giếng khoan gặp các lớp đá phun trào: Andesite, basalt, diabas nằm xen kẽ (GK 20-PH-1X).
Phần giữa gồm chủ yếu là các thành phần hạt mịn chiếm ưu thế gồm các tập sét kết phân lớp dày đến dạng khối màu xám sẩm, xám đen xen kẽ ít bột kết, đôi khi phớt nâu đỏ hoặc tím đỏ, khá giàu vật chất hữu cơ và vôi xen kẽ các lớp sét kết chứa than. Phần trên gồm cát kết hạt nhỏ đến vừa màu xám tro, xám sáng đôi chỗ có chứa glauconite, trùng lỗ xen kẽ bột kết, sét kết màu xám tro, xám xanh hoặc nâu đỏ. Sét kết của hệ tầng Cau phân lớp dày hoặc dạng khối, rắn chắc. Ở phần dưới tại những vùng bị chôn vùi sâu khoáng vật sét bị biến đổi khá mạnh, một phần bị kết tinh.
Sét kết hệ tầng này thường chứa vật chất hữu cơ cao nên được coi là tầng sinh dầu khí, đồng thời nhiều nơi cũng được coi là tầng chắn tốt. Cát kết của hệ tầng này có hạt mịn đến nhỏ (ở phần trên) hoặc hạt vừa đến thô, đôi khi rất thô (ở phần dưới), độ chọn lựa kém đến trung bình, hạt bán tròn cạnh đến góc cạnh. Đôi khi trong cát kết có chứa mảnh vụn đá biến chất và magma của các thành hệ móng trước Đệ Tam. 5 Các tập cát kết của hệ tầng Cau có khả năng chứa trung bình.
Tuy nhiên, chất lượng đá chứa biến đổi mạnh theo chiều sâu và theo khu vực tùy thuộc môi trường trầm tích và mức độ biến đổi thứ sinh. Đặc điểm trầm tích nêu trên chứng tỏ hệ tầng Cau được hình thành trong giai đoạn đầu tạo bể. Ở thời kỳ đầu, phát triển trầm tích tướng lục địa bao gồm các thành tạo lũ tích xen trầm tích đầm hồ, vũng vịnh, nhiều khu vực xảy ra các hoạt động núi lửa tạo nên một số lớp phun trào andesite, basalt, diabas và tuf. Vào giai đoạn sau trầm lắng các thành tạo có xu hướng mịn dần; đôi nơi cát kết có chứa glauconite và hóa thạch biển.
Trầm tích được lắng đọng trong môi trường tam giác châu, vũng vịnh đến biển ven bờ. Hệ tầng Cau phủ không chỉnh hợp trên móng trước Đệ Tam và được xác định tuổi là Oligocene dựa vào bào tử phấn hoa. NEOGENE Miocene dưới Hệ tầng Dừa (N11 d) Hệ tầng Dừa phân bố rộng rãi trong bể Nam Côn Sơn bao gồm chủ yếu cát kết, bột kết màu xám sáng, xám lục xen kẽ với sét kết màu xám, xám đỏ, xám xanh; các lớp sét chứa vôi giàu vật chất hữu cơ có chứa than hoặc các lớp than mỏng. Đôi khi có những lớp đá vôi mỏng chứa nhiều hạt vụn hoặc đá vôi màu trắng xen kẽ trong hệ tầng.
Tỷ lệ cát/sét trong toàn bộ mặt cắt gần tương đương nhau, tuy nhiên về phía Đông của bể thành phần hạt mịn tăng dần và ngược lại, ở phần rìa phía Tây tỷ lệ cát kết tăng do gần nguồn cung cấp vật liệu. Cát kết hạt nhỏ đến hạt vừa đôi khi hạt thô (ở phần dưới lát cắt) có độ lựa chọn và mài tròn tốt. Đá gắn kết tốt, có chứa nhiều glauconit và hóa thạch sinh vật biển, đặc biệt phong phú trùng lỗ. Các trầm tích kể trên hầu như mới bị biến đổi thứ sinh ở mức độ thấp, phần lớn vào giai đoạn catagenesis sớm.
Vì vậy, đặc tính thấm và chứa nguyên sinh của đá chưa hoặc rất ít bị ảnh hưởng. Một số tập cát kết của hệ tầng được coi là tầng chứa trung bình đến tốt với độ rỗng thay đổi từ 17-23% và độ thấm vài chục mD đến vài trăm mD.
